L’industria automobilistica sta attraversando una fase di transizione in cui l’efficienza non si misura più soltanto attraverso il rendimento termodinamico, ma tramite l’ottimizzazione della densità di potenza e l’integrazione degli ingombri. In questo scenario, Mercedes-Benz ha segnato un punto di svolta decisivo con l’acquisizione di YASA, azienda britannica pioniera nella tecnologia dei motori a flusso assiale.

Mentre la quasi totalità delle auto elettriche attuali utilizza motori a flusso radiale, la Casa della Stella ha scelto di puntare su un’architettura meccanica radicalmente diversa per i suoi futuri modelli ad alte prestazioni, come quelli firmati AMG. Questa scelta non rappresenta una semplice variazione sul tema, ma una vera e propria rivoluzione geometrica e magnetica che promette di ridefinire il rapporto tra peso e prestazioni nel settore delle super sportive a zero emissioni.

La geometria del campo magnetico e la differenza con il flusso radiale

Per comprendere il salto tecnologico compiuto da Mercedes, è necessario analizzare la cinematica e la fisica dei motori elettrici convenzionali. Nei motori a flusso radiale, che equipaggiano la maggior parte delle vetture elettriche odierne, le linee del flusso magnetico si muovono perpendicolarmente all’asse di rotazione. In questa configurazione, il rotore è posizionato all’interno dello statore e la forza elettromotrice viene generata lungo la superficie cilindrica di contatto.

Nel motore a flusso assiale, invece, il paradigma viene ruotato di novanta gradi. Il flusso magnetico scorre parallelamente all’asse di rotazione, spostandosi longitudinalmente lungo l’albero motore. Questa variazione geometrica permette di sfruttare una superficie attiva molto più ampia a parità di volume occupato, poiché il diametro del motore diventa il fattore determinante per la produzione di coppia, superando i limiti fisici imposti dalla lunghezza cilindrica dei sistemi tradizionali.

Architettura meccanica e vantaggi del flusso assiale

Il design di un motore a flusso assiale si presenta visivamente molto diverso dai motori elettrici a cui siamo abituati, somigliando più a un disco sottile che a un cilindro allungato. Questa conformazione “a pancake” offre vantaggi meccanici immediati in termini di packaging all’interno del telaio. La struttura prevede solitamente uno statore centrale racchiuso tra due rotori, oppure un rotore singolo tra due statori, a seconda delle esigenze di coppia.

Poiché il braccio di leva su cui agiscono le forze magnetiche è situato a una distanza maggiore dal centro dell’asse rispetto a un motore radiale, la capacità di generare coppia motrice risulta intrinsecamente superiore. Mercedes sfrutta questa caratteristica per ridurre drasticamente la massa dell’unità motrice, ottenendo un componente che pesa circa un terzo di un motore tradizionale ma che è capace di erogare una potenza specifica sensibilmente più elevata, facilitando inoltre il posizionamento dei motori direttamente in prossimità delle ruote o in configurazioni multimotore estremamente compatte.

Gestione termica ed efficienza di raffreddamento

Uno dei nodi cruciali nella meccanica di un motore elettrico ad alte prestazioni è lo smaltimento del calore generato negli avvolgimenti dello statore. Nelle evoluzioni più recenti presentate da YASA, la gestione termica è stata portata a un livello superiore grazie all’introduzione del raffreddamento a olio diretto. A differenza dei sistemi tradizionali che utilizzano intercapedini d’acqua esterne, questa soluzione permette al fluido lubrificante e refrigerante di scorrere a diretto contatto con gli avvolgimenti in rame dello statore.

Questo scambio termico immediato elimina i colli di bottiglia termici, consentendo al motore di operare stabilmente a regimi di potenza continua molto vicini alla potenza di picco. Tale innovazione è fondamentale per le applicazioni su vetture supersportive, dove la costanza del rendimento sotto stress meccanico prolungato rappresenta il vero parametro di superiorità tecnologica.

Le recenti sperimentazioni condotte sui prototipi YASA hanno evidenziato valori di densità di coppia che ridefiniscono gli standard dell’industria. Grazie all’assenza di un nucleo di ferro massiccio nello statore (tecnologia spesso definita “ironless” o a basso contenuto di ferro), si riducono drasticamente le perdite per isteresi magnetica e le correnti parassite, permettendo al motore di raggiungere una densità di coppia superiore ai 100 Nm per chilogrammo.

In termini meccanici, questo significa che un’unità dal peso estremamente contenuto, nell’ordine dei 12-15 kg, è in grado di generare una spinta paragonabile a quella di motori endotermici plurifrazionati molto più pesanti e complessi. Questo record di densità di potenza non solo migliora l’accelerazione pura, ma libera spazio prezioso per l’alloggiamento di batterie più capienti o per l’ottimizzazione dei canali aerodinamici interni alla scocca.

Impatto sulla dinamica del veicolo e prospettive ingegneristiche

L’integrazione della tecnologia a flusso assiale nei futuri veicoli Mercedes-AMG apre frontiere inedite per la dinamica del veicolo. Il risparmio di peso non è l’unico beneficio, poiché la riduzione degli ingombri permette ai progettisti di ripensare completamente la distribuzione delle masse e l’aerodinamica del sottoscocca. Un motore più corto e leggero consente di abbassare il baricentro e di ridurre il momento d’inerzia polare, rendendo la vettura più agile e reattiva nei cambi di direzione.

Inoltre, la capacità di questi motori di operare con regimi di rotazione ottimizzati e una coppia istantanea superiore permette di eliminare o semplificare drasticamente le trasmissioni meccaniche, riducendo ulteriormente le perdite per attrito. In definitiva, la soluzione di Mercedes non si limita a migliorare il motore, ma trasforma l’intera architettura dell’auto, ponendo le basi per una nuova era di ingegneria automobilistica dove l’efficienza magnetica diventa l’anima delle prestazioni.