Wie funktioniert ein Elektromotor im Auto? Permanentmagnet- und Asynchronmotor erklärt

von EV-Global am 14. Oktober 2026 · 10 Min. Lesezeit

Wie funktioniert ein Elektromotor im Auto? Der Gleichstrom der Batterie fließt durch einen Wechselrichter, der daraus dreiphasigen Wechselstrom macht. Diese drei Ströme, nacheinander in die Kupferwicklungen des Stators geschickt, erzeugen ein Magnetfeld, das sich dreht; der Rotor läuft diesem Drehfeld hinterher und dreht sich mit. Ein einstufiges Untersetzungsgetriebe mit etwa 8:1 bis 10:1 vervielfacht das Drehmoment an den Rädern. Es gibt keine Kolben, Ventile oder Gangwechsel, deshalb setzt ein E-Motor 90 bis 97 Prozent seiner elektrischen Energie in Bewegung um und liefert sein volles Drehmoment aus dem Stand.

Ein Verbrennungsmotor ist eine Maschine für kontrollierte Explosionen mit Hunderten bewegten Teilen, die gefüttert, gekühlt, getaktet und geschaltet werden müssen. Ein elektrischer Fahrmotor hat ein bewegtes Teil, den Rotor, und gehorcht ein paar Zeilen Physik, die sich seit Nikola Teslas Patent auf den Asynchronmotor von 1888 nicht geändert haben. Geändert haben sich die Leistungselektronik darum herum, die Magnete darin und die Fertigung, die aus einer 60 Kilogramm schweren Einheit 300 kW holt. Dieser Ratgeber folgt dem Strom vom Batteriepol bis zur Reifenaufstandsfläche, erklärt, warum sich die drei Motortypen in heutigen E-Autos unterschiedlich verhalten, und zeigt, wie du ein Motordatenblatt liest, ohne dich täuschen zu lassen. Er ist der elektrische Zwilling unseres Ratgebers zum Verbrennungsmotor.

Die Kette von der Batterie zum Rad

Die Batterie liefert Gleichstrom mit 400 oder 800 Volt. Ein Motor kann damit direkt nichts anfangen, also ist die erste Station der Wechselrichter: eine Box voller Leistungstransistoren, die den Gleichstrom tausende Male pro Sekunde ein- und ausschalten und so drei um 120 Grad versetzte Sinuswellen Wechselstrom nachbilden. Der Wechselrichter ist das eigentliche Gaspedal eines Elektroautos. Trittst du aufs Pedal, fordert das Fahrzeugsteuergerät über das Fahrzeugnetzwerk ein Drehmoment an, und der Wechselrichter antwortet, indem er Amplitude und Frequenz dieser drei Wellen verändert.

Die Wellen fließen in den Stator, den feststehenden Ring aus Elektroblech mit Kupferwicklungen in seinen Nuten. Darin sitzt auf Lagern der Rotor, getrennt durch einen Luftspalt von einem Millimeter oder weniger. In diesem Spalt entsteht das Drehmoment, läuft über die Rotorwelle durch Untersetzung und Differenzial und über die Antriebswellen zu den Rädern. Alles von der Reglersoftware bis zum Getriebeöl dient am Ende dem Luftspalt.

Warum er sich dreht: das magnetische Drehfeld

Stell dir drei Elektromagnete vor, gleichmäßig auf einem Ring verteilt. Schaltest du sie nacheinander ein, scheint das gemeinsame Magnetfeld um den Ring zu wandern, obwohl sich nichts Physisches bewegt. Genau das tut Drehstrom im Stator, und die Geschwindigkeit dieses Drehfelds bestimmt die Frequenz, die der Wechselrichter wählt: höhere Frequenz, schnelleres Feld. Der Rotor ist so gebaut, dass er dem Feld folgt. Wie er folgt, ist die wichtigste Konstruktionsentscheidung eines E-Motors und teilt den Markt in drei Familien.

Bei einer Synchronmaschine trägt der Rotor ein eigenes Magnetfeld, aus Permanentmagneten oder aus einer bestromten Spule, und rastet auf dem Statorfeld ein: Er dreht exakt gleich schnell. Bei der Asynchronmaschine hat der Rotor kein eigenes Feld. Das Drehfeld des Stators induziert Ströme in einem Käfig aus Leiterstäben im Rotor, diese Ströme erzeugen ihr eigenes Feld, und der Rotor wird etwas langsamer als das Statorfeld mitgezogen. Dieser Geschwindigkeitsunterschied, der Schlupf, erzeugt das Drehmoment, und er ist der Grund für den Namen Asynchronmotor.

