A villanymotorok szerves részét képezik a modern életünknek, kulcsfontosságú tehát, hogy működésük minél hatékonyabb legyen. Ennek dacára a lényegét tekintve szinte alig változott feltalálása óta, vagy ami történt, az leginkább csak "ráncfelvarrásnak" tekinthető. Most ez megváltozott, köszönhetően egy teljesítményre kihegyezett sportkocsijairól ismert svéd autómárkának, a Königseggnek.

‍

Két évszázad három lépésben

‍

A Parvalux szakmai összefoglalója szerint a villanymotor fejlődése 1821-ben kezdődött, amikor Michael Faraday felfedezte az elektromágneses indukció elvét és megalkotta az első axiális típusú motort. Tizenhárom évvel később, 1834-ben Thomas Davenport elkészítette az első ütőképes radiális felépítésű egyenáramú motort – ez az elrendezés vált az ipari villamosítás alapjává, és több mint 150 éven át meghatározta az ágazatot.

‍

Az igazi áttörést 1887–88-ban Nikola Tesla váltóáramú indukciós motorjának szabadalmaztatása hozta el. A Regal Rexnord ipartörténeti összefoglalója szerint ez a találmány nyitotta meg az automatizáció és az ipari termelékenység új korszakát: a váltóáramú rendszer robusztusabb, megbízhatóbb és hatékonyabb volt, mint az addigi egyenáramú megoldások.

‍

A háromfázisú kalickás indukciós motor (rövidrezárt forgórészű aszinkron motor) – amelyet Dolivo-Dobrowolsky fejlesztett tovább 1889-ben – máig az ipar legelterjedtebb gépfajtája maradt az 1 kW feletti teljesítménytartományban.

‍

Az elektromos járművek korszaka a permanens mágnes szinkronmotorok (PMSM) felvirágzását hozta. Az 1970-es évek neodímium-vas-bór mágnes fejlesztéseinek nyomán fokozatosan kialakult egy új, domináns megoldás: egy kompakt, hatékony és magas nyomatéksűrűségű motortípus, amely ma az elektromos autók hajtásrendszereinek gerincét alkotja.

‍

A villanymotorpiac uralása

‍

Az IDTechEx 2026-os piaci elemzése szerint 2015 és 2024 között az EV-motorpiac több mint 75%-át permanens mágnes alapú megoldások uralták – és ez az arány várhatóan a következő évtizedben sem csökken 70% alá.

‍

A Visual Capitalist adatvizualizációja szerint a PMSM-ek és az axiális fluxusú motorok együttesen a 2024-es EV-motorpiac több mint 86%-át tették ki.

‍

Ma négy fő típus verseng az elektromos meghajtásban. A PMSM a legelterjedtebb: Tesla, Toyota, Hyundai alkalmazza leginkább, köszönhetően a kiemelkedő hatékonysági és nyomatéksűrűségi jellemzőinek. A váltóáramú indukciós motor (pl. Tesla Model S) olcsóbban gyártható és nem igényel ritkaföldfémeket, de hátránya, hogy hatásfoka alacsonyabb részterhelési szinten. A gerjesztett szinkronmotor (EESM) az európai gyártók (Renault, BMW) alternatívája a ritkaföldfém-függőség csökkentésére – ez a megoldás elektromágneseket alkalmaz állandó mágnesek helyett. Az axiális fluxusú motor (pl. YASA / Mercedes-AMG) tárcsás kialakításával kiemelkedő nyomaték- és teljesítménysűrűséget kínál, de gyártása bonyolultabb és drágább.

‍

A ritkaföldfém-kérdés

‍

A PMSM-dominanciának ára van. Az SP Global elemzése szerint a ritkaföldfém-mentes motorok iránti kereslet 2025 és 2037 között évi 15%-os ütemben bővül – és ennek hátterében geopolitikai feszültség áll. A Visual Capitalist adatai szerint 2024-ben az EV-motorokhoz köthető ritkaföldfém-kereslet elérte a 37 kilotonnát, és 2025-re tovább nőtt 43 kt-ra. Az IDTechEx ritkaföldfém-piaci elemzése azt mutatja, hogy Kína a globális ritkaföld-mágnes gyártás 85–90%-át uralja.

‍

Az EU helyzetét jól illusztrálja, hogy évi körülbelül 16 000 tonna ritkaföld-mágnes importjának közel 98%-át Kínából szerzi be.

