Elektrický motor

Elektrický motor je srdcom hnacej sústavy každého elektromobilu a plní rovnakú základnú úlohu ako spaľovací motor v konvenčnom vozidle: premieňa uloženú energiu na rotačnú silu, ktorá roztáča kolesá. Zásadným rozdielom je cesta energie. Namiesto spaľovania paliva na vytvorenie tlaku a pohybu motor využíva vzájomné pôsobenie magnetických polí a elektrického prúdu, čím chemickú energiu uloženú v batérii premieňa priamo na mechanickú prácu. Táto elektromechanická premena je pozoruhodne účinná, pričom moderné trakčné motory bežne menia viac než 90 percent prijatej elektrickej energie na užitočný pohyb, oproti 30 až 40 percentám typickým pre benzínový motor.

Mechanicky sa motor skladá z pevnej vonkajšej časti zvanej stator a otáčajúcej sa vnútornej časti zvanej rotor. Striedavý prúd privádzaný cez vinutia statora vytvára rotujúce magnetické pole; rotor, ktorý buď nesie vlastné permanentné magnety, alebo sa v ňom indukuje prúd, je strhávaný za týmto poľom a jeho hriadeľ prenáša vzniknutý krútiaci moment cez jednostupňový redukčný prevod na kolesá. Keďže magnetické pole možno výkonovou elektronikou riadiť s veľkou presnosťou, motor dokáže vyvíjať silu hladko a plynule naprieč obrovským rozsahom otáčok, čo je dôvod, prečo elektromobily nepotrebujú viacstupňovú prevodovku ani spojku.

Pre vodiča je najnápadnejšou vlastnosťou dodávanie krútiaceho momentu. Elektrický motor vyvíja maximálnu krútiacu silu už od nulových otáčok za minútu, takže plná ťažná sila je k dispozícii v okamihu stlačenia plynového pedálu, čím poskytuje ľahké, bezoneskorovacie zrýchlenie, ktoré definuje zážitok z jazdy elektromobilom. Netreba budovať otáčky motora ani čakať, kým sa roztočí turbodúchadlo. Motor je tiež prakticky tichý, bez vibrácií a obsahuje veľmi málo pohyblivých dielov, čo sa premieta do nízkych nákladov na údržbu a výnimočnej spoľahlivosti počas dlhej životnosti.

Tá istá strojná časť môže bežať opačne ako generátor. Keď vodič uvoľní pedál alebo brzdí, kolesá otáčajú rotorom a motor vyrába elektrinu, ktorá sa vracia späť do batérie, kým odpor vozidlo spomaľuje. Toto je základ rekuperačného brzdenia, ktoré získava späť energiu, ktorú by konvenčné vozidlo premárnilo ako teplo, a citeľne predlžuje dojazd pri jazde v meste.

Dominujú dve hlavné konštrukcie. Synchrónne motory s permanentnými magnetmi používajú v rotore magnety zo vzácnych zemín, ponúkajú vysokú účinnosť a výkonovú hustotu v kompaktnom balení, kým indukčné (asynchrónne) motory sa magnetov zbavujú a namiesto toho indukujú prúd v rotore, čím vymieňajú trochu účinnosti za nižšiu cenu a nezávislosť od dodávok vzácnych zemín. Mnohé výkonné elektromobily kombinujú oba typy na dvoch nápravách. Motor nikdy nepracuje sám: závisí od meniča, ktorý formuje striedavý prúd, čo ho napája, od vysokonapäťovej batérie pre energiu a od vyhradeného chladiaceho okruhu, ktorý zvláda teplo vznikajúce pri dlhej náročnej záťaži.