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E-Motortechnik: asynchron versus synchron

Ich eröffne mal einen neuen Thread, da dies eine sehr spannende Frage ist, welche E-Motortechnik sich beim E-Auto durchsetzen wird.

Bedeutend ist sie gerade in einem Teslaforum, da Tesla mit ihren asynchron Motoren bei Autos ziemlich allein dasteht, während praktisch alle anderen Hersteller von E-Fahrzeugen auf den synchron Motor in diversen Bauausführungen setzen.

Im Volksmund gelten die asynchrons als veraltet und die synchrons als modern allerdings mit dem Makel des Bedarfs an seltenen Erden.
Aber so einfach ist es natürlich nicht! :unamused:

Grobe Übersicht der unterschiedlichen Eigenschaften:

Asynchron Elektromotor:
Vorteile: -hohe Überlast möglich (kurze Zeit viel Power)
-------- - guter Wirkungsgrad auch bei niedriger Last durch Feldschwächung
-------- - Freilauf (kein Bremsdrehmoment) bei Abschaltung

Nachteile: -aufwendige Software um Anforderungen zur präzisen Steuerung eines E-Automotors zu erfüllen
----------- -Wirkungsgrad unter Nennlast nicht so gut

Synchron Elektromotor:
Vorteile: - guter Wirkungsgrad bei Nennlast
--------- - einfachere Software um Anforderungen zur präzisen Steuerung eines E-Automotors zu erfüllen
--------- - kompakt und leicht
Nachteile: - Bedarf an seltenen Erden wenn sie leicht und kompakt sein sollen (unsichere Versorgung, Umweltbelastung bei der Förderung)
----------- - Eingeschränkter Wirkungsgrad bei niedriger Last und Leerlauf (negative Effekte durch konstantes Magnetfeld)

Die Angaben sind erst einmal vorläufig! (beschränkt auf mein begrenztes Wissen bei E-Motortechnik) Ich erweitere bzw. korrigiere das entsprechend wenn in diesem Thread Anmerkungen, Argumente und gute Links kommen.

Ich kopiere den Post von Eike aus einem anderen Thread mal hier rein, da er interessante Links enthält:

Meine Vermutung ist, dass sich zukünftig auch andere E-Autohersteller wie Tesla für den Asynchron E-Motor entscheiden. Ich denke als erstes bei besonders stark motorisierten Fahrzeugen da diese prozentual im normalen Fahrzyklus im niedrigen Lastbereich betrieben werden als schwach motorisierte.

Bei Bussen und LKWs wird wohl der synchron das Rennen machen, weil diese oft im Nennlastbereich sich bewegen.

Ich glaube da verdrehst du gerade was. Asynchron ist sehr effizient im Vollastbereicht und schlecht bei Teillast. Deshalb sehe ich den Synchronmotor (edit: es war spät und ich Dussel hab da Asynchron hingeschrieben) vorne bei den meisten PKW, noch dazu lässt er sich Hochpolig ausführen und das Getriebe kann man sich dann auch sparen. Synchron hat grundsätzlich vorteile bei der Effizienz. Klar kann man Feldschwächung betreiben (bei beiden :stuck_out_tongue:) wie viel das Effizienztechnisch bringt weiß ich aber nicht.

Glaub die Leistungselektronik nimmt sich nicht so viel. Da stehen auf beiden Seiten Vor und Nachteile.

Angaben auch unter Vorbehalt. Studiere BWL, der Kram ist nur nen Hobby :wink: :wink:

Oder ich verdrehe was :smiley: :smiley:

Das ist doch völlig unlogisch. Ein PKW-Motor wird überwiegend nur im niedrigen Teillastbereich betrieben. Deshalb ist dort ein guter Teillastwirkungsgrad wichtiger als der Vollastwirkungsgrad.
Und so weit ich gelesen habe ist der Asynchronmotor gut im Teillastbereich, da die Magnetfeldstärke dem Drehmoment angepasst werden kann.

