メルセデス・ベンツアクシアルフラックスモーター大規模生産

メルセデス・ベンツは、ベルリン・マリエンフェルデ工場で高性能アクシアルフラックス電動モーターの大規模生産を開始しました。このコンパクトで高出力なモーターは、メルセデス-AMG GT 4ドアクーペに初搭載され、技術的プロトタイプから産業的実装へと移行します。

アクシアルフラックスとラジアルフラックス技術の比較

アクシアルフラックスモーターは、従来のラジアルフラックスモーターとは電磁フラックスの方向が異なり、回転軸に平行に流れます。設計上、2枚のローターディスクが中央のステータを挟む形となり、パンケーキ状の形状を持ちます。

このアーキテクチャは以下の技術的利点を提供します:

高出力密度: デザインにより、サイズに対してより高いトルクと出力を実現したコンパクトなモーターが可能です。
コンパクトなパッケージング: メルセデス-AMG GT 4ドアクーペでは、前軸モーターの幅は約9 cm、後軸の2つのモーターはそれぞれ約8 cmです。
性能向上: この技術により、フル電動パフォーマンスモデルは0〜100 km/h加速をわずか2.1秒で達成し、ドライバーパッケージ装備時には最高速度300 km/hに到達します。

アクシアルフラックス技術をプロトタイプから量産へ移行するため、世界で35の新製造プロセスを開発し、30件以上の特許出願を行いました。生産施設は3つのホールと7つの生産ラインにまたがる30,000平方メートルで、合計98の工程ステップが含まれます。

矩形銅線: ステータ内部の銅密度を最大化するため、メルセデス・ベンツは絶縁体を損傷させず、折り目を生じさせない高速で矩形銅線を狭い半径に曲げる特殊プロセスを開発しました。
レーザー接続: 極めて限られたスペースのため、銅線端は高精度レーザー溶接で結合され、周囲のプラスチック構造を保護するために熱エネルギー投入を最小限に抑えます。
AI駆動ポリマー溶接: 組立ではプラスチック部品に対して同時レーザー透過溶接を使用します。AI搭載の光学リアルタイム品質管理と画像処理により、部品配置の精度が保証され、デリケートな領域への損傷が防止されます。

高精度エンド組立: 最終組立は「ウェディング」と呼ばれ、ステータを2枚の磁気ローターディスク間に配置します。
磁力管理: この工程では最大9 kN（約900 kg）に相当する磁力を制御し、磁気中心平面でステータの位置公差を0.1 mm未満に保ちます。これは、工程最終0.5秒で位置を補正する高周波制御アルゴリズムにより実現されます。

この技術は、英国の電動モーター専門企業YASAの研究に基づいており、メルセデス・ベンツは2021年に同社を完全子会社化しました。買収以降、メルセデス・ベンツは製品と製造プロセスを自動車量産と長期耐久性の要求に合わせて洗練させてきました。

発表は製造の飛躍を強調していますが、エンジニアや愛好家の間での技術的議論は、技術の影響についてより微妙な見方を示しています:

信頼性 vs. 性能: 一部の観測者は、アクシアルフラックスモーターは優れた出力密度を提供するものの、より高い荷重と応力にさらされ、実績のあるラジアルフラックスモーターよりも厳しい公差が必要であると指摘しています。
大量市場での実現可能性: ラジアルフラックスモーターは「十分に良い」上に信頼性が実証済みであるため、今後10年は大量市場向け車両の標準であり続けるという合意があります。
製造こそが真の成果: 複数のコメントは、主なブレークスルーはモーター設計そのものではなく、こうした複雑なジオメトリを信頼性高く量産できる点にあると強調しています。

「ここでの主な利点は、同じ出力でより小さく軽くできることのようです…ラジアルはすでに高効率で、かなり軽く小型です。実際の重量レベルはバッテリーです。」

「プロトタイプから信頼性のある大量生産へ移行することが、しばしば最も難しい部分です。」