Mercedes-Benz Axial Flux Motor Mass Production

Mercedes-Benz 已在 Berlin-Marienfelde 工廠開始大規模生產其新型電動軸向磁通電機 (axial flux motor) 。這從原型到工業實踐的轉變，標誌著該公司最古老的生產基地轉型為高性能電機的技術中心。

Axial Flux Technology vs. Radial Flux Motors

與傳統的徑向磁通電機 (radial flux motors) 相比，軸向磁通電機在更緊湊的尺寸下提供更高的功率與扭矩密度。在徑向磁通電機中，磁通量垂直於旋轉軸流動，而在軸向磁通電機中，電磁磁通量則與旋轉軸平行流動。

Design and Packaging

該電機利用「三明治」結構，由兩個轉子盤 (rotor discs) 包圍中央定子 (stator) 。這款架構允許極高的緊湊性：

• Front Axle: 該電機用於 Mercedes-AMG GT 4-door Coupé，寬度約為 9 公分。
• Rear Axle: 用於後軸的兩個電機，每個寬度約為 8 公分。

這些電機被整合進 High Performance Electric Drive Units (HP.EDU) 中，並搭配緊湊的輸入行星齒輪 (input planetary gear) 。

Performance Metrics

這項技術使 Mercedes-AMG GT 4-door Coupé 的 0 到 100 km/h 加速時間僅需 2.1 秒，最高時速可達 300 km/h (搭配 Driver’s Package) 。這款前軸電機的轉速可超過 15,000 rpm。

Industrialization and Manufacturing Challenges

將軸向磁通技術規模化以進行量產，需要克服重大的精準度與自動化障礙。生產流程共包含 98 個步驟，其中 65 個步驟對 Mercedes-Benz 而言是全新的，且其中 35 個步驟在全世界範圍內都是獨一無二的。

Advanced Copper Coil Production

為了極大化功率密度，定子使用了矩形銅線而非圓形銅線，這使得在相同的空間內可以容納更多銅材。Mercedes-Benz 開發了一種專門的工藝來高速地將此線材彎曲成小半徑，且不會產生摺痕或損壞絕緣層。

Precision Laser Welding

由於定子內部的空間極其有限，該公司採用高精度的雷射連接技術來連接銅線。這種方法能確保焊點處的能量輸入最小化，並防止對相鄰的塑膠結構造成熱損傷。

AI-Driven Quality Control

傳動系統中的聚合物焊接需要同時進行雷射傳輸焊接 (laser transmission welding) 。這款技術利用 AI 支援的視覺實時品質控制與影像處理技術來：

• 記錄連接點。
• 識別組件的精確位置。
• 建立虛擬保護區，確保雷射僅針對目標表面。

The "Wedding" (End Assembly)

最終的組裝階段，被稱為「婚禮」(wedding) ，這涉及將定子置於兩個磁性轉子盤 (magnetic rotor discs) 之間。此過程必須在處理高達 9 kN (約 900 kg) 的磁力時，將定子維持在磁中心平面內，公差應小於 0.1 毫米。

這項技術是透過一種高頻控制演算法來實現的，該演算法會在流程的最後 0.5 秒內修正位置。

Strategic Origin and Development

Mercedes-Benz 在 2021 年收購了英國電動電機專家 YASA 。這項收購之後，Mercedes-Benz 專注於將 YASA 的原型技術演進為適合汽車量產的產品，重點放在耐用性與高性能的技術要求上。

Technical Community Perspectives

業界觀察家與技術評論家針對這種電機架構轉變所帶來的潛量與風險進行了討論：

"Radial has been battle-tested and proven. Axial still has a few more years to prove it's reliability in the field. Higher loads and stresses, tighter tolerances could make the axial motors less reliable overall especially at mass market trims."

其他貢獻者指出，主要的挑戰並非電機設計本身，而是向可靠量產的轉型，這暗示著製造流程的複雜性是該專案的核心成就。