Elektroauto: Motor, Funktionsweise, synchron, asynchron, Stator, Rotor

Vorteil E-Motor: Die Teile sind vergleichsweise leicht, haben eine hohe Leistungsdichte. Wäre die Energiedichte der Akkus nicht so mies, wären Stromer federleich­te Autos – ein anderes Thema. Zwischen zwei wesentlichen Motortypen können wir bei E-Autos unterschei­den: erstens die sogenann­ten Asynchronmaschinen (ASM), zweitens die permanenterregten Synchronmaschinen (PSM). 

Erstere sind sehr robust, günstig in der Pro­duktion und der am weitesten verbreitete Typ von E-Motoren. Der Rotor des Asynchronmotors dreht sich dabei nicht zeitgleich, sondern etwas langsamer als das elektrische Drehfeld im Stator, also asynchron. Dazu muss der Rotor durch Strom magnetisiert werden, damit der Stator ihn "ab­stoßen" und in Rotation versetzen kann. Das ist nicht ganz so effizient wie beim permanenterregten Synchronmotor. Dessen Ro­tor besteht aus hochwertigen Magneten, die quasi von Haus aus magnetisch sind und so keinen zusätzlichen Strom benötigen, daher permanenterregt. Dazu dreht sich der Rotor synchron zum Drehfeld im Stator, deswegen Synchronmotor. 

In Sachen Effizienz und Leistungsdichte führt kein Weg am permanent­erregten Synchronmotor vorbei. Zum einen wird keine Energie aus der Batterie an den Rotor ver­schwendet. Und da der Rotor auch im Betrieb nicht unter Strom steht, entwickelt sich weniger Wärme. Und das bedeutet mehr Leistung, denn je kühler die Sache abläuft, desto besser klappt der Stromfluss in den Kupferspulen, die für das elektrische Drehfeld verantwort­lich sind.

Es gibt aber auch ein paar Nachteile. Zum Beispiel ste­cken in den Permanentmagneten der Rotoren seltene Erden. Die sind nicht nur teuer, sondern auch nicht ganz unproblematisch, was den Abbau an­geht. Zudem fördern die seltenen Erden die Rohstoffabhängigkeit, vor allem von China. Und weil sich das Magnetfeld im Rotor nicht ab­schalten lässt, benötigt man für den Zusammenbau der Motoren teure Fügevorrichtungen, um Ro­tor und Stator zu verheiraten.

Beim Porsche Taycan, wo es auf hohe und langanhalten­dende Leistungsabgabe bei gleich­zeitig möglichst geringem Gewicht und kompakter Bauform an­kommt, führt kein Weg am permanenterregten Synchronmotor vor­bei. Audi setzt dagegen bei seinem SUV e-tron auf Asynchronmoto­ren. Im e-tron S stecken gleich zwei davon im Hinterachsmodul. Der Doppel-E-Antrieb mit auf­wendiger Wasserkühlung der Rotoren leistet in Summe fast 400 PS. Allerhand, doch zum Ver­gleich: So viel Leistung generiert bereits der deutlich kompakter bauende Permanentsynchron-Motor des Basis-Taycan. Der ist dem Audi-Duo übrigens auch in Sachen Rekuperationsleistung überlegen.

Angesichts der überschaubaren Größe sind auch die Leistungswer­te der E-Motoren im Vollhybrid Prius (ebenfalls PSM) nicht zu verachten. Auch den größeren der beiden bekommt man noch in eine Hand – nicht schlecht für bis zu 72 PS und 163 Newtonmeter Drehmoment. In einem Punkt ähneln Elektro­motoren, ganz gleich welcher Bauart, übrigens den klassischen Verbrennungsmotoren: Größere Motoren bringen auch mehr Dreh­moment. Man könnte fast sagen, (Hub-)Raum bleibt durch nichts zu ersetzen (Dies sind die Vor- und Nachteile von E-Autos)