Elmotorn i BMW i3

Elmotorn – så fungerar den

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.

BMW i3 är det senaste exemplet på en renodlad elbil. Det rör sig alltså inte om någon konverterad standardbil ur det befintliga modellprogrammet, utan en helt ny bil från grunden.

 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. BMW kallar sin motor i i3 hybridsynkronmotor för att det är en blandning av elektromagnet- och permanentmagnetmotor. Framöver kan vi förvänta oss ännu effektivare elmotorer, men framför allt lättare och mer snabbladdade batterier.

Magnetism

 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.

Tillverkning

Elmotorn till just BMW i3 tillverkas i Landshut, cirka sex mil nordost om München. Det är en hybridsynkronmotor med inbyggd kraftelektronik. Den arbetar med både permanentmagneter och elektromagneter. En av BMW patenterad lösning.

Fakta: Fysik

Verkningsgraden är den del av den inmatade energin som når ut till de drivande hjulen. För bensindrivna bilar är den cirka 16 procent, för elbilar cirka 62 procent.

En elmotor har konstant vridmoment genom hela varvtalsregistret, vilket gör växellådan överflödig.

Fakta: Ordlista

Likström (DC)

Strömmen går i en riktning.

Växelström (AC)

Strömmen ändrar riktning 50 gånger i sekunden (vid 50 Hz)

Synkronmotor

Drivs med växelström. Varvtalet bestäms av frekvensen. Sällsynt i elbilar.

Asynkronmotor

Drivs även den av växelström och kallas ibland för induktionsmotor. Finns i Tesla och Toyota.

Permanentmagnetmotor

Likströmsmotor där rotorn har permanentmagneter. Används i elbilar men är dyra att tillverka.

Reluktansmotor (Switched reluctance motor)

Billiga att tillverka men sämre prestanda.

Vi använder cookies för att förbättra funktionaliteten på våra sajter, för att kunna rikta relevant innehåll och annonser till dig och för att vi ska kunna säkerställa att tjänsterna fungerar som de ska.

Läs mer

2 månader Premium för bara 19 kr - när du gör vårt quiz!