Chladicí kapalina do motoru: Jak chladí osu rotoru elektromobilu?

Proč rotor vůbec topí?

Elektromotor se zjednodušeně skládá ze dvou hlavních částí. Stator je nehybný věnec s vinutím, který je usazený v krytu motoru. Rotor je točivá část uprostřed, na ní bývají u nejrozšířenějšího typu motoru (synchronní motor s permanentními magnety) připevněny právě magnety.

Teplo vzniká na obou. Ve statoru hlavně v měděném vinutí, kterým protékají velké proudy. V rotoru pak vznikají takzvané vířivé ztráty v plechách a v magnetech, plus se sem teplo z velké části přenáší ze statoru přes úzkou vzduchovou mezeru. A tady je první problém. Stator je snadno po ruce, sedí v krytu a stačí kolem něj nechat protékat vodu v plášti. Rotor se ale točí klidně rychlostí třeba 15 000 otáček za minutu a fyzicky se ho nedá nijak dotknout. Jak do něj tedy chlazení dostat?

Také čtěte

2 min. čtení

V Egyptě přišla o pas. Dovolená se jí nečekaně prodražila

28. 9. 2026 V. F. Vrablová Tipy a rady

Magnety nesnáší horko

Že je chlazení rotoru důležité, není žádný detail pro fajnšmekry. Permanentní magnety na bázi neodymu, železa a boru (zkratka NdFeB) mají totiž jednu zásadní vlastnost – s rostoucí teplotou ztrácejí magnetickou sílu. Do určité hranice je to vratné, ale když ji překročíte, přijde nevratná demagnetizace a motor už nikdy nepojede tak, jak má.

Konkrétně třeba magnety třídy NdFeB 38UH, které se v podobných motorech používají, mají maximální dovolenou provozní teplotu kolem 180 °C. Nad ní hrozí trvalé poškození. Magnety NdFeB přitom drží zdaleka nejvyšší magnetickou sílu ze všech běžně dostupných typů, zároveň ale mají i nejnižší teplotní strop, takže jsou na přehřátí citlivější než jiné materiály. Když k tomu připočteme, že právě demagnetizace v praxi omezuje, jak dlouho smí motor jet na plný výkon, je evidentní, proč konstruktéři chtějí dostat teplo z rotoru pryč co nejrychleji.

Pěkně to ilustruje jedno měření z odborné literatury. Motor chlazený jen vzduchem se po osmdesáti minutách provozu dostal na 130 °C a teplota se stále nestabilizovala, tedy dál rostla. Jakmile se přidalo chlazení rotoru, teplota cívek klesla v nejlepším případě až o polovinu oproti vzduchovému chlazení a o necelých 40 procent oproti motoru, který měl chlazený jen kryt. To už je rozdíl, který se přímo propíše do trvalého výkonu, jaký motor snese.

• Mohlo by vás zajímat: Jak se elektromobily zbavují špinavých magnetů: Nové technologie mění pravidla hry

Proč ne prostě voda jako u spalováku?

Nabízí se otázka, proč se rotor nechladí vodou, kterou stejně auto vozí pro baterii i pro výkonovou elektroniku. Důvodem je elektřina. Uvnitř motoru jsou vodivé součásti pod napětím a  voda je vodivá, takže by se nesměla dostat do kontaktu s vinutím. Proto se voda u většiny motorů drží jen v plášti kolem statoru, kde nehrozí zkrat. K rotoru ale takhle dostaneme jen malou část tepla, protože cesta od pláště k magnetům je dlouhá a plná tepelných odporů.

Řešení jsou v zásadě dvě. Buď vedeme vodu skrz dutý hřídel rotoru, ale tak, aby zůstala uzavřená v kanálku a nikdy nepřišla do styku s elektřinou, nebo nasadíme olej. Olej totiž elektricky nevodí, takže může téct přímo po vinutí i po rotoru a chladit u zdroje tepla. Navíc rovnou maže ložiska a  ozubení převodovky. Není proto náhoda, že už v první polovině roku 2022 se olejem chlazené motory staly v segmentu elektroaut nejrozšířenějším řešením a zabraly zhruba polovinu trhu.

