Der Elektromotor - Herz des E-Autos

WIE EIN ELEKTROMOTOR FUNKTIONIERT

Der Motor eines Elektroautos wandelt den Strom aus der Batterie in mechanische Energie um. Leiterspulen werden unter Strom gesetzt und erzeugen Magnetfelder. Durch mehrfaches, passendes Umpolen der Spulen während eines Umlaufs wird eine kontinuierliche Drehung des Innenteils erreicht. Durch die Drehung entsteht eine Kraft, die auf die Achsen des Fahrzeugs übertragen wird.

  • DIE ZUKUNFT DER MOBILITÄT IST ELEKTRISCH
    Warum? Elektromotoren sind lokal emissionsfrei, leise, effizient – und haben einen geringeren Wartungsaufwand. Elektrofahrzeuge nutzen Ressourcen effizienter als Autos mit Verbrennungsmotor. Hinzu kommt, dass ein großer Teil des benötigten Stroms aus erneuerbaren Energien stammt.

  • HOHE EFFIZIENZ
    Der vielleicht größte Vorteil eines Elektromotors ist sein hoher Wirkungsgrad – das Verhältnis der eingesetzten und verbrauchten Leistung. Bei einem Verbrennungs-Motor geht bis zu einem Drittel der Energie durch Wärmeverlust verloren. Ein Elektroauto hingegen nutzt etwa 95 Prozent der zum Fahren verfügbaren Energie.

  • HERAUSRAGENDE FAHRDYNAMIK
    Hoher Wirkungsgrad, niedrige Betriebskosten, null Emissionen – es gibt viele vernünftige Gründe, die für ein Auto mit Elektromotor sprechen. Und auch das Fahren macht viel Spaß: Im Gegensatz zu Autos mit Verbrennungsmotor müssen Sie nicht erst die richtige Übersetzung wählen. Das Drehmoment ist sofort da und bietet Ihnen eine völlig neue Form des Fahrspaßes.

So funktioniert ein Elektroauto

Das Herzstück des Elektrofahrzeugs ist natürlich der Motor. Er wird mit Strom betrieben, der in einem Akku gespeichert ist. Der Elektromotor wandelt diese elektrische Energie in mechanische Energie um, indem er Magnetfelder erzeugt. Deren anziehende und abstoßende Kräfte setzen das Auto in Bewegung.

Die wichtigsten Komponenten im E-Auto sind:

  • Hochvoltbatterie

  • Niedervoltbatterie

  • Elektromotor

  • Leistungselektronik

  • Ladeanschluss

1. Strom wird in der Hochvoltbatterie gespeichert

Die Hochvoltbatterie ist vergleichbar mit dem Tank eines herkömmlichen Autos. Dort ist Energie in Form von Strom gespeichert.

Der Akku muss regelmäßig aufgeladen werden und seine Kapazität bestimmt die Reichweite des Fahrzeuges.

Die Batterie ist auch das teuerste Bauteil des E-Autos.

Zur Zeit werden vorwiegend Lithium-Ionen Akkus verwendet. Sie sind langlebig, laden schnell und können mehr Strom speichern als andere Batterien.

Je leistungsstärker die Batterie, desto teurer das Auto.

2. Die Niedervoltbatterie versorgt die Bordelektronik

Diese zweite, kleinere Batterie versorgt die Bordelektronik. Dazu gehören etwa das Radio, die Beleuchtung, Scheibenwischer oder der Tempomat.

In der Niedervoltbatterie kann auch Energie gespeichert werden, die durch Rekuperation gewonnen wird. Mithilfe dieses Mechanismus wird die beim Bremsen frei gewordene Energie wieder in den Akku eingespeist.

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Hochvoltbatterie

Bildquelle Audi AG

3. Antrieb durch den Elektromotor

Bei E-Autos wird ein sogenannter synchroner Wechselstrommotor eingesetzt. Er besteht aus zwei Elektromagneten, dem Stator und dem Rotor.

Der Stator ist unbeweglich und erzeugt mithilfe von Gleichstrom ein konstantes Magnetfeld. Der drehbare Rotor stellt sein Magnetfeld mit Wechselstrom her. Die beiden Magneten ziehen einander abwechselnd an und stoßen einander ab. Der Rotor dreht sich und bringt das Auto in Bewegung.

Seine Energie bekommt der Motor über die Leistungselektronik. Sie wandelt den Strom aus der Batterie in die richtige Form, Stärke und Frequenz um.

4. Die Leistungselektronik steuert

Im Grunde stellt sie das Gehirn des Elektroantriebs dar. Mithilfe intelligenter Frequenz- und Amplitudensteuerung (Begrenzung der Spannung) regelt der Wechselrichter die Leistung der E-Maschine. Während die Frequenz des Wechselstroms die Geschwindigkeit des Autos regelt, ist die Amplitude am Ende für die Leistung verantwortlich. Die Leistungselektronik im E-Auto erzeugt also aus dem in der Batterie gespeicherten Gleichstrom genau den Wechselstrom, der für die aktuelle Fahrsituation benötigt wird.

5. Der Ladeanschluss versorgt mit Energie

Der Ladeanschluss ist der Stecker des E-Autos. Über diese Verbindung kann Strom aus dem Netz in das Fahrzeug übertragen werden. Ähnlich wie bei Autos mit Verbrennungsmotoren gibt es dafür eine Klappe seitlich am Wagen. Sie können das Auto über eine herkömmliche Steckdose laden, besser ist aber eine Wallbox. Ladesäulen auf öffentlichen Parkplätzen oder Rasthöfen laden mitunter noch schneller.

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