Die Automobilindustrie erlebt durch die Elektrifizierung eine Revolution, in der auch die Entwicklung verschiedener Typen von Elektromotoren immer weiter vorangetrieben wird. Diese Motoren sind das Herzstück der Elektrofahrzeuge und bestimmen deren Leistung, Effizienz und Reichweite. In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf die drei Haupttypen von Elektromotoren, die in modernen Fahrzeugen zum Einsatz kommen: Zwei Arten von Motoren sind hier von Belang: Synchronmotoren (fremderregte (FSM)/permanenterregte (PSM)) und Asynchronmotoren (ASM).

Wie funktioniert ein Elektroautomotor?

Ein Elektroautomotor wandelt elektrische Energie, die er aus der Batterie des Autos bezieht, in mechanische Energie um. Diese Energie bewegt die Räder und damit das Auto.
Im Herzen des Motors gibt es zwei wichtige Teile: den feststehenden Teil, den "Stator" und den beweglichen Teil, den "Rotor".

Der Stator erzeugt ein Magnetfeld, indem elektrischer Strom durch seine Spulen fließt. Dieses Magnetfeld zieht am Rotor, der auch ein Magnet (entweder ein echter oder ein durch Strom erzeugter) ist, und bringt ihn zum Drehen. Diese Drehbewegung wird dann auf die Räder des Autos übertragen.

Durch Verändern der Stärke und Richtung des elektrischen Stroms, der durch den Stator fließt, kann die Geschwindigkeit und Richtung des Autos gesteuert werden. Einfach ausgedrückt: Mehr Strom bedeutet mehr Kraft und somit eine höhere Geschwindigkeit.

Ein fremderregter Synchronmotor in einem Elektroauto nutzt Elektromagnete statt Permanentmagnete, um das Magnetfeld im Rotor zu erzeugen. Dabei wird der Magnetismus durch elektrischen Strom, der von außen zugeführt wird, erzeugt. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung der Motorleistung und -effizienz, indem die Stromzufuhr verändert wird. Da keine teuren Permanentmagnete verwendet werden, sind diese Motoren oft kostengünstiger in der Herstellung. Sie eignen sich besonders für Fahrzeuge, bei denen Kosten wichtiger sind als maximale Effizienz.

Der Rotor enthält Permanentmagnete, die ein konstantes Magnetfeld erzeugen. Der Stator erzeugt ein magnetisches Drehfeld durch elektrischen Strom, der in einer bestimmten Weise durch seine Spulen fließt. Dieses Drehfeld zieht die Permanentmagnete des Rotors an und stößt sie ab, wodurch der Rotor in Drehung versetzt wird. Die Geschwindigkeit des Motors hängt von der Frequenz des elektrischen Stroms ab, der durch den Stator fließt. Die Effizienz dieser Motoren ist besonders hoch, da kein Strom benötigt wird, um das Magnetfeld im Rotor zu erzeugen.

Im Gegensatz zu Synchronmotoren dreht sich der Rotor bei ASMs nicht synchron mit dem magnetischen Drehfeld des Stators. Diese Eigenschaft ermöglicht es dem ASM, robust und einfach in der Konstruktion zu sein, da keine Permanentmagnete oder komplexe Regelungseinheiten benötigt werden. Die Fähigkeit zur kompletten Deaktivierung ohne Energieverbrauch ist einzigartig für ASMs.