Elektroautos: So unterscheiden sich die Motoren

Wer ein Elektroauto kauft, möchte damit ein Zeichen setzen: Gegen Umweltverschmutzung, für E-Mobilität und gegen Lärm in den Städten. Dabei wird die Technologie kontrovers diskutiert – werden wirklich so viele Schadstoffe eingespart, wie die Werbung den Kunden glauben lassen möchte? Wie kann ich mit dem Elektroauto auch längere Touren unternehmen, ohne ständig stundenlang laden zu müssen und welches sind die Leistungsunterschiede zu konventionellen Motoren?

Wir haben uns den letzten Punkt genauer angesehen und stellen im Folgenden die verschiedenen Antriebstypen von Elektroautos vor.

Umrichtergeführter Synchronmotor

Der umrichtergeführte Synchronmotor ist der beliebteste Elektromotor und hat gegenüber einem konventionellen Verbrennungsmotor den Vorteil, dass er unter Last mit sehr hohen Drehmomenten anläuft, kein Schaltgetriebe benötigt wird und auf Grund der geringeren Anzahl an beweglichen Teilen weniger fehleranfällig ist. Der Umrichter des in lang als ‚umrichtergeführte permanentmagneterregte Dreiphasen-Synchronmaschine‘ bezeichneten Geräts sorgt während der Fahrt für die Wechselrichtung des Stroms, bei der Energiegewinnung – also Rekuperation – beim Bremsen als Gleichrichter. Der Umrichter kann ebenfalls eingesetzt werden, um das Fahrzeug aus einem leistungsstarken 400-V-Drehstromnetz in kurzer Zeit aufzuladen; bei haushaltsüblichen 230V wird er nicht benötigt. Angetrieben wird in Drittelumdrehungen eines Kolbens, die jeweils durch Phasenänderung des Stroms erzielt werden; bei der Bremsung fließt der Strom in die entgegengesetzte Richtung.

Umrichtergeführter Asynchronmotor

Gegenüber dem umrichtergeführten Synchronmotor spielt der Asynchronmotor in geländegängigen Fahrzeugen seine Stärken aus. Er hat ein deutlich höheres Losbrech-Drehmoment, das etwa Jeeps oder auch Fahrzeugen mit Anhängelast zum Einsatz kommen könnte. Auch die maximale Nenndrehzahl ist mit ca. 25.000 gegenüber 13.000 pro Minute bei Synchronmotoren im asynchronen Bereich stark erhöht, sodass Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge von der Technik profitieren könnten.

Bürstenloser Gleichstrommotor

In kleineren, weniger leistungsstarken Fahrzeugen können auch sogenannte ‚brushless‘ Gleichstrommotoren zum Einsatz kommen – diese sind in der Praxis jedoch wenig verbreitet und finden sich weniger häufig in PKWs als in Kleinstnutzfahrzeugen. Ein ähnlicher Motor wird auch in ferngesteuerten Autos verwendet. Dort kommen dann winzige Motoren zum Einsatz, die man sich sogar online als Privatperson etwa bei RS Components bestellen kann.

Vorteile gegenüber dem Verbrennungsmotor

Herkömmliche Verbrennungsmotoren haben einen entscheidenden Nachteil: Sie sind ineffizient und umweltschädlich, ein großer Teil der erzeugten Energie wird in Form von Wärme abgestrahlt und hat keinen Nutzen für den Antrieb des Fahrzeugs. Anders sieht das bei Elektromotoren aus; hier bewegen sich die Wärmeverluste bei etwa 10 Prozent. Zur Energiebilanz gilt, dass E-Autos nur dann weniger CO₂ ausstoßen, wenn sie mit regenerativ erzeugtem Strom angetrieben werden.

Weiterer Vorteil der neuen Motoren ist das schnelle und ruckfreie Anfahren, das durch die zügige Leistungsentfaltung gegeben ist. Der einfache Aufbau mit wenig beweglichen Teilen verlängert die Zeit zwischen Wartungen und verringert die Reparaturanfälligkeit.