Kampf um Distanz
Älter als der Verbrennungsmotor, seit seine ersten Anwendungen in den XNUMXer Jahren auftauchten, erlebt der elektrische Autoantrieb in den letzten Jahren eine Renaissance.
Skeptiker sagen zwar, dass gerade wegen der gestiegenen Preise für flüssige Kraftstoffe die enormen technologischen Fortschritte, die die Elektromobilisierung in letzter Zeit gemacht hat, nicht übersehen werden können. Auch die Umweltwerte von Elektrofahrzeugen werden immer wichtiger.
Elektromotoren sind sicherlich nicht neu oder selten. Wir haben jeden Tag mit ihnen zu tun, in Waschmaschinen, Bohrmaschinen, Spielzeugen, verschiedenen Maschinen und Geräten, die uns von überall umgeben. Auf der Straße ist es jedoch immer noch eine seltene, weniger verbreitete Lösung, die aufgrund der geringen Reichweite pro Ladung und der fehlenden Energieinfrastruktur oft als teuer und umständlich im Betrieb angesehen wird.
Neben Elektrofahrzeugen sind auch Hybride auf den Straßen unterwegs, also Fahrzeuge mit sowohl einem Elektromotor als auch einem Verbrennungsmotor, unter denen der Toyota Prius wahrscheinlich das bekannteste Modell in Polen ist. Dieser Text konzentriert sich auf vollelektrische Autos, die heute Tesla, Nissan Leaf(1), BMW ActiveE, Ford Focus Electric, Ford Transit Connect Electric, Honda Fit EV, Mitsubishi i-MiEV sind.
Aber fangen wir mit den Grundlagen an, d.h. mit ?
– Funktionsprinzipien des Elektroantriebs
Der grundlegende Elektromotor funktioniert dank dreier Komponenten. Dies sind Magnete, ein Rotor und ein darauf platzierter Kommutator. Der Rotor besteht aus mehreren Spulen, die in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sind. Dadurch kann sich der Rotor gleichmäßig drehen. Der Kommutator wiederum ist für den Stromfluss in nachfolgenden Spulen verantwortlich. Es besteht aus einer Reihe von Metallplatten, die durch einen Isolator (2) getrennt sind.
Als Vorbild sollte ein Elektromotor mindestens zwei Permanentmagnete mit entgegengesetzten Polen haben, die einander zugewandt sind. Dazwischen befindet sich ein Rotor. Elektrischer Strom wird über die sogenannten Bürsten, die mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Kommutators in Kontakt stehen, mit dem System verbunden und versorgen eine der Spulen (3) mit Strom. Spulen erzeugen dank physikalischer Phänomene, die von Faraday und Maxwell entdeckt wurden, ein Magnetfeld, das dem Magnetfeld von Permanentmagneten entgegenwirkt. Die entgegengesetzten Kräfte drehen den Rotor, was wiederum dazu führt, dass sich der Kommutator dreht, und ein weiterer Stromflusszyklus beginnt, der das Feld induziert, den Magneten entgegenwirkt, den Rotor, den Kommutator usw. dreht. Man kann sagen, dass der Motor läuft, weil der Strom fließt und der Strom leckt, weil der Motor läuft.
Die Drehung der Motorwelle wird in die Drehung der Antriebswelle des Geräts einschließlich des Autos umgewandelt. Das ist alles, was das Funktionsprinzip des Elektroantriebs betrifft. Natürlich wird diese Technologie heute erheblich verbessert und modifiziert.
Beispielsweise werden Kollektormotoren aufgegeben, da sie schnell verschleißen, d.h. müssen häufiger gewartet und repariert werden. Ein bürstenloser Motor ist ähnlich wie ein Bürstenmotor aufgebaut, er besteht aus Magneten, Spulen und einem Kommutator, aber hier sind die Spulen feststehend im Gehäuse und die Magnete auf dem Rotor platziert. Der Kommutator wird elektronisch gesteuert. Obwohl der bürstenlose Motor effizienter ist, ist er aufgrund des komplexen Designs der Kommutatortreiber teurer als der herkömmliche.
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