Jak działa silnik elektryczny w samochodzie?

Silnik elektryczny w samochodzie działa w sposób znacznie prostszy niż silnik spalinowy, a jednocześnie oferuje natychmiastową dostępność momentu obrotowego, wysoką sprawność energetyczną i bardzo cichą pracę. Jego działanie opiera się na zjawiskach elektromagnetycznych, które pozwalają przekształcać energię elektryczną w energię mechaniczną – czyli w ruch obrotowy napędzający koła pojazdu. Cały proces odbywa się bez spalania paliwa, bez układu wydechowego, skrzyni biegów czy skomplikowanego osprzętu – co czyni silnik elektryczny bardziej niezawodnym i mniej podatnym na usterki.

Podstawą działania silnika elektrycznego jest oddziaływanie pola magnetycznego na przewodniki z prądem. Wewnątrz silnika znajdują się dwa główne elementy – nieruchomy stojan oraz ruchomy wirnik. Stojan wyposażony jest w zestaw cewek, przez które przepływa prąd elektryczny doprowadzany z akumulatora trakcyjnego. W wyniku tego przepływu powstaje zmienne pole magnetyczne, które wprawia w ruch wirnik znajdujący się wewnątrz silnika. Wirnik zaczyna się obracać, a jego ruch jest przenoszony na koła za pomocą przekładni, często bardzo uproszczonej w porównaniu do klasycznej skrzyni biegów.

W samochodach elektrycznych stosuje się najczęściej silniki prądu przemiennego – głównie synchroniczne lub asynchroniczne – które są wydajne, kompaktowe i łatwe w sterowaniu. W wielu przypadkach wykorzystywane są również silniki z magnesami trwałymi, które zapewniają jeszcze lepszą efektywność energetyczną i większy moment obrotowy przy niskich prędkościach. Całością steruje tzw. falownik, czyli elektroniczny układ zmieniający prąd stały z baterii na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości i napięciu – to on odpowiada za płynną zmianę obrotów, reakcję na naciśnięcie pedału przyspieszenia oraz kierunek obrotów silnika.

Jednym z największych atutów silnika elektrycznego jest jego natychmiastowa reakcja. Moment obrotowy dostępny jest praktycznie od zera, co przekłada się na bardzo dynamiczne ruszanie i płynne przyspieszanie – bez opóźnień, zmian przełożeń czy hałasu. To właśnie dzięki tej charakterystyce samochody elektryczne oferują wyjątkowo płynne prowadzenie i są szczególnie komfortowe w ruchu miejskim.

Silnik elektryczny ma także zdolność pracy w trybie rekuperacji, czyli odzyskiwania energii podczas hamowania. W tym trybie działa jak prądnica – koła obracające wirnik powodują generowanie prądu, który trafia z powrotem do baterii, doładowując ją. Dzięki temu możliwe jest odzyskiwanie części energii, która w klasycznym aucie zostałaby całkowicie utracona w postaci ciepła w układzie hamulcowym.

Zaletą silnika elektrycznego jest również jego kompaktowa budowa i wysoka sprawność. Sprawność mechaniczna – czyli ilość energii zamienianej na ruch – sięga często dziewięćdziesięciu pięciu procent, podczas gdy w silniku spalinowym wynosi zazwyczaj trzydzieści do czterdziestu procent. To oznacza, że zdecydowanie więcej energii zmagazynowanej w akumulatorze jest faktycznie wykorzystywane do napędzania pojazdu.

Podsumowując – silnik elektryczny działa dzięki precyzyjnie sterowanemu polu magnetycznemu, które wprawia w ruch wirnik, przekazując napęd na koła. Pracuje cicho, bezspalinowo, z dużą sprawnością i możliwością odzyskiwania energii. Dzięki prostocie konstrukcji, braku tarcia wewnętrznego typowego dla silników tłokowych oraz bardzo szybkiej reakcji na polecenia kierowcy, stanowi idealne rozwiązanie dla współczesnej motoryzacji – zarówno pod względem komfortu, jak i ekologii.