Motori a flusso assiale e magneti permanenti
Un motore a flusso assiale e magneti permanenti usa un circuito magnetico a disco, con il flusso principale nel traferro parallelo all'albero. Segue gli stessi principi sincroni di un PMSM radiale, ma scambia lunghezza con diametro e può fornire molta coppia in un insieme corto.
Geometria, non una nuova fonte di coppia
“Flusso assiale” descrive la direzione del percorso magnetico; “sincrono a magneti permanenti” l'eccitazione del rotore e il rapporto con il campo statorico rotante. Sono classificazioni distinte: esistono anche macchine assiali a induzione o riluttanza, ma l'interesse automobilistico prestazionale riguarda soprattutto quelle a magneti permanenti.
Le configurazioni comprendono un rotore tra due statori, uno statore tra due rotori o più stadi. La topologia YASA con armatura segmentata senza giogo pone uno statore segmentato fra due dischi rotorici a magneti. Entrambe le facce producono coppia e il giogo continuo viene eliminato.
Come produce coppia
Un inverter alimenta gli avvolgimenti con corrente multifase. Resolver, encoder o stimatore comunica la posizione del campo rotorico e il controllo vettoriale imposta la corrente di fase. I due dischi seguono il campo rotante alla velocità sincrona.
Il raggio attivo favorisce la coppia: lo sforzo elettromagnetico agisce più lontano dall'albero che in una macchina radiale più piccola, aumentando la leva. Due traferri sfruttano entrambe le facce. Una buona ottimizzazione può dare molta coppia per lunghezza assiale e alta densità di coppia e potenza per massa o volume.
Non è automatico. Diametro, flusso, carico di corrente, raffreddamento, sollecitazioni, cuscinetti, inverter e ciclo determinano l'uscita reale. Il confronto richiede uguale durata di picco, condizioni termiche continue, temperature del refrigerante, limiti e confine di misura.
Ingombro e prestazioni
La forma sottile libera spazio lungo l'assale o consente più motori e riduttori in un'unità compatta. È utile quando la lunghezza è più vincolata del diametro.
L'alta densità di coppia può ridurre la massa, ma il sistema include supporti, cuscinetti, carcassa, circuiti, inverter e trasmissione. La densità del solo motore non è quella dell'unità o del veicolo.
La potenza continua dipende dalla rimozione del calore. Lo statore è spesso racchiuso tra i dischi, quindi una camicia esterna può avere un lungo percorso termico verso il rame. Olio diretto o raffreddamento vicino agli avvolgimenti segmentati lo accorciano e sostengono carichi ripetuti.
Sfide meccaniche e termiche
I dischi attirano lo statore con notevole forza assiale. Rotori opposti possono bilanciarla se allineati, ma rigidità, disposizione dei cuscinetti, planarità e tolleranze devono mantenere due traferri piccoli e uniformi. Dilatazione, vibrazioni e variabilità rendono difficile la produzione.
Il disco largo richiede controllo di sollecitazione e flessione ad alta velocità. I magneti vanno trattenuti, le perdite parassite gestite e ondulazione e rumore controllati con poli, cave, magneti e avvolgimenti.
Il fluido deve essere compatibile con isolamento, adesivi, magneti, tenute e cuscinetti. Il raffreddamento diretto aggiunge pompe, condotti, filtrazione, tenuta e trascinamento. Aumenta la potenza continua, ma consuma energia ausiliaria.
I magneti pongono le stesse questioni di temperatura, smagnetizzazione, costo e fornitura dei PMSM radiali. Il flusso assiale non le elimina: cambia la geometria della soluzione.
Dalla tecnologia specialistica alla serie
Mercedes-Benz ha avviato la grande serie a Berlin-Marienfelde nel giugno 2026. Indica la nuova Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé elettrica come prima applicazione: tre motori assiali integrati con riduttori planetari compatti.
Mercedes-Benz dichiara 98 fasi produttive, con stretto controllo di doppio rotore e posizione statorica. L'impegno mostra che le prestazioni non si separano dalla producibilità.
YASA, acquisita nel 2021, ha sviluppato l'armatura segmentata senza giogo. Altri fornitori usano nuclei, numeri di rotori, avvolgimenti, materiali e raffreddamenti diversi; “YASA” non è sinonimo di ogni motore assiale.
Dove si colloca il flusso assiale
È convincente quando spazio assiale e densità giustificano processi esigenti. Le auto prestazionali sono un primo impiego perché valorizzano compattezza, potenza ripetibile e massa.
Non sostituisce universalmente i motori radiali, che hanno utensili maturi, filiere consolidate, camicie note e produzione scalabile. L'adozione dipende da costo completo, prestazione continua, resa produttiva, durata e manutenzione, non da un solo valore di picco.
Resta disponibile il video Munro Live:
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