Ein Paar geht zu einem VW Elektroauto vor einer Gebirgskulisse
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1.
Abbildung zeigt ID.7

Was für einen Motor hat ein Elektroauto?

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ID.7 Pro: Energieverbrauch kombiniert: 16,3-14,1 kWh/100 km; CO₂-Emissionen kombiniert: 0 g/km; CO₂-Klasse: A. Angaben zu Verbrauch und CO₂-Emissionen bei Spannbreiten in Abhängigkeit von den gewählten Ausstattungen des Fahrzeugs.

In E-Autos und Plug-in-Hybriden übernehmen Elektromotoren die Aufgabe, die in der Lithium-Ionen-Batterie gespeicherte elektrische Energie in mechanische Leistung zu verwandeln. So ein System besteht immer aus drei Komponenten: Batterie, Leistungselektronik und Motor. Alle drei zusammen bestimmen die Leistungsfähigkeit.

Elektromotoren in Elektroautos …

  • … sind effizient,
  • … wandeln Strom in Bewegung um,
  • … können Bewegungsenergie zurückgewinnen.
Motoren in Elektroautos

Wer zum ersten Mal mit einem E‑Auto fährt, könnte sich über das kaum wahrnehmbare Motorgeräusch wundern. Anstelle eines Verbrennungsmotors sorgen eine oder mehrere elektrische Maschinen für flüsterleisen Vortrieb: Elektromotoren. Weil der Elektroantrieb so leise arbeitet, dass er auch außerhalb des E-Fahrzeugs kaum zu hören ist, kommt bis etwa 30 km/h Geschwindigkeit ein synthetischer E-Sound aus einem Außenlautsprecher, um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen.

Elektromotoren zählen neben der Batterie und der Leistungselektronik zum Herzstück eines jeden Elektrofahrzeugs. Ihr harmonisches Zusammenspiel entscheidet auch über die Reichweite. Da E-Motoren einen sehr hohen Wirkungsgrad haben und – anders als Verbrennungsmotoren – ganz ohne fossile Brennstoffe auskommen, gelten sie als zukunftsweisend.

Ein großer Vorteil der E‑Mobilität: Weil Elektromotoren keinerlei Abgase wie CO2 oder Stickoxide während der Fahrt erzeugen, fahren Elektroautos lokal CO2-frei.

Illustration: Ein Elektroauto mit Soundwellen im Hintergrund

So funktioniert ein Elektromotor: Anziehungs- und Abstoßungskräfte

Wer von A nach B will, muss sich in Bewegung setzen. Genau dafür ist der Elektromotor da. Er nutzt hierfür die Anziehungs- und Abstoßungskräfte, die Magnetfelder aufeinander ausüben.

Üblicherweise besteht ein Elektromotor aus einem feststehenden Ständer, dem so genannten Stator, und einem sich darin drehenden Innenteil, dem so genannten Rotor. Beide Teile besitzen stromdurchflossene Spulen, die jeweils ein Magnetfeld erzeugen. Die Ausrichtung der sich abwechselnd voneinander abstoßenden und anziehenden Magnetfelder (Nordpol/Südpol) hängt von der Stromrichtung ab.

Durch mehrfaches, passendes Umpolen der Spulen während eines Umlaufs des Rotors wird dessen kontinuierliche Drehung erreicht. Die rotierende Bewegung wird beim Auto zum Antrieb der Räder genutzt: Es fährt elektrisch.

Ein VW E-Auto fährt auf einer Landstraße

  • Kein komplexes Getriebe nötig: hohes Drehmoment aus dem Stand

    Elektromotoren können in einem viel breiteren Drehzahlbereich genutzt werden als Verbrennungsmotoren. Das maximale Drehmoment liegt bereits aus dem Stand an – die beeindruckende Zugkraft steht also vollständig von Beginn an bereit. Aus diesem Grund benötigen Modelle mit Elektroantrieb weder Kupplung noch Schaltgetriebe. In der Regel wird jedoch ein effizientes Untersetzungsgetriebe mit fester Übersetzung (nur ein Gang) genutzt. Übrigens: Weil E-Maschinen in beiden Richtungen laufen können, brauchen Elektroautos auch nicht zwingend einen separaten Rückwärtsgang.