‍

Peking ezt a pozíciót aktívan alkalmazza stratégiai eszközként: 2025-ben exportkorlátozásokat vezetett be a feldolgozott ritkaföldfém-anyagokra, ami termelési zavarokat okozott nyugati EV-gyártóknál, és arra kényszerítette a Teslát, a GM-et és más szereplőket, hogy alternatív beszerzési stratégiákat dolgozzanak ki. Az IDTechEx elemzése szerint a ritkaföldfém-mentes megoldások fejlődése ellenére a PM-motorok piaci részesedése a következő évtizedben is meghaladja majd a 70%-ot – a kínai EV-piac PMSM-dominanciája ezt tartósan fenntartja.

‍

Az európai válasz kétirányú: egyrészt az EESM (Renault, BMW, Volkswagen) és az indukciós megoldások (Tesla, GM, Audi) terjedése, másrészt befektetések a ritkaföldfém-mentes mágnesanyagokba – például a Proterial 2025-ben bejelentett diszprózium- és terbium-mentes neodímium-mágnes fejlesztése.

‍

Koenigsegg Quark: amikor a fizika határait feszegetik

‍

A svéd hiperautó-gyártó 2022-ben mutatta be a Quark villanymotort – egy olyan megoldást, amely alapvetően kérdőjelezi meg az addigi tervezési elveket. Hagyományosan az axiális fluxusú motorok nyomatékban erősebbek, a radiálisak pedig teljesítménysűrűségben – a Koenigsegg mérnökei azonban nem akarták egyiket sem feláldozni.

‍

A Koenigsegg leírása szerint a megoldás neve raxiális fluxus: a radiális és az axiális hibridje, amely iparági csúcsot ér el a nyomaték-teljesítmény-tömeg arányban.

‍

A Quark első sorozatgyártású változata 28,5 kg tömeg mellett 600 Nm nyomatékot és 250 kW teljesítményt nyújt – ez a szám önmagában is figyelemre méltó, de az összefüggés még lenyűgözőbb, tekintve hogy egy átlagos sörösdoboztól alig nagyobb méretű egységről van szó.

‍

A súlycsökkentéshez a Koenigsegg repülésben és motorsportban használt anyagokat alkalmazott: a tengelyt 300M acélból gyártják, a rotor pedig az Aircore™ üreges szénszál-technológiát alkalmazza – ugyanazt, amelyet a márka felnijeiben és kormánykerekeiben is használ. A hűtés közvetlen, amely mind kompaktságban, mind hatékonyságban előnyös az olajos vagy vízes rendszerekkel szemben.

‍

A Quark motorból két példányt, egyetlen David hat fázisú inverterrel kombinálva jött létre a Terrier, amely nyomatékvektoros EV-hajtásegységként kerül a Gemera negyszemélyes hiperautóba. A rendszer egyetlen inverterrel irányít két motort – csökkentve a tömeget, a komplexitást és a komponensszámot.

‍

A projektet Székely András, a Koenigsegg villanymotor-fejlesztési vezetője irányította. A Koenigsegg sajtóközleménye szerint az ő csapata oldotta meg azt a mérnöki problémát, amelyre a hagyományos ipar nem talált választ: hogyan legyen egy motor egyszerre kis méretű, könnyed és rendkívül nyomatékgazdag? A Quark alkalmazhatóságát a gyártó repülés, VTOL és hajózás területén is vizionálja – a közvetlen hajtás lehetővé teszi, hogy sebességváltó nélkül érje el a kívánt fordulatszámot és nyomatékot.

‍

DeepDrive: a kettős forgórész és a kerékagymotor-forradalom

‍

Míg a Koenigsegg a hiperautók világában újítja meg a motortervezést, a müncheni DeepDrive startup a tömegpiac számára kínál gyökeresen új megoldást. A DeepDrive kettős forgórész-elvű motorjában az állórész egyszerre hajtja a belső és a külső forgórészt, tehát lényegében két motort sűrít egyetlen kompakt egységbe.

‍

‍

Az RM 1250-es kerékagymotor 1 250 Nm csúcsnyomatékot és 80 kW csúcsteljesítményt nyújt, beépített SiC MOSFET inverterrel és CAN interfésszel.

‍

A rendszer 20%-os hatékonyság-növekedést ígér a jelenlegi EV-hajtásrendszerekhez képest, amely lehetővé teszi vagy akkumulátorméret csökkentését, vagy a hatótáv megnövelését. A DeepDrive állítása szerint ez az érték lehetővé teszi, hogy az elektromos autók egyetlen töltéssel több mint 800 km-t tegyenek meg.

‍

Az EU-Startups hírportál szerint a vállalat 2024 szeptemberében zárta le 30 millió eurós Series B finanszírozási körét, amelyet a BMW i Ventures, a Continental befektetési egysége (co-pace) és további kockázati tőkealapok vezettek. A befektetést részben gyártósorok kiépítésére szánják: a DeepDrive a kis-szériás gyártást 2026-ra tervezi, a nagyüzemi sorozatgyártás 2028–2029-re van ütemezve.

