Електродвигател

Електродвигателят е сърцето на задвижващата система при всеки електромобил и изпълнява същата основна задача като двигателя с вътрешно горене при класическата кола: превръща натрупаната енергия във въртене, което задвижва колелата. Решаващата разлика е в пътя на енергията. Вместо да изгаря гориво, за да създаде налягане и движение, двигателят използва взаимодействието между магнитни полета и електрически ток и преобразува химическата енергия от батерията директно в механична работа. Това електромеханично преобразуване е изключително ефективно — съвременните тягови двигатели редовно превръщат над 90 процента от подадената им електрическа енергия в полезно движение, докато при бензиновия мотор този дял е едва 30 до 40 процента.

Механично двигателят се състои от неподвижна външна част, наречена статор, и въртяща се вътрешна част, наречена ротор. Подаваният през намотките на статора променлив ток създава въртящо се магнитно поле; роторът, който носи собствени постоянни магнити или в който се индуцира ток, се увлича след това поле, а валът му предава получения въртящ момент през едностъпален редуктор към колелата. Тъй като магнитното поле се управлява много прецизно от силовата електроника, двигателят развива сила плавно и непрекъснато в огромен диапазон от обороти — именно затова електромобилите нямат нужда от многостепенна скоростна кутия, нито от съединител.

За водача най-впечатляваща е характеристиката на въртящия момент. Електродвигателят развива максималната си теглителна сила още от нула оборота в минута, така че пълната мощност е налична в мига, в който се натисне педалът на газта, и това осигурява лекото, безотказно ускорение, което определя усещането зад волана на електромобила. Няма нужда оборотите да се качват, нито да се чака турбокомпресорът да набере обороти. Освен това двигателят е практически безшумен, без вибрации и с много малко движещи се части, което се изразява в ниска поддръжка и изключителна надеждност в дълъг експлоатационен срок.

Същата машина може да работи и обратно — като генератор. Когато водачът отпусне газта или спира, колелата въртят ротора, двигателят произвежда електричество, което се връща в батерията, а съпротивлението забавя колата. Това е основата на рекуперативното спиране, което възстановява енергия, пропилявана от класическата кола под формата на топлина, и осезаемо увеличава пробега в градско движение.

Доминират два основни типа. Синхронните двигатели с постоянни магнити използват редкоземни магнити в ротора и предлагат висока ефективност и плътност на мощността в компактен корпус, докато асинхронните (индукционните) двигатели нямат магнити и вместо това индуцират ток в ротора, жертвайки малко ефективност в полза на по-ниска цена и независимост от доставките на редкоземни елементи. Много спортни електромобили комбинират и двата типа на двете оси. Двигателят никога не работи сам: разчита на инвертора, който оформя променливия ток за захранването му, на високоволтовата батерия за енергия и на отделен охлаждащ контур, който управлява топлината при продължително натоварване.