Originalgrafik von EV-Global: Der Aufbau des Rotors entscheidet, wie sich der Motor verhält. Vektorversion in der Referenzbibliothek.

Die drei Motortypen in heutigen Elektroautos

Permanenterregte Synchronmaschinen (PSM) dominieren. Neodym-Eisen-Bor-Magnete, in den Rotor eingebettet, meist in V-Form, die zusätzlich Reluktanzmoment nutzt, liefern den höchsten Wirkungsgrad in den Teillastbereichen, in denen Autos die meiste Zeit verbringen, in einem kompakten, leichten Paket. Die meisten E-Autos nutzen eine PSM an der Antriebsachse: Teslas Heckmotoren seit dem Model 3, die E-GMP-Autos von Hyundai und Kia, Lucid, jeder BYD. Ihre Schwächen sind Preis und Politik der Seltenerdmagnete und die Tatsache, dass sich Magnete nie abschalten lassen: Dreht sich eine PSM stromlos mit, erzeugt sie eine bremsende Spannung, weshalb ein Allradler ungern zwei davon hat.

Asynchronmaschinen (ASM) haben einen Rotor aus Kupfer- oder Aluminiumstäben, ganz ohne Magnete. Sie sind günstig, robust, hitzeunempfindlich und lassen sich stromlos frei mitlaufen, ideal also als zweiter Motor: Tesla setzt sie an der Vorderachse von Model 3 und Model Y mit Allrad ein, BMW an der Vorderachse der Neuen Klasse. Das erste Model S und der Audi e-tron hatten an beiden Achsen Asynchronmotoren. Der Preis sind ein paar Prozentpunkte Wirkungsgrad, weil die Rotorströme, die das Feld erzeugen, auch Wärme erzeugen.

Fremderregte Synchronmaschinen (FSM, englisch EESM) ersetzen die Magnete durch eine Kupferspule im Rotor, gespeist über Schleifringe oder einen induktiven Übertrager. Renault baut sie seit einem Jahrzehnt in Zoe und Mégane, und BMWs eDrive der fünften und sechsten Generation sind aus Überzeugung FSM. Weil sich das Rotorfeld hoch- und runterregeln lässt, bleibt der Motor bei hoher Drehzahl und auf der Autobahn effizient, wo Permanentmagnete mit Feldschwächungsstrom bekämpft werden müssen, und er braucht keine Seltenen Erden. Der Preis sind ein komplexerer Rotor und etwas mehr Gewicht.

Warum Allradler zwei verschiedene Motoren mischen

Die klügsten E-Antriebe kombinieren einen Magnetmotor mit einem magnetlosen. In einem Tesla mit zwei Motoren erledigt die Permanentmagnet-Einheit hinten die Alltagsarbeit mit bestem Wirkungsgrad, während der Asynchronmotor vorn schläft, frei mitläuft und nur für harte Beschleunigung, glatte Straßen oder Rekuperation aufwacht. BMWs Neue Klasse macht es mit einer FSM hinten und einer ASM vorn genauso und verspricht gegenüber der Vorgängergeneration 40 Prozent weniger Energieverluste im Antrieb. Die Kombination kauft Effizienz beim Gleiten, Traktion bei Bedarf und eine günstigere Stückliste als zwei Magnetmotoren.

Drehmoment, Leistung und der eine Gang

Bis zur Eckdrehzahl ist das Drehmoment eines Motors schlicht proportional zum Strom, den der Wechselrichter hindurchschickt, und die Stromgrenze gilt ab null Umdrehungen. Deshalb startet ein E-Auto schlagartig, und deshalb kann ein 2,5 Tonnen schweres SUV einen Sportwagen bis 100 blamieren. Oberhalb der Eckdrehzahl dreht der Rotor so schnell, dass seine eigene Gegenspannung an die Batteriespannung heranreicht; der Wechselrichter muss Feldschwächungsstrom einspeisen, nur um mitzuhalten, das Drehmoment fällt, die Leistung bleibt etwa konstant. Es entsteht eine Drehmomentkurve, die erst flach verläuft und dann mit eins durch Drehzahl abfällt, und das ist zufällig genau das, was ein Auto braucht. Ein fester Gang deckt alles ab, vom Anfahren am Berg bis zur Höchstgeschwindigkeit. Porsches Zweiganggetriebe an der Hinterachse des Taycan ist die seltene Ausnahme, erkauft für Autobahntempo.

Darum haben Elektromotoren auch keine Effizienzinsel wie ein Verbrennungsmotor. Ein guter Fahrmotor bleibt über fast das gesamte Kennfeld über 90 Prozent, weshalb ein E-Auto für dieselbe Strecke etwa ein Drittel der Energie eines Benziners braucht, selbst wenn Batterie-, Lade- und Wechselrichterverluste mitgezählt sind.

