Elektromotor

Elektromotoren er hjertet i drivverket til enhver elbil og utfører den samme grunnleggende oppgaven som en forbrenningsmotor i en konvensjonell bil: den gjør lagret energi om til rotasjonskraften som får hjulene til å snurre. Den avgjørende forskjellen ligger i energiveien. I stedet for å brenne drivstoff for å skape trykk og bevegelse, utnytter motoren samspillet mellom magnetfelt og elektrisk strøm, og omdanner den kjemiske energien i batteriet direkte til mekanisk arbeid. Denne elektromekaniske omdanningen er bemerkelsesverdig effektiv, og moderne traksjonsmotorer gjør gjerne mer enn 90 prosent av den tilførte elektriske energien om til nyttig bevegelse, mot de 30 til 40 prosent som er typisk for en bensinmotor.

Mekanisk består motoren av en fast ytre del kalt stator og en roterende indre del kalt rotor. Vekselstrøm tilført gjennom statorviklingene skaper et roterende magnetfelt, og rotoren, som enten bærer sine egne permanentmagneter eller får strøm indusert i seg, dras med i jakten på dette feltet, mens akselen overfører det resulterende dreiemomentet gjennom et enkelttrinns reduksjonsgir til hjulene. Fordi magnetfeltet kan styres svært presist av krafteleektronikk, kan motoren levere kraft jevnt og kontinuerlig over et enormt turtallsområde, og det er grunnen til at elbiler verken trenger en flertrinns girkasse eller clutch.

For føreren er den mest slående egenskapen måten dreiemomentet leveres på. En elektromotor yter sitt maksimale dreiemoment helt fra null omdreininger i minuttet, slik at full trekkraft er tilgjengelig i samme øyeblikk som gasspedalen trykkes ned, noe som gir den uanstrengte og responsfrie akselerasjonen som kjennetegner elbilopplevelsen. Det er ikke nødvendig å bygge opp turtall eller vente på at en turbolader skal trekke seg opp. Motoren er dessuten så godt som lydløs, fri for vibrasjoner og inneholder svært få bevegelige deler, noe som gir lave vedlikeholdskostnader og enestående driftssikkerhet gjennom en lang levetid.

Den samme maskinen kan kjøres baklengs som en generator. Når føreren slipper gassen eller bremser, dreier hjulene rotoren, og motoren produserer elektrisitet som mates tilbake til batteriet mens motstanden bremser bilen ned. Dette er grunnlaget for regenerativ bremsing, som gjenvinner energi som en konvensjonell bil ville kastet bort som varme, og som forlenger rekkevidden merkbart i bykjøring.

To hovedtyper dominerer. Permanentmagnetiske synkronmotorer bruker sjeldne jordmetaller som magneter i rotoren og gir høy virkningsgrad og effekttetthet i en kompakt pakke, mens induksjonsmotorer (asynkronmotorer) klarer seg uten magneter og induserer i stedet strøm i rotoren, og bytter litt virkningsgrad mot lavere kostnad og uavhengighet av tilgangen på sjeldne jordmetaller. Mange ytelsessterke elbiler kombinerer begge typene over to aksler. Motoren arbeider aldri alene: den er avhengig av omformeren (inverteren) for å forme vekselstrømmen som mater den, av høyspentbatteriet for energi, og av en egen kjølekrets for å håndtere varmen som utvikles under vedvarende hard belastning.