Elektromotor

Elektromotor je srdcem hnacího ústrojí každého elektromobilu a plní v podstatě stejnou úlohu jako spalovací motor v běžném autě: mění uloženou energii v otáčivý pohyb, který roztáčí kola. Zásadní rozdíl je v tom, odkud energie pochází. Místo spalování paliva, jež vytváří tlak a pohyb, využívá motor vzájemné působení magnetických polí a elektrického proudu a chemickou energii uloženou v baterii přeměňuje přímo na mechanickou práci. Tato elektromechanická přeměna je pozoruhodně účinná: moderní trakční motory běžně mění více než 90 procent přijaté elektrické energie na užitečný pohyb, oproti 30 až 40 procentům typickým pro benzinový motor.

Mechanicky se motor skládá z pevné vnější části zvané stator a otáčející se vnitřní části zvané rotor. Střídavý proud přiváděný do vinutí statoru vytváří rotující magnetické pole; rotor, který nese buď vlastní permanentní magnety, nebo se v něm proud indukuje, je tímto polem strháván do otáčivého pohybu a jeho hřídel přenáší vzniklý točivý moment přes jednostupňovou redukci na kola. Protože lze magnetické pole velmi přesně řídit pomocí výkonové elektroniky, dokáže motor dodávat tah plynule a souvisle v širokém rozsahu otáček, a proto elektromobil nepotřebuje vícestupňovou převodovku ani spojku.

Pro řidiče je nejvýraznější vlastností způsob, jakým je dodáván točivý moment. Elektromotor dosahuje maximálního točivého momentu už od nulových otáček, takže plná tažná síla je k dispozici okamžitě po sešlápnutí plynového pedálu, což zajišťuje plynulé zrychlení bez prodlevy typické pro jízdu v elektromobilu. Není třeba čekat na vytočení motoru ani na rozeběhnutí turbodmychadla. Motor je rovněž prakticky tichý, bez vibrací a má jen velmi málo pohyblivých dílů, což se projevuje nízkými nároky na údržbu a mimořádnou spolehlivostí po celou dlouhou životnost.

Tatáž jednotka může pracovat i obráceně jako generátor. Když řidič povolí plyn nebo brzdí, kola roztáčejí rotor a motor vyrábí elektřinu, která se vrací do baterie, zatímco vznikající odpor vůz zpomaluje. To je princip rekuperačního brzdění, jež vrací energii, kterou by běžné auto ztratilo jako teplo, a v městském provozu citelně prodlužuje dojezd.

Převládají dva hlavní konstrukční typy. Synchronní motor s permanentními magnety využívá v rotoru magnety ze vzácných zemin a nabízí vysokou účinnost a hustotu výkonu v kompaktním provedení, zatímco asynchronní (indukční) motor se bez magnetů obejde a proud v rotoru se indukuje, což přináší o něco nižší účinnost, ale nižší cenu a nezávislost na vzácných zeminách. Mnoho výkonných elektromobilů kombinuje oba typy na dvou nápravách. Motor nikdy nepracuje sám: spoléhá na střídač, který tvaruje přiváděný střídavý proud, na vysokonapěťovou baterii jako zdroj energie a na samostatný chladicí okruh, který odvádí teplo vznikající při dlouhodobém vysokém zatížení.