Die E-Antriebe im Kraftfahrzeug haben deren Welt verändert. Schon unser Hyundai Kona als Mini-SUV mit knapp über 4 m Länge hat 150 kW (204 PS), zwar nicht dauerhaft, wie bei einem Verbrenner, aber wenn man beschleunigt, dann merkt man das trotz des größeren Gewichts.

Es hat einen Lkw von Iveco mit über 735 kW (1.000 PS) gegeben, mehr als jeder Diesel hat. Inzwischen sinken die Leistungen wieder zugunsten von noch mehr Wirtschaftlichkeit, was auch gut so ist. Aber es zeigt doch, dass Leistungen um die 150 kW und ein wenig mehr im Pkw Standard sind.

Davon gehen wir bei der Betrachtung des Antriebsmotors jetzt aus. Das gilt auch für das Getriebe im Pkw mit zwei Stufen, wohlgemerkt nicht mit zwei Gängen. Der zurzeit am meisten eingebaute Motor hat Elektromagneten außen und einen Rotor mit Permanentmagneten innen.

Den Resolver auf der einen und den Abtrieb des Rotors auf der anderen Seite hatten wir schon. Kommen wir also direkt zum Zentrum des E-Antriebs, dem Rotor. Hätten Sie beim Anblick des Bildes oben gedacht, dass so ein Teil aus unzähligen dünnen, voneinander isolierten Blechen zusammengesetzt ist?

Man bezeichnet das als Laminierung und hat den Grund, dass sich bei einem geschlossenen Metallblock durch die dauernde Änderung des Magnetfeldes Wirbelströme ausbreiten können, was zur Erwärmung und damit zu einem geringeren Wirkungsgrad führt.

Durch die Aufteilung der Dipole auf verschiedene Bleche fällt den Wirbelströmen die Ausbreitung bedeutend schwerer. Das Prinzip gibt es schon lange. Wenn Sie einen alten Trafo öffnen, finden Sie ebenfalls so ein Paket von Blechen, allerdings diesmal rein statisch.

Die Verluste werden also geringer. Leicht erhöht werden sie wiederum durch das Versetzen der Nuten gegeneinander, die im Bild oben offensichtlich schon vor dem Zusammensetzen des Rotors eingebracht wurden. Das verhindert ein Phänomen, das man 'Drehmomentwelligkeit' nennt.

Die Nuten im Stator, je länger sie durchgehend sind, verursachen wegen der magnetischen Anziehung zwischen den Nuten selbst und den Magneten im Rotor eine Art Ruhemoment, das hauptsächlich bei niedrigen Drehzahle auftritt.

Das hat ruckhaftes Verhalten, Vibrationen und sogar Geräusche zur Folge. Neben der 'Teilnutung' oben ist auch noch deren Schrägstellung möglich. Anscheinend kann das Problem auch noch von der Softwareseite angegangen werden.

Die Anordnung der Magnete im Rotor haben wir schon einmal in eDrive 1 im Kapitel Reluktanzmotor 2 behandelt und gezeigt. Kommen wir zu den Polen im Stator, wobei sechs davon noch die geringste Anzahl in E-Motoren von Fahrzeugen sind.

Es kann bis zu 12 geben. Ein Polpaar ist die Zusammenfassung nebeneinander im Stator angeordneter Wicklungen mit gleicher Polung. Rein theoretisch verursachen 6 Polpaare auch 6 Änderungen von dieser, aber gezählt werden nur die Nord-Süd-Zyklen, also 3 (Anzahl der Feldperioden).

Logisch ist, dass z.B. bei der Verteilung des Magnetismus im Stator auf sechs Polpaare diese mehr auf höhere Geschwindigkeit ausgelegt sind und bei acht Polpaaren diese mehr auf Drehmoment, was z.B. bei einem E-Lkw mit Eingang-Getrieben fürs Anfahren sehr wichtig wäre.

Zum Schluss noch ein Wort zur Kühlung. Nicht alle treiben den Aufwand wie Tesla mit Ölkühlung über Pumpe und Filter. Einfacher wäre eine z.B. durch Zahnräder im Getriebe angetriebene, noch einfacher durch Wasser, Gehäuses aus zwei Teilen z.T. mit kleinen Kühlrippen ineinander und verschweißt.