Elektromotor

Elektromotor je srce pogonskog sklopa svakog električnog vozila i obavlja isti temeljni posao kao motor s unutarnjim izgaranjem u klasičnom automobilu: pohranjenu energiju pretvara u zakretnu silu koja vrti kotače. Ključna je razlika u putu energije. Umjesto izgaranja goriva radi stvaranja tlaka i gibanja, motor iskorištava međudjelovanje magnetskih polja i električne struje te kemijsku energiju pohranjenu u bateriji izravno pretvara u mehanički rad. Ta je elektromehanička pretvorba iznimno učinkovita; suvremeni pogonski motori redovito više od 90 posto primljene električne energije pretvaraju u korisno gibanje, naspram tipičnih 30 do 40 posto kod benzinskog motora.

Mehanički se motor sastoji od nepomičnog vanjskog dijela koji se naziva stator i pokretnog unutarnjeg dijela koji se naziva rotor. Izmjenična struja koja se dovodi kroz namote statora stvara rotirajuće magnetsko polje; rotor, koji nosi vlastite trajne magnete ili u kojem se inducira struja, povlači se za tim poljem, a njegova osovina prenosi nastali okretni moment kroz jednostupanjski reduktor do kotača. Budući da se magnetsko polje energetskom elektronikom može upravljati vrlo precizno, motor stvara silu glatko i kontinuirano u golemom rasponu brzina vrtnje, zbog čega električnim automobilima nije potreban višestupanjski mjenjač ni spojka.

Vozaču je najupečatljivija značajka isporuka okretnog momenta. Elektromotor svoju najveću zakretnu silu razvija već od nula okretaja u minuti, pa je puna vučna snaga dostupna u trenutku pritiska na papučicu gasa, što daje onu lagodnu ubrzanje bez zastoja koje obilježava vožnju električnog vozila. Nema potrebe podizati brzinu vrtnje motora ni čekati da turbopunjač uhvati zalet. Motor je k tome gotovo nečujan, bez vibracija i ima vrlo malo pokretnih dijelova, što znači malo održavanja i iznimnu pouzdanost tijekom dugog radnog vijeka.

Isti stroj može raditi i obrnuto, kao generator. Kada vozač popusti gas ili koči, kotači vrte rotor, a motor proizvodi električnu energiju koja se vraća u bateriju dok otpor usporava automobil. To je temelj regenerativnog kočenja, kojim se vraća energija što bi je klasičan automobil rasuo kao toplinu te se osjetno produljuje domet u gradskoj vožnji.

Prevladavaju dvije glavne izvedbe. Sinkroni motori s trajnim magnetima koriste magnete od rijetkih zemnih elemenata u rotoru te nude visoku učinkovitost i gustoću snage u kompaktnom pakiranju, dok asinkroni (indukcijski) motori nemaju magnete, već struju induciraju u rotoru, žrtvujući malo učinkovitosti za nižu cijenu i neovisnost o opskrbi rijetkim zemnim elementima. Mnoga performansna električna vozila kombiniraju obje vrste na dvjema osovinama. Motor nikada ne radi sam: ovisi o inverteru koji oblikuje izmjeničnu struju koja ga napaja, o visokonaponskoj bateriji za energiju te o namjenskom rashladnom krugu koji upravlja toplinom nastalom pod trajnim velikim opterećenjem.