Elmotor

Elmotorn är hjärtat i varje elbils drivlina och utför samma grundläggande uppgift som förbränningsmotorn i en konventionell bil: den omvandlar lagrad energi till den vridande kraft som får hjulen att snurra. Den avgörande skillnaden ligger i energivägen. I stället för att förbränna bränsle för att skapa tryck och rörelse utnyttjar motorn samspelet mellan magnetfält och elektrisk ström, och omvandlar batteriets kemiska energi direkt till mekaniskt arbete. Denna elektromekaniska omvandling är anmärkningsvärt effektiv; moderna traktionsmotorer omvandlar regelmässigt mer än 90 procent av den tillförda elektriska energin till nyttig rörelse, mot de 30 till 40 procent som är typiska för en bensinmotor.

Mekaniskt består motorn av en fast yttre del kallad stator och en roterande inre del kallad rotor. Växelström som tillförs genom statorlindningarna skapar ett roterande magnetfält; rotorn, som antingen bär egna permanentmagneter eller får en ström inducerad i sig, dras runt i jakten på detta fält, och dess axel överför det resulterande vridmomentet via en enstegsutväxling till hjulen. Eftersom magnetfältet kan styras med stor precision av kraftelektroniken kan motorn alstra kraft jämnt och kontinuerligt över ett enormt varvtalsområde, vilket är skälet till att elbilar varken behöver flerväxlad växellåda eller koppling.

För föraren är det mest påtagliga draget hur vridmomentet levereras. En elmotor ger sitt maximala vridmoment redan vid noll varv per minut, så full dragkraft finns tillgänglig i samma ögonblick som gaspedalen trycks ned, vilket ger den lättsamma, fördröjningsfria acceleration som präglar elbilskörningen. Det finns inget behov av att bygga upp motorvarv eller vänta på att en turbo ska ladda upp trycket. Motorn är dessutom så gott som ljudlös, fri från vibrationer och innehåller mycket få rörliga delar, vilket innebär lågt underhåll och utomordentlig driftsäkerhet över en lång livslängd.

Samma maskin kan köras baklänges som generator. När föraren släpper gasen eller bromsar driver hjulen runt rotorn och motorn alstrar el, som matas tillbaka till batteriet samtidigt som motståndet bromsar bilen. Detta är grunden för regenerativ bromsning, som återvinner energi som en konventionell bil skulle slösa bort som värme och som påtagligt förlänger räckvidden i stadstrafik.

Två huvudsakliga konstruktioner dominerar. Permanentmagnetiserade synkronmotorer använder magneter av sällsynta jordartsmetaller i rotorn och erbjuder hög verkningsgrad och effekttäthet i ett kompakt format, medan asynkronmotorer (induktionsmotorer) klarar sig utan magneter och i stället inducerar ström i rotorn, vilket innebär något lägre verkningsgrad i utbyte mot lägre kostnad och oberoende av tillgången på sällsynta jordartsmetaller. Många prestandainriktade elbilar kombinerar båda typerna på var sin axel. Motorn arbetar aldrig ensam: den är beroende av växelriktaren för att forma den växelström som matar den, av högvoltsbatteriet för energi och av en särskild kylkrets för att hantera den värme som alstras vid ihållande hög belastning.