‍

A BMW-vel való együttműködés 2024 nyarán lépett tesztelési fázisba: BMW-modellekbe épített DeepDrive hajtásegységekkel zajlottak a tesztvezetések. A DeepDrive az Automotive News szerint a világ tíz legnagyobb autógyártója közül nyolccal folytat párhuzamos fejlesztési együttműködést – ez figyelemre méltó eredmény egy startuptól, amelyet mindössze néhány éve alapítottak.

‍

A kettős forgórész elve rugalmasan alkalmazható centralizált hajtásrendszerben sebességváltóval párosítva, vagy közvetlen kerékagyhajtásként. A kerékagymotor változat lehetővé teszi a kerekek közötti tér felszabadítását, ami merőben új távlatokat nyit meg a járműtervezésben.

‍

A jövő motorjai

‍

Az IDTechEx 2026–2036-os elemzése három meghatározó trendet azonosít. Az első az axiális fluxusú és kerékagymotor-alkalmazások meredek növekedése elsősorban speciális járműkategóriákban, ahol a kompakt méret és a közvetlen hajtás előnyei meghatározók. A QY Research piaci adatai szerint a kerékagymotor-piac 2025-ben 179 millió dolláros értékéről 2032-re 591 millió dollárra, tehát évi 18,8%-os ütemben bővülhet.

‍

A második trend a szoftver mint versenyelőny: a nyomatékvektoros rendszerek ezredmásodperces precizitással tudják egyenként szabályozni a kerekek nyomatékát, ami teljesen új menetstabilizálási és menetdinamikai lehetőségeket nyit. A WATT EV és a Donut Lab CES 2026-on bemutatott PACES platformja ennek egyik korai demonstrációja: a könnyű, moduláris alvázba épített kerékagymotorok ezredmásodperces vezérlésével teszik lehetővé a páratlan szintű nyomatékvektoros irányítást.

‍

A harmadik – és a szakma által egyre nagyobb figyelemmel kísért – terület az eVTOL, azaz az elektromos függőleges fel- és leszállású légi jármű. Az MDPI folyóiratban megjelent áttekintő tanulmány szerint az eVTOL propulziós rendszerek fejlesztése a magas nyomatéksűrűség és a hibatűrő működés irányába halad – pontosan az a két jellemző, amelyre az új generációs motorok (Quark, DeepDrive) is optimalizálnak.

‍

Az eVTOL-piac igényei és az autóipari fejlesztések így egymást erősítik: ami a hiperautókban és a városi légi mobilitásban kerül kifejlesztésre, az néhány éven belül az átlagos személyautókba is beépülhet.

‍

Egy lépcsővel feljebb

‍

Mindezek fényében tehát a villanymotor kétszáz éves fejlődéstörténete ma egy markáns fordulóponthoz érkezett. A PMSM-ek jelenlegi dominanciája stabil, de a Kínától való ritkaföldfém-függőség tartós geopolitikai nyomást helyez az iparágra – és ez a nyomás gyorsítja az alternatív megoldások térnyerését. A Koenigsegg Quark a raxiális fluxustopológiával megmutatta, hogy a fizika határait a valóságban is át lehet lépni – nem csak számítógépes szimulációban. A DeepDrive kettős forgórész-elve és a kerékagymotorok mögötti logika pedig azt jelzi, hogy a következő nagy ugrás nem feltétlenül a motortechnikában, hanem a felépítésben lesz: abban, hogy a motort hol, hogyan és milyen szoftverrel integrálják a járműbe.

‍

Az elektromos meghajtás jövőjét nem egyetlen áttörés fogja meghatározni – hanem az, hogy ezek az egymást erősítő fejlesztések mikor és hogyan találkoznak a tömeggyártással.

‍

Források:

‍Parvalux – History of Electric Motors, Regal Rexnord – History of the Electric Motor, Koenigsegg – Quark E-motor, Koenigsegg – Quark & Terrier sajtóközlemény, IDTechEx – Electric Motors for EVs 2026–2036, IDTechEx – Rare Earth Magnet Market 2025, Visual Capitalist – Why Rare Earths Are Critical to EV Motors, SP Global – Eliminating Rare Earth Elements from EV Motor Supply Chains, Futurride – BMW & DeepDrive útpálya-teszt, EU-Startups – DeepDrive €30M Series B, Electronic Design – DeepDrive kerékagymotor, YASA – Axial Flux Technology, MDPI – eVTOL Electric Propulsion Motor Overview, Eletimes – Emerging Technology Trends in EV Motors, Vicarious Magazine – WATT EV & Donut Lab PACES platform