  • Der Elektromotor im Elektroauto: wartungsarm und effizient

    Einen regelmäßigen Ölwechsel oder einen Zahnriemenwechsel kennen Fahrer von E-Autos nicht. Zudem sorgt die Rekuperationsfunktion dafür, dass Bremsscheiben und -beläge bei E-Autos weniger beansprucht werden. Die Wartungskosten können so etwa 30 bis 40 % unter denen eines vergleichbaren Modells mit Verbrennungsmotor liegen.

    Weil E-Motoren ausgesprochen reibungsarm arbeiten und sich weniger erhitzen als Verbrenner, entstehen kaum Energieverluste. Motoren von E-Fahrzeugen erreichen einen sehr hohen Wirkungsgrad – die ermittelten Werte reichen von 80 bis über 90 %. Das bedeutet, dass nur eine geringe Menge der zugeführten Energie nicht für die Fortbewegung genutzt wird. Der Wirkungsgrad ist eine physikalische Größe und beschreibt das Verhältnis von zugeführter zu tatsächlich genutzter Energie.

Synchron oder asynchron: E-Motor ist nicht gleich E-Motor

Synchron oder asynchron: E-Motor ist nicht gleich E-Motor

Ein Mann steht vor seinem VW ID. Modell, das an der Wallbox lädt

Moderne Elektroautos haben heute Synchron- oder Asynchronmotoren an Bord. Der Unterschied liegt in der Funktionsweise des Rotors: Beim Synchronmotor folgt er gleichzeitig dem magnetischen Drehfeld des Stators – also synchron. Beim Asynchronmotor hingegen folgt er dem Stator zeitlich verzögert, daher asynchron.

Synchronmotoren haben den Vorteil, dass sie über eine höhere Leistungs- und Drehmomentdichte verfügen. Asynchronmotoren sind etwas einfacher aufgebaut und kostengünstiger herzustellen – auch deshalb, weil für ihre Produktion keine seltenen Erden benötigt werden und die Regelelektronik weniger komplex ist. E-Maschinen dieses Typs erzielen jedoch einen etwas niedrigeren Wirkungsgrad und sind größer und schwerer.

Der PSM-Motor: Permanent erregte Synchronmaschine

In Elektroautos kommt häufig ein permanent erregter Synchronmotor zum Einsatz. Auch im Volkswagen ID.3 arbeitet so ein PSM-Motor. Seine wichtigste Stärke ist die Effizienz: In den allermeisten Fahrsituationen liegt der Wirkungsgrad deutlich über 90 %.

Die Leistungselektronik wandelt den Gleichstrom des Lithium-Ionen-Akkus in Drehstrom für die E-Maschine um, beim Rekuperieren tut sie das Gegenteil und fungiert als Generator. Der PSM-Motor von Volkswagen ist kompakt und vergleichsweise leicht: Er wiegt weniger als 90 kg, inklusive Getriebe und Leistungselektronik, mit denen er eine Einheit bildet.

Bei der Fertigung nutzt Volkswagen eine innovative Technologie: Flache, ineinandergesteckte Formspulen aus Kupfer erlauben eine Produktion in hohen Stückzahlen und sparen zugleich Bauraum im Gehäuse.

Alles ist möglich: Vorder-, Hinter- oder Allradantrieb

Anders als bei einem Auto mit Verbrennungsmotor kann bei einem E‑Auto ein Allradsystem ohne eine Kardanwelle realisiert werden, welche die beiden Achsen verbindet. Es genügt, beide Achsen mit je einem Elektromotor in Schwung zu bringen. Man spricht dann von einem Dualmotor-Allradantrieb – wie z. B. beim ID.4 GTX⁠.

