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  eDrive - Elektromotor 2




Unsere gewohnten Verbrennungsmotoren bestehen im Prinzip aus einem Wandler, der chemische bzw. Wärmeenergie in mechanische umwandelt und einem zu dessen Betrieb nötigen Steuergerät, das sich der Hilfe von Sensorik und Aktuatorik bedient. Wird der Verbrennungsmotor durch einen elektrischen ersetzt, kommt noch ein Stellglied hinzu, das die gesamte elektrische Energie aufnimmt und damit den Motor nicht nur antreibt, sondern auch steuert. Das erklärt auch deren wesentlich größere Bauart im Vergleich zu Steuergeräten bei Verbrennungsmotoren.

Die Rede ist von hier von elektrischen Motoren mit Wicklungen im Gehäuse und Permanent- oder Elektromagnete im Rotor. Die werden mit dreiphasigem Wechselstrom (Drehstrom) angetrieben werden zu können. Da dieser auch in einem Kraftfahrzeug mit Hochvoltbatterien nicht vorhanden ist, haben Wechselrichter die Aufgabe, diesen Drehstrom aus dem im Kraftfahrzeug gespeicherten Gleichstrom zu erzeugen. Beim Betrieb von starken E-Motoren im Haushalt sind sie nicht nötig, weil dort schon Drehstrom aus dem Netz ankommt.



Die Permanentmagnete haben rechtzeitig zu ihrer Verwendung im Automobil eine von den Werkstoffen her bemerkenswerte Entwicklung hinter sich. Hier finden die aus seltenen Erden gewonnenen Werkstoffe Verwendung, z.B. Neodym, das die bisher bekannten Eigenschaften von Permanentmagneten entscheidend verbessert. Wegen fehlender direkter Leitungsverbindung (z.B. Schleifringe) gelten die Motoren in modernen E-Fahrzeugen bis auf die Lagerung des Rotors (Bild unten) als weitgehend verschleißfrei. Besonders beliebt ist bei den Autofahrern/innen auch schon heute das enorme Drehmoment von Elektromotoren.



Ein Zusatzaspekt dazu ist der auch schon bei bestimmten, leistungsorientierten Verbrennungsmotoren der sogenannte 'Boost'. Während aber hier besonders der Schaden durch den Druck eines erhöhten Ladedrucks die Boostphase begrenzt, ist es beim Elektromotor ausschließlich die Erwärmung. Das betrifft vor allem die Wicklung, deren Isolation dabei dauerhaften Schaden nehmen kann und sogar zu einem Brand führen kann. Es geht darum, eine Balance zwischen gerade noch zulässiger Erwärmung der Wicklung und erhöhtem Dauerstrom zu finden.

In jedem Fall ist natürlich eine Auslegung auf ein geringeres maximales Dauerdrehmoment mit gelegentlichem Boost ökonomischer als der größere Motor, der auch das maximale Drehmoment auf Dauer abdeckt, zumal solche relativ kurzen Beschleunigungsphasen sehr gut zu unserer heutigen Verkehrssituation passen. Wichtig in diesem Zusammenhang, dass auch die Größe von Stellgliedern mit der Leistungsfähigkeit von Elektromotoren wachsen müssen, weil sie ja die gesamte zugeführte Energie verwalten müssen. Nicht selten kommen übrigens die Kühler mitsamt Kühlergrill wieder ins Auto, weil nicht nur die Batterien, sondern auch die anderen Bauteile des elektrischen Antriebs diese brauchen.







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