Elektroautos sind die Zukunft des Autofahrens. Sie sind umweltfreundlicher als Benzin- oder Dieselautos, da sie keinen Kraftstoff benötigen und somit keine CO2-Emissionen erzeugen. Aber wie funktionieren Elektroautos und ihre Motoren eigentlich? Hier haben wir interessante Informationen zur Funktionsweise von Elektroautos für Sie zusammengestellt.
Wie funktioniert ein Elektroauto?
Moderne Elektroautos setzen auf Elektromotoren anstelle von Verbrennungsmotoren. Diese Elektromotoren werden durch Strom aus einem Akku angetrieben. Der Akku ersetzt somit den herkömmlichen Treibstofftank. Der Elektromotor wandelt die im Akku gespeicherte elektrische Energie durch die Erzeugung von Magnetfeldern in mechanische Kraft um. Das Fahrzeug setzt sich in Bewegung.
Aus welchen Komponenten besteht der Elektroantrieb?
Der zentrale Bestandteil eines Elektroautos ist der Akku. Das Batteriemanagementsystem überwacht den Ladezustand des Akkus und verwaltet die Leistung des Fahrzeugs. Der Akku versorgt verschiedene Komponenten wie Heizung, Klimaanlage und Nebenaggregate mit Strom. Zudem speist er das Bordnetz des Fahrzeugs.
Weitere Komponenten eines Elektroautos sind der Elektromotor, die Leistungselektronik, die Kühlsysteme und das Temperaturmanagement. Die Anordnung dieser Komponenten erfolgt nach der “Skateboard”-Architektur, wodurch das Fahrzeug einen niedrigeren Schwerpunkt hat. Der Elektromotor und die Leistungselektronik sind an den Achsen platziert, während der Akku zwischen den Achsen im Unterboden eingebaut ist.
Die Batterien in E-Autos
Ein Elektroauto verfügt über zwei Batterien mit unterschiedlichen Funktionen.
Hochvoltbatterie: Diese speichert die Energie in Form von Strom. Die Lithium-Ionen-Batterien sind leistungsstark und langlebig, jedoch auch kostspielig in der Herstellung. Die Größe der Hochvoltbatterie beeinflusst die Reichweite des Elektroautos.
Niedervoltbatterie: Diese versorgt die Bordelektronik des Fahrzeugs mit Energie und speichert durch Rekuperation gewonnene Energie bei Bremsvorgängen.
Welche Bestandteile hat der Motor eines Elektroautos?
Elektroautos werden von synchronen Wechselstrommotoren angetrieben. Diese bestehen aus einem feststehenden Stator und einem Rotor, die als Elektromagneten fungieren. Der Stator erzeugt ein konstantes Magnetfeld, während der Rotor ein Magnetfeld durch Wechselstrom erzeugt. Durch das abwechselnde Anziehen und Abstoßen der Elektromagnete dreht sich der Rotor und erzeugt die Bewegung des Fahrzeugs.
Die Motorkraft wird gleichmäßig auf die Antriebsräder verteilt, entweder über Getriebe und Differenzial oder über in den Rädern integrierte Radnabenmotoren. Die Leistungselektronik wandelt den Gleichstrom des Akkus in den benötigten Drehstrom um und sorgt für die Beschleunigung des Motors.
Was sind die beiden häufigsten Motorarten?
Es gibt zwei gängige Motorarten für Elektroautos.
Permanenterregte Synchronmaschine (PSM): Diese Motoren bieten einen höheren Wirkungsgrad und eine hohe Leistungsdichte. Der Rotor enthält Permanentmagnete, die sich synchron zum magnetischen Drehfeld im Stator bewegen. Synchronmotoren können einen Großteil der eingespeisten Energie in mechanische Energie umwandeln. Diese Motoren sind platzsparend, da sie kein Untersetzungsgetriebe benötigen. Allerdings sind sie aufgrund der seltenen Neodym-Erden teurer in der Produktion.
Asynchronmaschine (ASM): Diese Motoren haben einen einfachen Aufbau und ähneln einem Induktionsmotor. Der Rotor enthält elektrische Leiterstäbe, durch die Strom fließt und das Magnetfeld des Stators den Rotor antreibt. Diese Motoren sind günstiger und weniger verschleißanfällig als Synchronmotoren, benötigen jedoch eine aufwendigere Steuerung.
Woher kommt die Energie für den Elektroantrieb?
Elektroautos beziehen ihre Energie aus dem Stromnetz. Die Energie wird über einen Ladeanschluss ins Fahrzeug eingespeist und im Akku gespeichert. Zum Aufladen können Haushaltssteckdosen, Wallboxen oder öffentliche Ladestationen genutzt werden.
Elektroautos sind die Zukunft der Mobilität. Mit ihren effizienten Elektromotoren und der ausgereiften Technologie bieten sie eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Fahrzeugen. Die Funktionsweise des Elektroantriebs ist faszinierend und ermöglicht eine nachhaltigere Art des Autofahrens.
