PSM – der effiziente Allrounder
Am häufigsten übernimmt der sogenannte permanenterregte Synchronmotor (PSM) die Antriebsarbeit im E-Auto. „Permanent“, weil der Rotor über eigene Magneten verfügt, die ein permanentes Feld erzeugen. Diese Motoren sind kompakt, laufruhig und verfügen über einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings sind sie nicht billig: Vor allem die Seltenen Erden als Rohstoff für die Permanentmagneten kosten und sind nur begrenzt verfügbar.
FSM–die günstige Alternative
Bei der fremderregten Variante (FSM) wird das Magnetfeld temporär durch Strom erzeugt – also durch einen Elektromagneten. Das ist in der Produktion deutlich günstiger. Gleichzeitig ist der Wirkungsgrad etwas schlechter, weshalb diese Technik vor allem für eher preissensible E-Autos interessant ist. Und für solche, bei denen es weniger auf extreme Fahrleistungen oder Reichweiten ankommt.
ASM – der große Segler
Neben den beiden Arten von Synchronmotoren gibt es noch eine dritte Variante der E-Maschine: die asynchrone. Während bei den Synchronmotoren die Magnetfelder von Stator und Rotor im gleichen Takt laufen, hinkt der Rotor beim Asynchronmotor (ASM) leicht hinterher. Das sehr robuste Gesamtkonzept ist etwas simpler, kommt ohne aufwendige Regelung und teure Permanentmagnete aus.
Im Gegenzug mangelt es dem ASM jedoch an Effizienz. Zudem ist er vergleichsweise schwer und laut. Allerdings hat er einen großen Vorteil: Er lässt sich jederzeit deaktivieren. Wird der Strom abgeschaltet, läuft er im Freilauf mit und verbraucht dabei keine Energie. Die Permanentmagnete im PSM hingegen wirken im Schiebebetrieb wie ein Dynamo und rekuperieren permanent. Beim Segeln auf der Schnellstraße ist das nicht erwünscht.
Kombi-Antrieb –das Beste aus zwei Welten
Weil in vielen E-Modellen mit Allradantrieb sowieso zwei Motoren zum Einsatz kommen, liegt es nahe, die Vorteile beider Konzepte zu verbinden. Tesla etwa setzt bei Model S und X einen ASM für den Highway-Betrieb ein, während abseits der Schnellstraße der effizientere PSM den Antrieb übernimmt. Künftig dürfte sich diese Art der Arbeitsteilung in weiteren Modellen finden. Allerdings wohl eher in der gehobenen Preisklasse.
Reluktanzmotor – einer für morgen
Ein Kandidat mit Zukunft im E-Auto könnte der sogenannte Reluktanzmotor sein, der nach einem komplett anderen Prinzip arbeitet als die magnetisch erregten Maschinen. Er macht sich das Phänomen zunutze, dass jedes System nach minimalem magnetischem Widerstand (Reluktanz) strebt. Weil der Rotor ohne Permanent- oder Elektromagnete auskommt, ist er in der Herstellung sehr günstig. Auch seine Robustheit spricht für ihn. Allerdings ist der Motor noch weniger laufruhig und vergleichsweise groß. Holger Holzer/SP-X
E-Autos: Die Zahlen steigen
Weltweiter Absatz mehr als verdoppelt
TROLLHÄTTAN Der weltweite Absatz von E-Autos hat sich 2021 mit 6,75 Millionen Neuzulassungen gegenüber dem Vorjahr mehr als verdoppelt. Wie der schwedische Datendienstleister EV-Volumes berichtet, entspricht das einem Anstieg von 108 Prozent.
Zugleich ist der Anteil rein batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV) im Vergleich zu den Plug-in-Hybriden (PHEV) leicht gestiegen. 2020 lag der Anteil der PHEVs unter den elektrisch angetriebenen Autos bei 31, der von BEVs bei 69 Prozent. 2021 waren es 29 zu 71 Prozent. Der Marktanteil elektrisch angetriebener Autos ist von 4,2 auf 8,3 Prozent in 2021 gestiegen. SP-X