• Přečtěte si také: Kapalinové chlazení spalovacího motoru – proč se používá voda a ne olej?

Trik s dutým hřídelem a odstředivou silou

Nejelegantnější způsob, jak dostat kapalinu do rotoru, využívá fyziku, respektive odstředivou sílu. Hřídel rotoru se vyrobí dutá a kapalina (olej nebo u uzavřeného okruhu chladivo) se přivede do jejího středu. Jakmile se rotor roztočí, odstředivá síla vrhne kapalinu ze středu hřídele směrem ven, do kanálků vedoucích k magnetům a k plechům rotoru. Tam odebere teplo a otvory na bocích rotoru vyletí ven. U olejových systémů je to ještě chytřejší, protože olej, který opustí rotor, je odstředivou silou rozstříknut přímo na čela statorového vinutí, tedy na další horké místo.

Krásné na tom je, že čím rychleji se motor točí a čím víc tedy topí, tím větší odstředivá síla žene kapalinu ven a tím intenzivnější je chlazení. Systém se sám přizpůsobuje zátěži. Nevýhodou je, že při nízkých otáčkách je odstředivá síla slabá a rozvod chladiva nerovnoměrný, takže výrobci to někdy kombinují s tlakovým čerpadlem, které olej rozstřikuje i tehdy, když se motor točí pomalu.

Také čtěte

7 min. čtení

Vysokooktanový benzín: Vyplatí se 98 nebo 100 oktanů?

22. 9. 2026 J. Mokříš Tipy a rady

Jak to vypadá v praxi?

Že nejde o žádnou laboratorní exotiku, dokazuje sériová výroba. Hezký příklad nabízí Audi e-tron. Jeho elektromotor je doslova prošpikovaný chlazením. Kapalina se k rotoru přivádí přes dvouplášťovou trubku s keramickým těsněním, aby se vyřešil ten věčný problém s utěsněním přechodu mezi nehybným přívodem a točícím se hřídelem. Celým okruhem motoru a elektroniky koluje zhruba 22 litrů chladiva ve 40 metrech potrubí.

Podle Audi takto chlazený motor zvládne zrychlit z 0 na 100 km/h desetkrát až dvacetkrát po sobě bez přehřátí, zatímco běžné elektromobily to svedou jen čtyřikrát až šestkrát. To je přesně ta situace na okruhu nebo při svižné jízdě v horách, kde se motor jinak začne přehřívat a omezovat výkon.

Olejové chlazení rotoru zase rádi zmiňují výrobci kompaktních pohonných jednotek, třeba Lucid Motors, protože přímý kontakt kapaliny s vnitřkem motoru umožňuje vyšší hustotu výkonu. Jinými slovy, dostanete víc koní z menšího a lehčího motoru, protože ho dokážete uchladit i při trvalé zátěži.

• Přečtěte si také: Rychlonabíjecí stanice elektromobilů mají aktivně chlazené kabely

Není to zadarmo

Aby to nevyznělo jako samá chvála, má přímé chlazení i své stinné stránky. Pokud bychom motor celý zaplavili olejem (takzvané ponorné chlazení), dostaneme skvělý přestup tepla, jenže rotor se pak musí brodit kapalinou a to ho brzdí. Vznikají ztráty třením o olej, které ukrajují z účinnosti. Proto se v praxi spíš sází na cílené rozstřikování a vedení kanálky, kde olej teče jen tam, kde má, a rotor se v něm zbytečně nemáchá.

Také utěsnění průchodu kapaliny do točícího se hřídele je inženýrsky náročné, jak ostatně naznačuje to keramické těsnění u Audi. A když dojde k netěsnosti, je to u vodního okruhu vážný problém, protože hrozí zkrat.