Simply Clever Wie funktioniert ein Elektromotor? 10 Antworten von ŠKODA Experten

Experten von ŠKODA haben Antworten auf 10 Fragen rund um den Elektromotor.

Das elektrische Zeitalter ist angebrochen. Elektroautos werden bald zu einem festen Bestandteil unseres Alltags werden. ŠKODA selbst wird bis 2025 insgesamt zehn elektrische Modelle anbieten. Die Art und Weise, wie sie funktionieren, ist für viele Fahrer jedoch ein großes Rätsel. Wir haben daher zehn einfache Antworten auf Fragen rund um den Elektromotor zusammengestellt:

1. Wie unterscheidet sich der Elektromotor von einem Verbrennungsmotor?

Das Prinzip der Energieumwandlung in mechanische Bewegung ist bei einem Elektromotor völlig anders. Während ein Verbrennungsmotor Kraftstoff verbrennt und sich so die Kraft der Thermodynamik zunutze macht, arbeiten Elektromotoren mit der Umwandlung von elektromagnetischen Kräften, die entstehen, wenn elektrischer Strom durch ein Magnetfeld fließt.

Ein Verbrennungsmotor hat einen Kurbeltrieb, der die Auf- und Abbewegung der Kolben in eine Drehbewegung umsetzt, während die Herzstücke von Elektromotoren nichts anderes als ein Stator und ein Rotor (und ihre Wechselwirkung) sind. Diese genügen zum Antrieb von Fahrzeugen. Außerdem kann der Elektromotor zusätzlich als Generator fungieren, der beim Abbremsen Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelt und damit die Batterie wieder auflädt.

2. Inwiefern verhält sich ein Elektromotor anders als ein Verbrennungsmotor?

Die Leistungsbereiche und Drehmomente dieser Motoren sind völlig unterschiedlich: Während die Leistung und das Drehmoment eines Verbrennungsmotors mit der Drehzahl bis kurz vor Erreichen der Höchstdrehzahl ansteigen, wird bei einem Elektromotor das maximale Drehmoment schon ab der ersten Umdrehung abgegeben und sinkt mit Erreichen der höchsten Drehzahl. Das maximale Drehmoment wird also schon im niedrigen Drehzahlbereich erreicht. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Elektroauto schon beim Anfahren eine hohe Dynamik hat. Der sehr große nutzbare Drehzahlbereich und das hohe Drehmoment eines Elektromotors machen ein Mehrganggetriebe mit Kupplung überflüssig, sodass das typische Elektroauto mit einem einzigen Gang – oder einem Reduktionsgetriebe – vom Stillstand bis zur Höchstgeschwindigkeit auskommen kann.

3. Wie wird die Leistung eines Elektroautos berechnet?

Die Berechnung der Leistung ist nicht so einfach wie bei herkömmlichen Antrieben. In einem Elektroauto basiert die Gesamtleistung nicht nur auf der potenziellen Leistung des Motors, sondern wird auch von der Batterieleistung beeinflusst. Daher kann der Antrieb so konstruiert werden, dass beispielsweise die technische Basis für verschiedene Leistungsvarianten gleich ist und die Endleistung des Fahrzeugs von unterschiedlich leistungsfähigen Batterien abhängt.

4. Wie wird der Verbrauch gemessen?

Bei Elektroautos wird der Energieverbrauch in Kilowattstunden pro 100 Kilometer Fahrt angegeben (kWh/100 km). Im Kombiinstrument kann, wie bei herkömmlichen Fahrzeugen, der momentane und der durchschnittliche Verbrauch abgelesen werden. Darüber hinaus wird auch die Menge an regenerierter Energie angezeigt, die an die Batterien zurückgeführt wird.

Im Kombiinstrument kann der Verbrauch abgelesen werden

5. Wie sieht es mit der Wartung und Lebensdauer von Elektroautos aus?

Da der Haupt- und eigentlich der einzige bewegliche Teil eines Elektromotors der Rotor ist, ist der Wartungsaufwand im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor minimal. Dinge wie ein Ölwechsel oder der Austausch von Zündkerzen, Kraftstoff-, Luftfilter und Abgasanlage sind nicht erforderlich.