Eine weitere technische Möglichkeit, um einen 4x4-Antrieb zu erreichen, ist der Einzelradantrieb. Hier wird jedes einzelne Rad von einem eigenen E-Motor angetrieben. Der Clou: Die Antriebskraft lässt sich bedarfsgerecht und sehr präzise verteilen. Diese Technologie könnte in Zukunft vor allem für Elektro-Sportwagen und geländegängige Elektro-SUV interessant sein.

4.
ID.4 GTX: Energieverbrauch kombiniert: 18,7-16,7 kWh/100 km; CO₂-Emissionen kombiniert: 0 g/km; CO₂-Klasse: A.Angaben zu Verbrauch und CO₂-Emissionen bei Spannbreiten in Abhängigkeit von den gewählten Ausstattungen des Fahrzeugs.

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Die angegebenen Verbrauchs-und Emissionswerte wurden nach den gesetzlich vorgeschriebenen Messverfahren ermittelt. Am 1. Januar 2022 hat der WLTP-Prüfzyklus den NEFZ-Prüfzyklus vollständig ersetzt, sodass für nach diesem Datum neu typgenehmigte Fahrzeuge keine NEFZ-Werte vorliegen. Die Angaben beziehen sich nicht auf ein einzelnes Fahrzeug und sind nicht Bestandteil des Angebots, sondern dienen allein Vergleichszwecken zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen. Zusatzausstattungen und Zubehör (Anbauteile, Reifenformat usw.) können relevante Fahrzeugparameter, wie z. B. Gewicht, Rollwiderstand und Aerodynamik verändern und neben Witterungs-und Verkehrsbedingungen sowie dem individuellen Fahrverhalten den Kraftstoffverbrauch, den Stromverbrauch, die CO2-Emissionen und die Fahrleistungswerte eines Fahrzeugs beeinflussen. Wegen der realistischeren Prüfbedingungen sind die nach dem WLTP gemessenen Kraftstoffverbrauchs- und CO2-Emissionswerte in vielen Fällen höher als die nach dem NEFZ gemessenen. Dadurch können sich seit dem 1. September 2018 bei der Fahrzeugbesteuerung entsprechende Änderungen ergeben. Weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen WLTP und NEFZ finden Sie unter http://www.volkswagen.de/wltp. Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und den offiziellen spezifischen CO2-Emissionen neuer Personenkraftwagen können dem „Leitfaden über den Kraftstoffverbrauch, die CO2-Emissionen und den Stromverbrauch neuer Personenkraftwagen“ entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, D-73760 Ostfildern oder unter www.dat.de/co2 erhältlich ist.
Die in dieser Darstellung gezeigten Fahrzeuge und Ausstattungen können in einzelnen Details vom aktuellen deutschen Lieferprogramm abweichen. Abgebildet sind teilweise Sonderausstattungen der Fahrzeuge gegen Mehrpreis. Bitte beachten Sie auch unseren Konfigurator für eine Übersicht der aktuell verfügbaren Modelle und Ausstattungen.
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*Ein Angebot der Volkswagen Leasing GmbH, Gifhorner Str. 57, 38112 Braunschweig, für gewerbliche Einzelabnehmer bis zum 30.06.2024 beim teilnehmenden Volkswagen Partner. Bonität vorausgesetzt. Leasingbeispiel für den Passat 1.5 eTSI OPF, 110 kW (150 PS), 7-Gang-DSG, als Neuwagen (Energieverbrauch in l/100km: kombiniert 5,7-5,4; CO2-Emissionen in g/km: kombiniert 129–122; CO2-Klasse: D). Angaben zu Verbrauch und CO2-Emissionen bei Spannbreiten in Abhängigkeit von den gewählten Ausstattungen des Fahrzeugs. Laufzeit 36 Monate, jährliche Fahrleistung 10.000 km. 36 mtl. Leasingraten à 314.–€. Alle Angaben zzgl. MwSt. Fahrzeugabbildung zeigt Sonderausstattungen.