Elektromobilität: So funktioniert ein Elektromotor

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Heute schauen wir uns einmal an, wie ein ein Elektromotor funktioniert. Interessant!

Vorteil E-Motor: Die Teile sind vergleichsweise leicht, haben eine hohe Leistungsdichte. Wäre die Energiedichte der Akkus nicht so mies, wären Stromer federleich­te Autos – ein anderes Thema. Zwischen zwei wesentlichen Motortypen können wir bei E-Autos unterschei­den: erstens die sogenann­ten Asynchronmaschinen (ASM), zweitens die permanenterregten Synchronmaschinen (PSM).

Asynchronmotor am weitesten verbreitet
Der Rotor ist das bewegliche Innenteil des E-Motors. Er wird durch das Spannungsfeld des Stators bewegt.
Erstere sind sehr robust, günstig in der Pro­duktion und der am weitesten verbreitete Typ von E-Motoren. Der Rotor des Asynchronmotors dreht sich dabei nicht zeitgleich, sondern etwas langsamer als das elektrische Drehfeld im Stator, also asynchron. Dazu muss der Rotor durch Strom magnetisiert werden, damit der Stator ihn „ab­stoßen“ und in Rotation versetzen kann. Das ist nicht ganz so effizient wie beim permanenterregten Synchronmotor. Dessen Ro­tor besteht aus hochwertigen Magneten, die quasi von Haus aus magnetisch sind und so keinen zusätzlichen Strom benötigen, daher permanenterregt. Dazu dreht sich der Rotor synchron zum Drehfeld im Stator, deswegen Synchronmotor.

Permanenterregter Synchronmotor effizienter
Die hintere Antriebseinheit des e-tron. Audi setzt beim SUV auf Asynchronmotoren mit Rotorkühlung.
In Sachen Effizienz und Leistungsdichte führt kein Weg am permanent­erregten Synchronmotor vorbei. Zum einen wird keine Energie aus der Batterie an den Rotor ver­schwendet. Und da der Rotor auch im Betrieb nicht unter Strom steht, entwickelt sich weniger Wärme. Und das bedeutet mehr Leistung, denn je kühler die Sache abläuft, desto besser klappt der Stromfluss in den Kupferspulen, die für das elektrische Drehfeld verantwort­lich sind.

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