Představa elektromotoru velkého zhruba jako větší talíř, který váží jako pořádně naložená nákupní taška a přitom umí disponovat výkonem kolem tisíce koní, zní na první dobrou jako sci-fi. Jenže britská firma YASA, která dnes spadá pod Mercedes-Benz, podobné hodnoty už ukazuje v laboratorní podobě.
Její axiální elektromotor s mimořádnou hustotou výkonu může do budoucna převrátit logiku konstrukce elektrických pohonů. Zatím živí hlavně svět extrémních hypersportů, kde se počítá každý gram a centimetr, ale časem může ovlivnit i to, jak budou vypadat a fungovat běžné elektromobily.
Axiální tok: proč je ten motor tak „placatý“
YASA nedávno představila prototyp motoru s axiálním tokem, který váží 12,7 kilogramu a dosahuje špičkového výkonu 750 kW, tedy zhruba 1 000 koní. Klíčová není jen samotná hodnota výkonu, ale hlavně to, kolik síly se podařilo nacpat do tak malé a lehké jednotky. U axiální koncepce totiž magnetický tok i síla, která roztáčí rotor, probíhají rovnoběžně s osou otáčení. Rotor a stator mají podobu plochých disků umístěných proti sobě, takže motor může být výrazně „placatější“ než běžné radiální elektromotory. Ty naopak fungují jako klasický válec: stator je po obvodu, rotor uvnitř a magnetické pole se šíří od středu směrem ven. Právě tahle odlišná geometrie je důvod, proč axiální motory lákají konstruktéry: při správném návrhu dokážou nabídnout vysoký výkon v kompaktním objemu a s nižší hmotností.
Čísla, která dělají divy: 59 kW na kilogram
Podle údajů YASA vychází u nového prototypu měrná hustota výkonu na 59 kW na kilogram. To je posun i oproti jejich dřívějšímu rekordnímu motoru, který měl výkon 55 kW, vážil 13,1 kilogramu a vycházel zhruba na 42 kW/kg. Nová jednotka je tedy současně lehčí, silnější a výrazně efektivnější v poměru ke své hmotnosti. Je ovšem potřeba číst ta čísla správně: špičkový výkon je hodnota, kterou motor obvykle zvládne jen po omezenou dobu, než se projeví tepelné limity. Sama YASA proto uvádí, že cílem je dlouhodobý výkon někde v pásmu 350 až 400 kW, tedy zhruba 530 koní. I to je ale na tak malý a lehký agregát mimořádné.
Trik je v chlazení
Za skokem ve výkonnosti má stát kombinace propracovanější konstrukce a hlavně účinnějšího chlazení, díky kterému se motor méně přehřívá, drží stabilnější parametry a pracuje s vyšší účinností. Zajímavé je i tvrzení vývojového týmu, že k dosažení těchto hodnot není nutné sahat po extrémně drahých či „exotických“ materiálech, což je důležitá podmínka pro to, aby se technologie jednou mohla rozšířit i mimo luxusní výkladní skříně automobilového světa.
Proč to zatím nejvíc sedí hypersportům
Právě teď ale dává axiální motor největší smysl hlavně tam, kde je každý kilogram navíc problém a kde se zmenšení a odlehčení pohonu okamžitě promítne do celkových schopností auta. Menší a lehčí motor totiž nechává víc prostoru i hmotnostní rezervy pro baterii, chlazení a sofistikovanější podvozek, což zlepšuje jízdní vlastnosti a často i dojezd.
Kde už YASA jezdí: Ferrari, Koenigsegg, Lamborghini i AMG
Není proto náhoda, že se technologie YASA objevuje v nejostřejších strojích současnosti. Ferrari SF90 Stradale například používá tři elektromotory této značky s celkovým výkonem 217 koní jako podporu osmiválce, takže celý systém se dostává téměř na hranici tisíce koní. Ferrari 296 GTB má na zadní nápravě motor YASA, který přidává zhruba 165 koní. Koenigsegg Regera pracuje s trojicí motorů YASA s kombinovaným výkonem kolem 700 koní a Lamborghini Revuelto sází na dva motory YASA na přední nápravě. Technologie se objevila také u Mercedes-AMG, například ve čtyřdveřovém kupé GT.
Závodní princip, který se časem přelije do běžných aut
Z pohledu běžného řidiče je na tom nejzajímavější princip, který se v automobilovém světě opakuje pořád dokola: inovace, které se narodí v motorsportu nebo v supersportech, se časem často „propijí“ do mainstreamu. Axiální motory jsou pro automobilky lákavé právě tím, že při dobré škálovatelnosti a rozumných nákladech nabízejí výjimečný poměr hmotnosti, výkonu a zastavěného prostoru.
Proč to ale není jen „vyměnit motor a hotovo“
Problém je, že přechod na ně není jen o výměně jednoho motoru za jiný. Celé dnešní platformy elektromobilů, výrobní procesy i dodavatelské řetězce jsou optimalizované na radiální pohony, které dnes dominují. Přesun k axiální koncepci by znamenal zásadní zásah do konstrukce auta, do výrobní infrastruktury i do servisního zázemí, a to jsou investice, které se u masových modelů vracejí pomalu. U supersportů a malých sérií, kde cena tolik nehraje roli, je to zvládnutelné už dnes, ale u běžných aut to zatím vypadá spíš jako otázka vzdálenější budoucnosti.
Co z axiálního uspořádání plyne v praxi
Pro pochopení, proč se kolem axiálních motorů zvedá taková vlna, stačí vrátit se k principu. Když jsou magnetický tok i síla otáčení zarovnané s hřídelí, umožní to kompaktní, plochý tvar a efektivnější využití materiálu tam, kde skutečně vytváří točivý moment. V praxi se pak snadněji dosahuje vyšší hustoty výkonu, tedy více kilowattů na kilogram i na objem, což je přesně to, co potřebují aplikace, kde se šetří každým milimetrem a každým gramem. Kromě kompaktnosti se navíc mluví i o potenciálu vyšší účinnosti, což by při stejné kapacitě baterie mohlo znamenat delší dojezd. Menší tepelné namáhání a stabilnější provoz se pak mohou pozitivně promítnout i do životnosti a spolehlivosti.
Dopad na budoucnost elektromobilů (a nejen jich)
Pokud se axiální motory podaří dostat do sériové velkovýroby, mohou automobilkám výrazně pomoct snižovat hmotnost a zvyšovat efektivitu elektromobilů. Menší pohon uvolní prostor pro větší baterie nebo pro chytřejší konstrukci podvozku, a zároveň dá designérům víc volnosti při hledání aerodynamicky výhodnějších tvarů, protože pohonná jednotka nebude tolik diktovat proporce. A i kdyby se masový průlom v autech ukázal jako pomalejší, technologie má potenciál i mimo silnice, třeba v letectví, v lodní dopravě nebo v průmyslových aplikacích, kde se opět hraje o každý centimetr a kilogram. V součtu tak axiální motory působí jako další krok k efektivnějšímu využívání energie: vysoký výkon v minimálním balení, který může změnit to, jak přemýšlíme o konstrukci pohonů i o budoucí podobě mobility.
