Så fungerar elmotorn

Allt fler biltillverkare ger sig in i elbilssegmentet. Den som lyckas kombinera lång räckvidd, praktiskt handhavande och rätt pris har mycket att vinna. Men utmaningarna är många, inte minst tekniskt. Låt oss gå igenom hur en elmotor fungerar.

Elbilen har egentligen bara två huvudkomponenter: Elmotorn och batterierna. Sedan tillkommer lite kablage och elektronik för att ladda batterierna så effektivt som möjligt och för att fördela strömmen från batterierna på ett så smart och snålt sätt att strömmen räcker så länge som möjligt.

Själva elmotorn är en beprövad konstruktion som finns sedan länge överallt i vår vardag. Hissar, fläktar, borrmaskiner drivs med elmotorer. På den mobila sidan finns de i tåg, trådbussar, spårvagnar och eltruckar. Så varför inte i bilar? Akilleshälen är batterierna. Deras höga vikt, långa laddningstid och den mediokra räckvidden mellan laddningarna har hållit tillbaka elmotorns intåg som drivkälla i våra bilar. Ända tills nu.

Den mer effektiva eldriften i de senaste bilarna kan i stora drag förklaras på följande sätt:
– Batterierna laddas från ett externt eluttag. Viss laddning sker också under körning vid motorbroms. Moderna litiumjonbatterier är effektiva och kan man kyla dessa under laddning eller vid stora strömuttag, kan de hålla bilens hela livslängd.
– Med gaspedalen reglerar man strömmen från batterierna till motorn. Släpper man upp pedalen ser styrelektroniken till att strömriktningen vänds och kraft återförs till batterierna.
– En elmotor har konstant vridmoment genom hela varvtalsregistret, vilket gör växellådan överflödig.

Magnetism i elmotorn

Elmotorn består av två huvuddelar. Den fasta statorn och den roterande rotorn. Principen bygger på magnetism. Magnetens olika poler dras till varandra. Genom elektromagnetism kan man ändra statorns magnetiska poler och på så sätt få rotorn att rotera. Elektromagnetismen skapas av att man lindar koppartråd i form av spolar kring delarna både i rotorn och i statorn och sedan kör ström igenom dem. Eftersom statorns magnetpoler hela tiden byter plats, jagas de av rotorn och rotation uppstår. Kraften på den utgående axeln kommer direkt, vilket gör att växellådan blir överflödig. Motorn, eller motorerna, kan placeras på valfri plats i bilen. Man har till och med placerat motorer i hjulen, men då ökar den ofjädrade vikten vilket försämrar körbarheten.

Laddar under bromsning

Elmotorn är egentligen som en generator. När bilen körs tar motorn ström från batterierna, men vid motorbroms går strömmen åt andra hållet och batterierna laddas.