Bist du dir sicher?
Das ist doch der Motortyp der im BMW I3 verwendet wird. Und da kenne ich ein Video von der Herstellung des Motors wo man sehen kann wie offenbar Permanentmagneten in einen Aluträger (Teil vom Rotor) eingepresst werden.
:question: :question: :question:

Edit:
Hier ist das Video:
youtube.com/watch?v=2uz-Lv2qUA8
Die Stelle mit den Permanentmagneten ist ca. Minute 4:00 bis 4:10

Was Tesla dazu schreibt: Induction Versus DC Brushless Motors
Blogeintrag aus dem Jahr 2007 von Wally Rippel, Mitentwickler des GM EV-1.

und Motor City
Blogeintrag aus dem Jahr 2006 von Martin Eberhard und JB Straubel.

Danke dafür!
Die erste Quelle hatte ich mal gelesen. Ich hatte es mir aber falsch gemerkt. Habe nun dementsprechend den Anfangspost mit den Vor und Nachteilen korrigiert.
(nun Software zur Steuerung, vorher irrtümlich Leistungselektronik)

Einen Kompromiss aus beiden versucht BRUSA mit ihrem Hybrid Synchron Motor. Für geringere Leistungen überwiegt der DC-Anteil mit Permanentmagneten, für hohe Leistungen sorgt der dynamische AC-Anteil.

Hast du einen Link dazu wo technisch konkretes angegeben ist?
Sind das quasi die 2 verschiedenen Motorkonzepte zusammen, also praktisch 2 verschiedene Motoren die auf einer Welle gemeinsam antreiben?

http://www.brusa.eu/produkte/antrieb.html

Interessant auch der neue Stromerregter Synchronmotor SSM1-6.17.10 der ohne Magnete auskommt.

BMW verwendet einen Hybrid-Synchron Motor.
Der Reluktanzmotor weist durch seinen Blechschnitt des Rotors unterschiedliche magnetische Leitfähigkeit für die Feldlinien des Statordrehfeldes auf. Es wirkt also nicht wie sonst üblich die Lorentzkraft, sondern die Reluktanzkraft zur Drehung des Rotors.

DAs Stimmt ich meinte auch Synchron :wink:

Ich korrigiere mein Posting mal, wenn das noch geht

Ist das für den Fahrer nicht völlig unerheblich?

Jop, genau so wie Elon Musk´s Rakete und die Sitzheizung auf der Rücksitzbank.

Unerheblich, aber interessant, oder ?!

Interessant finde ich schon, ob seltenen Erden verbraucht werden und natürlich den Wirkungsgrad, der ja direkt den Energieverbrauch beeinflusst. Da kann es ruhig noch weitere Entwicklung geben. Auch der Tesla Motor ist nicht das Ende aller Erkenntnisse - allerdings in Kombination mit dem Model S der beste aller Autokompromisse… :smiley:

Der E-Maschinenbau … ein weites Feld. :wink:
Einen schönen Überblick zu elektrischen Maschinen in der Antriebstechnik liefert:
energie.ch/antriebstechnik

Elektromotorenvergleich: energie.ch/antriebsvergleich

Und wieder drängt sich mir die Frage auf, warum die geschaltete Reluktanzmaschine nicht eingesetzt wird? Vor 15 Jahren hatte mich das auch schon mal beschäftigt.

Bei der Bahn macht derzeit der Asynchronmotor das Rennen,
Alstom hat die aktuelle TGV Generation (TGV 2N2) jetzt auch erstmals mit Asynchronmotoren ausgerüstet nachdem zuvor immer Synchronmaschinen verwendet wurden.
In Deutschland werden Asynchronmotoren bei der Bahn bereits seit Anfang der 70er verwendet (DE2500).

es wird sich garantiert der „billigere“ durchsetzen und nicht der „sinnvollere“…

Sinnvoll ist was letztlich auch kostengünstig ist,
weder ist es sinnvoll 50,-€ am Motor zu sparen, wenn ich dafür dann einen 5 kWh größeren Akku benötige,
auch das letzte Prozentpunkten Wirkungsgrad rauszupressen ist nur dann sinnvoll, wenn ich dies überhaupt feststellen kann und es nicht hinter einem übermäßigen Standby Verbrauch verschwindet.