6. Welche Räder treibt der Elektromotor an?

Grundsätzlich kann der Motor sowohl an der Vorder- als auch an der Hinterachse oder sogar an jedem einzelnen Rad montiert werden. Oft ist es für ein Elektroauto jedoch besser, einen Hinterradantrieb zu haben, da der Elektromotor dadurch sein kraftvolles Drehmoment besser und effizienter auf die Fahrbahn übertragen kann und die Lenkung von Antriebseinflüssen verschont bleibt. Der vollelektrische Allradantrieb kann durch einen zweiten Elektromotor an der Vorderachse realisiert werden.

Der Wartungsaufwand ist im Vergleich zum Verbrennungsmotor minimal

7. Haben alle Elektroautos den gleichen Motortyp?

So wie sich verschiedene Typen von Verbrennungsmotoren im Laufe der Zeit entwickelt haben, gibt es auch bei Elektromotoren vielfältige Möglichkeiten und Varianten. Der Motortyp hängt immer von den geforderten Eigenschaften des Fahrzeugs ab. Im Detail sind Drehstrom-Synchronmotoren, oft mit Permanentmagneten, sowie Asynchronmotoren oder deren Varianten am weitesten verbreitet.

8. Gibt es einen Unterschied zwischen Elektromotoren für Plug-in-Hybride und für reine Elektroautos?

Meistens schon, denn ein reines Elektroauto hat eben nur die Antriebsquelle Elektromotor. Der Elektromotor muss also entsprechend leistungsstark ausgelegt sein. Bei der Auslegung des Elektromotors für ein Plug-in-Hybridfahrzeug hingegen hängt dessen Konstruktion davon ab, ob er den Verbrennungsmotor nur unterstützen oder in der Lage sein soll, das Fahrzeug auch alleine anzutreiben. Daraus ergibt sich eine mehr oder weniger komplexe Antriebssteuerung: Das Fahrzeug muss sich rein elektrisch, mit einem Verbrennungsmotor oder im kombinierten Betrieb immer mit optimaler Energienutzung bewegen können.

Das Fahrzeug muss sich immer mit optimaler Energienutzung bewegen können

9. Stimmt es, dass es Elektroautos schon vor mehr als einem Jahrhundert gab?

Die ersten Versuche, ein Elektroauto zu bauen, gehen auf das Jahr 1835 zurück (48 Jahre vor dem Bau des ersten Benzinmotors) und wurden, unabhängig voneinander in Italien und den Niederlanden unternommen. Ferdinand Porsche und der tschechische Erfinder František Křižík arbeiteten um die Jahrhundertwende an der Entwicklung von Elektrofahrzeugen. Im Jahr 1900 wurden in den USA mehr Elektrofahrzeuge gefahren als Autos mit Verbrennungsmotor. Das erste Auto, das eine Geschwindigkeit von 100 km/h schaffte, wurde elektrisch angetrieben. Diese Autos hatten jedoch schwere Bleibatterien und eine kurze Reichweite. Der Masseneinsatz von Verbrennungsmotoren aufgrund der höheren Reichweite, der günstigeren Kosten und der einfacheren Betankung haben Elektroautos über Jahrzehnte hinweg vom Markt verdrängt.

Das erste Auto, das 100 km/h schaffte, wurde elektrisch angetrieben

10. Warum werden heute wieder Elektromotoren entwickelt?

Der moderne E-Mobilitätsboom wird nicht nur durch die Notwendigkeit, die lokalen Abgas- und CO2-Emissionen zu reduzieren, sondern auch durch die rasante Entwicklung und Verfügbarkeit neuer Technologien angetrieben. Moderne Lithium-Batterien sind viel besser in der Lage, die benötigte Energie zu speichern und freizugeben. Sie verfügen über eine eigene Steuerelektronik und ihre Weiterentwicklung schreitet stetig voran. Ebenso können heutige Halbleiterbauelemente wesentlich größere Energieströme verlustarm übertragen und leistungsstarke Elektromotoren effizient steuern und regeln. Die zunehmende Verfügbarkeit von grüner Energie aus erneuerbaren Quellen und die Pläne zum Ausbau der Ladestationen-Infrastruktur spielen beim Aufwärtstrend der Elektromobilität ebenso eine Rolle.

Mehr zur E-Mobilität von ŠKODA und den Modellen der Zukunft gibt es hier.

Die zunehmende Verfügbarkeit von grüner Energie spielt beim Aufwärtstrend der Elektromobilität eine Rolle

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