News

E-Motoren für Anfänger

Dem Elektromotor gehört die Zukunft der Mobilität. Drei verschiedene Bauweisen dominieren aktuell den Automobilbau.

Über 200 PS in einer Sporttasche: Der VW-Elektromotor für die ID.-Modelle wiegt nur 90 Kilo. SN/vw
Über 200 PS in einer Sporttasche: Der VW-Elektromotor für die ID.-Modelle wiegt nur 90 Kilo.

Der Verbrennungsmotor ist angezählt. Aus heutiger Sicht scheint es äußerst wahrscheinlich, dass die kommenden Jahrzehnte ganz im Zeichen des Elektromotors stehen werden. Zugegeben: Verglichen mit den hochgezüchteten Benzin- und Dieselmotoren in modernen Pkw sind Elektromotoren einfach gestrickt. So ist der grundlegende Aufbau aus einem fest stehenden, magnetischen Stator und einem beweglichen Rotor - auch "Läufer" genannt - in jedem E-Motor gleich. Um die Bewegung zu starten, verfügt der Rotor über ein Magnetfeld, das vom Magnetfeld des Stators angezogen wird. Das Feld des Stators wandert stets weiter und hält den Rotor damit in Bewegung. Wenngleich ganze Generationen von Ingenieuren die Vielfalt der Verbrennungsmaschine preisen, gibt es auch bei E-Motoren spannende Unterschiede, die auch für zukünftige Elektroauto-Käufer relevant sind.

Permanenterregte und fremderregte Synchronmotoren

Ein wichtiges Kriterium ist die Unterscheidung in permanenterregte und fremderregte Synchronmotoren: Bei einem permanenterregten Synchronmotor (PSM) verfügt der Rotor über eigene Magneten zum Aufbau eines permanenten Magnetfelds. Bei der fremderregten Variante (FSM) wird das notwendige Magnetfeld temporär mittels eines Elektromagneten erzeugt. Durch den Wegfall permanenter Magneten, zu deren Herstellung teure Seltene Erden notwendig sind, sind FSM-Motoren in der Produktion günstiger - und kommen deshalb vermehrt in preissensibleren Kleinwagen wie dem Renault Zoe zum Einsatz. Dennoch sind permanenterregte Synchronmaschinen für andere Hersteller die bessere Alternative. Schließlich ermöglichen sie bei gleicher Batteriekapazität größere Reichweiten und können kompakter gebaut werden. Die Vorteile in Effizienz und Leistungsdichte machten PSM vor allem für Hybridfahrzeuge interessant, aber auch für die jüngste Generation von Elektroautos mit größerer Reichweite, darunter den Porsche Taycan, den BMW i3 oder den VW ID.3.

Asynchronmotor (ASM)

Bei der dritten wichtigen E-Motor-Bauart handelt es sich um den Asynchronmotor (ASM). Dieser unterschiedet sich von den beiden Synchronmotoren dadurch, dass die Magnetfelder von Stator und Rotor nicht im Gleichtakt laufen. Das Bauprinzip des Asynchronmotors ist simpel und robust, allerdings sind ASM vergleichsweise laut, schwer und ineffizient. Asynchronmaschinen haben allerdings einen entscheidenden Vorteil: Im Gegensatz zu den Synchronmotoren können sie jederzeit einfach abgeschaltet werden. In der Praxis bedeutet das: Wird die Stromzufuhr unterbrochen, läuft der Asynchronmotor im Leerlauf weiter und verbraucht dabei keine Energie. Ein PSM hingegen wird automatisch zu einem Dynamo, wenn er das Auto nicht aktiv antreibt. Effizientes Segeln ist damit nicht möglich. Aus diesem Grund setzen Hersteller von hochpreisigen E-Autos für die Langstrecke auf Asynchronmotoren, wie Audi beim e-tron, Mercedes beim EQC oder Tesla bei Model S und X - Letztgenannte in Kombination mit permanenterregten Synchronmotoren. Ein weiterer Vorteil des ASM: Er kann kurzfristig mit Überlast arbeiten und ermöglicht damit eine Boost-Funktion.

Quelle: SN

Aufgerufen am 23.09.2020 um 07:32 auf https://motor.sn.at/news/e-motoren-fuer-anfaenger-92319607

Kommentare

Schlagzeilen