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Der Axialflussmotor hat die Großserie erreicht. Mercedes-Benz produziert in Berlin-Marienfelde Motoren der britischen Tochter YASA für den AMG GT 4-Türer Coupé: drei Einheiten, zusammen bis zu 860 kW, 2000 Nm Drehmoment, Sprint von 0 auf 100 km/h in 2,1 Sekunden. Jetzt will YASA den nächsten Schritt gehen und die Motoren unabhängiger von Seltenen Erden machen. Die britische Regierung fördert das Vorhaben im Rahmen von „Project Resilience“.
Warum Seltene Erden ein Beschaffungsrisiko sind
Hochleistungs-Elektromotoren nutzen heute überwiegend NdFeB-Permanentmagnete. Neodym (Nd) liefert die hohe magnetische Energiedichte, die kompakte und leistungsfähige Rotoren erst ermöglicht. Dysprosium und Terbium stabilisieren die Magnete bei hohen Temperaturen gegen Entmagnetisierung.
Das eigentliche Problem ist nicht die geologische Seltenheit dieser Elemente, sondern die geografische Konzentration der Förderung und Verarbeitung. Exportbeschränkungen, Preisschwankungen und Lieferunterbrechungen können direkt auf Produktionspläne in der Automobilindustrie durchschlagen. Wer in der Motorfertigung ausschließlich auf NdFeB setzt, trägt dieses Risiko in seiner gesamten Lieferkette.
Zwei Entwicklungslinien bei Project Resilience
YASA verfolgt zwei parallele Ansätze. Die erste Variante soll Permanentmagnete ohne schwere Seltene Erden nutzen, also ohne Dysprosium und Terbium. Die zweite soll vollständig auf Seltene Erden verzichten. Beide Konzepte basieren auf der gemeinsamen YASA-Stator-Technologie, die bereits in der Serienproduktion eingesetzt wird.
Welches Rotor- oder Magnetmaterial beim vollständig Seltene-Erden-freien Konzept konkret zum Einsatz kommen soll, hat YASA bislang nicht veröffentlicht. Ferritmagnete wären eine bekannte Option: kein Bedarf an Seltenen Erden, günstige Rohstoffbasis, gute Verfügbarkeit. Ihr Nachteil ist die deutlich geringere magnetische Energiedichte gegenüber NdFeB. Bei gleicher Motorleistung kann mehr Bauraum erforderlich werden.
Asynchronmaschine als Alternative zum Permanentmagnetmotor
Ein anderer technischer Weg führt weg vom Permanentmagnetprinzip insgesamt. Bei einer Asynchronmaschine wird das Rotorfeld nicht durch Permanentmagnete erzeugt, sondern elektromagnetisch induziert. Das bayerische Start-up Emil Motors arbeitet nach diesem Prinzip mit einem Axialflussmotor, der Aluminium als Leitermaterial im Rotor nutzt und ohne Permanentmagnettechnik auskommt. Ob YASA einen ähnlichen Ansatz verfolgt, ist nicht bekannt.
Leistung und Effizienz im Vergleich
Der Leistungsvorteil des Permanentmagnetmotors beruht auf einem einfachen Prinzip: Das Magnetfeld des Rotors ist bereits vorhanden, es muss keine zusätzliche elektrische Energie aufgewendet werden, um es zu erzeugen. Bei der Asynchronmaschine muss dieses Feld erst induziert werden. Das kostet Energie und senkt den Wirkungsgrad.
Die Leistungsdichte, also Leistung je Kilogramm Motorgewicht, ist für den Axialflussmotor ein zentrales Verkaufsargument. Die aktuellen YASA-Motoren im AMG GT erreichen Werte, die mit Radialmotoren konventioneller Bauart schwer zu erreichen sind. Ob ein Seltene-Erden-freier Nachfolger diese Daten hält, ist zum jetzigen Zeitpunkt offen. YASA hat dazu keine verifizierten Leistungsdaten veröffentlicht.
Serienproduktion als Maßstab
Die Fertigung in Berlin-Marienfelde umfasst rund 30.000 Quadratmeter und sieben Produktionslinien. Neue Motorkonzepte müssen nicht nur im Labor funktionieren, sondern auch in diesem Maßstab fertigbar sein: zu wettbewerbsfähigen Kosten, mit stabiler Qualität, in reproduzierbarer Prozesskontrolle.
Ob ein Seltene-Erden-freier Axialflussmotor diese Anforderungen erfüllt, hängt stark vom gewählten Konzept ab. Ferritmagnete sind preiswerter als NdFeB, aber eine veränderte Motorgeometrie kann Fertigungskosten an anderer Stelle erhöhen. Asynchronmaschinen erfordern komplexere Steuerungselektronik. Diese Wechselwirkungen entscheiden in der Großserie über den Gesamterfolg.
Fazit
YASA adressiert mit Project Resilience ein reales Beschaffungsproblem der Elektromotorenfertigung. Die Abhängigkeit von Seltenen Erden aus geografisch konzentrierter Förderung ist für Automobilzulieferer und deren Abnehmer ein strukturelles Risiko. Der Ansatz, Axialflussmotoren ohne diese Materialien zu entwickeln, ist technisch nachvollziehbar. Ob die Leistungs- und Kostenziele in der Großserie erreichbar sind, bleibt bis zur Vorlage konkreter Daten und Praxistests unbeantwortet. Für Produktions- und Einkaufsverantwortliche in der Antriebsbranche ist das Projekt relevant, eine Anpassung von Beschaffungsstrategien lässt die aktuelle Datenlage jedoch nicht zu.
