Wie schwer ist der Bau eines Elektromotors verglichen mit einem Verbrenner?
Verbrennungsmotoren sind/waren gefühlt das Aushängeschild für deutsche Ingenieurskunst. Wie sieht das beim Elektromotor aus. Ist das "schwierig" zu bauen oder ist das etwas was "jeder" grundsätzlich gut machen kann?
8 Antworten
Es ist eine triviale Aufgabe für einen Ingenieur, einen Elektromotor zu entwerfen. Wenn das Ding klein, leicht und stark genug sein soll, um ein Auto bei normaler Geschwindigkeit im Verkehr anzutreiben, wird es etwas schwieriger und wenn du ein Auto mit guter Beschleunigung brauchst, dann noch ein klein wenig schwieriger.
Was aber der Hammer ist, ist wenn du die Maschine dazu bringen willst, dass sie so leicht wie möglich und dabei so effizient wie möglich ist. (effizient bedeutet: braucht wenig Strom und gewinnt beim Bremsen viel zurück) Das ist wichtig, damit du eine hohe Reichweite erzielst. Jedes Kilo mehr Gewicht des Motors ist eine Kilo weniger, dass du an Batterie mitnehmen kannst.
Wenn du nur in der Innenstadt von Berlin unterwegs sein möchtest, gab es dazu schon 1920 geeignete Elektroautos.
Bei Verbrennungsmotoren ist das ein ähnliches Problem. Die Gebrüder Wright haben das erste Motorflugzeug entwickelt und brauchten dazu einen leichten leistungsstarken Verbrennungsmotor. Den hat eine Maschinenbauingenieur in weniger als einem halben Jahr entwickelt. Er war damals der auf seine Leistung bezogen der leichteste der Welt, weil erstmals ein spezieller neuer leichter Werkstoff eingesetzt wurde.
Der Bau eines einfachen Elektromotors ist im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor sehr einfach. Der Bau eines wirklich guten Elektromotors ist aber alles andere als einfach.
Du kannst nen Elektromotor mit ner AA-Batterie, nem Magenet und nem Stück draht basteln. Der ist dann zwar dann eher bescheiden gut, aber das ist ja erstmal egal. Auf professioneller Ebene gehts dann nur noch darum, die Teile effizienter zu machen.
Die Frage ist nicht wie schwer er zu bauen ist. Die Frage ist wieviel Entwicklungsarbeit benötigt man um das gewünschte Ziel zu erreichen.
So eine E-Maschine besteht nur aus 10-20 Teilen. Im Einfachsten Fall noch weniger. Verbrennungsmotoren haben oft mehere 100 Bauteile.
Moderne E-Maschnen in E-Fahrzeugen sind meist PSM. Also Permanenterregte Synkronmaschinen. Gerne auch als Reluktanzmaschine mit zusätzlichen magnetferldbeeinflussenden Reluktanzmagneten.
Viel Gehirnschmalz steckt aber auch in der Leistungselektronik, die den Motor steuert und mit Strom versorgt. In vielen Fahrzeugen sogar gleich 2 Motoren, die dann Allrad haben.
Die E-Mschine eines Tesla ist nicht größer wie eine Melone und hat etwa 500PS. Um diese Leistung mit einem Verbrenner hinzubekommen, braucht man schon einen aufgeladenen V8 oder mehr zuzüglich der ganze Nebenagregate.
Eher letzteres. Elektromotoren sind etwa genauso alt wie Verbrennungsmotoren, da Elektromotoren in zahlreichen bereichen der Industrie genutzt werden, ist ihre entwicklung genauso wie die von Verbrennungsmotoren schon extrem fortgeschritten.
Beim Motor selbst wird nicht mehr viel kommen. Der Wirkungsgrad heute liegt schon bei über 95% (Die Tesla motoren haben bei volllast z.b. eine effizenz von 97%). 100% wäre das theoretische maximum was man natürlich in der realität nicht erreichen kann, weil immer auch wärme entsteht.