Sinkroni motor s permanentnim magnetima, koji se najčešće označava kraticom PMSM, elektromotor je koji pokreće veliku većinu suvremenih baterijskih električnih i priključnih hibridnih vozila. Tu prevlast duguje činjenici da njegov rotor nosi vlastito magnetsko polje, stvoreno snažnim stalnim magnetima, a ne strujom dovedenom izvana. Budući da je to polje trajno prisutno, motor ne troši energiju na njegovo stvaranje, što PMSM-u daje iznimno visoku učinkovitost te vrlo povoljan omjer snage prema masi i snage prema obujmu. Rezultat je kompaktna i laka jedinica koja iz mirovanja isporučuje snažan okretni moment, upravo ono što putničkom automobilu treba.
Mehanički motor ima dva glavna dijela: nepomični stator omotan bakrenim namotima i rotirajući rotor u koji su ugrađeni magneti. Kada izmjenjivač u statorske namote dovede trofaznu izmjeničnu struju, stvara se rotirajuće magnetsko polje. Magneti rotora prianjaju uz to rotirajuće polje i slijede ga, pa se rotor okreće u koraku, odnosno sinkrono s njime, zbog čega se stroj i naziva sinkronim. U većini automobilskih izvedbi magneti su ukopani unutar čeličnih limova rotora, a ne postavljeni na njegovu površinu; takav raspored s unutarnjim permanentnim magnetima dodaje koristan udio reluktantnog okretnog momenta i omogućuje rotoru sigurno okretanje pri visokim brzinama bez opasnosti da magneti odlete.
Sami magneti obično su neodimij-željezo-borovi magneti od rijetkih zemnih elemenata, često s dodatkom disprozija ili terbija kako se ne bi razmagnetizirali kada se zagriju. Njihova snaga izvor je učinkovitosti motora, ali i njegov glavni nedostatak. Rijetki zemni elementi su skupi, njihove su zalihe geografski koncentrirane, a vađenje i prerada nose ekološki te geopolitički teret. To je proizvođače potaknulo na smanjenje udjela magneta, preoblikovanje rotora kako bi se koristilo manje teških rijetkih zemnih elemenata ili, u nekim modelima, na uparivanje PMSM-a na jednoj osovini s indukcijskim motorom bez magneta na drugoj.
Precizno upravljanje zahtijeva precizno poznavanje položaja rotora, pa se motor oslanja na senzor položaja, najčešće resolver, koji povratnu informaciju šalje izmjenjivaču, a on tisuće puta u sekundi prilagođava oblik struje. Isti sklop omogućuje motoru da pri regenerativnom kočenju djeluje kao generator i pretvori zalet automobila natrag u pohranjeni naboj. Iz trajnog polja proizlazi jedna praktična osobitost: budući da magneti uvijek induciraju protuelektromotornu silu, PMSM ne može slobodno valjati tako čisto kao indukcijski motor te se pri vrlo visokim brzinama mora aktivno upravljati slabljenjem polja kako bi se izbjeglo neželjeno kočno povlačenje ili pretjeran napon.
Unutar šireg pogonskog sklopa PMSM se smješta između izmjenjivača električnog vozila, koji mu dovodi pažljivo oblikovanu struju, i reduktora koji njegovu visoku brzinu vrtnje usklađuje s kotačima. Njegova glavna alternativa je indukcijski motor, koji žrtvuje nešto učinkovitosti za nižu cijenu i neovisnost o rijetkim zemnim materijalima, a izbor između njih jedna je od ključnih inženjerskih odluka u pozadini pogonskog sklopa svakog električnog automobila i njegove ukupne učinkovitosti.
- Rotor koristi stalne magnete (obično od rijetkih zemnih elemenata)
- Vrlo učinkovit i kompaktan — najrašireniji elektromotor u EV-ima
- Ne troši energiju na stvaranje polja rotora
- Ovisi o rijetkim zemnim metalima i ne valja se tako čisto