Der Wechselrichter und der Schritt zu 800 Volt

Zwei Jahrzehnte lang arbeiteten Wechselrichter mit Silizium-IGBTs. Die aktuelle Generation nutzt Siliziumkarbid-MOSFETs, die schneller schalten, weniger Energie als Wärme verschwenden und höhere Spannungen aushalten, und genau das macht die 800-Volt-Architekturen von Taycan, Ioniq 5 und Lucid Air praxistauglich. Die doppelte Spannung halbiert den Strom bei gleicher Leistung, also dürfen Kabel, Stromschienen und die Wicklungen des Motors dünner und leichter werden und verlieren weniger Energie als Wärme. Teslas Model 3 war das erste Großserienauto mit Siliziumkarbid im Heckwechselrichter; heute ist es Standard in allem, was schnelles Laden verspricht.

Kühlung, Wicklungen und das Rennen um Drehzahl

Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl, und Drehmoment kostet Baugröße und Kupfer, also jagen die Ingenieure die Drehzahl. Ein Rotor mit 20.000 U/min erlaubt einen kleineren, leichteren Motor für dieselbe Leistung. Deshalb erreichen Lucids Antriebseinheiten Rekorde bei der Leistungsdichte, und deshalb wirbt Xiaomi beim SU7 Ultra mit 27.200 U/min. Die Technik dahinter: Hairpin-Wicklungen aus rechteckigen Kupferstäben, die mehr Leiter in jede Nut packen als Runddraht, direkte Ölkühlung, die auf Wickelköpfe und Rotor gesprüht wird, und Kohlefaserhülsen, die Magnete oder Rotorstäbe bei hoher Drehzahl zusammenhalten. Die Grenzen setzen Magnettemperatur, Lagerlebensdauer und das Getriebe, das 20.000 U/min ohne Heulen in 1.500 am Rad verwandeln muss.

Rekuperation: der Motor rückwärts

Jeder Fahrmotor ist auch ein Generator. Gehst du vom Pedal, dreht der Wechselrichter den Energiefluss um: Die Räder treiben den Rotor, der Rotor induziert Strom im Stator, und dieser Strom lädt die Batterie, während die Bremswirkung das Auto verzögert. Im Stadtverkehr holt die Rekuperation 15 bis 30 Prozent der Energie zurück, die Reibbremsen als Wärme verschwendet hätten, und sie macht das Ein-Pedal-Fahren möglich. Zwei Dinge begrenzen sie: Eine volle oder sehr kalte Batterie nimmt den Strom nicht an, weshalb die Rekuperation an einem Wintermorgen schwächelt, und ein Motor bremst nur die Achse, die er antreibt, also bleiben die Reibbremsen für Notfälle und für die nicht angetriebenen Räder.

Das Seltenerd-Problem und die technischen Antworten

Ein Permanentmagnetmotor braucht etwa ein Kilogramm Neodym-Eisen-Bor-Magnet, mit Dysprosium dotiert, damit er Hitze aushält, und China raffiniert rund 90 Prozent des Weltangebots. Diese Abhängigkeit ist der Grund, warum die Branche den Magneten konstruktiv umgeht. BMWs Weg ist die fremderregte Maschine, die in iX3 und i4 längst in Serie läuft; ZF und Mahle haben FSM gezeigt, die den Rotor ohne Schleifringe erregen. Tesla kündigte 2023 an, seine nächste Antriebsgeneration werde einen Permanentmagnetmotor ganz ohne Seltene Erden nutzen, vermutlich mit Ferritmagneten und einer cleveren Rotorgeometrie, auch wenn dieser Motor bis Ende 2026 in keinem Serienauto bestätigt ist. Erwarte, dass der Magnet in effizienzorientierten Premiumantrieben bleibt und aus den kostenkritischen verschwindet.

Zuverlässigkeit: was verschleißt, und was nicht

Ein Fahrmotor hat Lager, Dichtungen und Kühlmittel, und sonst wenig, das verschleißen könnte. Flottendaten zeigen Ausfallraten von Antriebseinheiten weit unter denen von Verbrennungsmotoren, und die meisten E-Motoren sind so ausgelegt, dass sie das Auto überleben. Die echten Fehlerbilder sind elektrisch und peripher: Lagerschäden durch Streuströme aus dem Schalten des Wechselrichters, Kühlmittel im Stator und Leistungsstufen des Wechselrichters, die unter Hitze aufgeben. Frühe Model-S-Antriebe wurden reihenweise wegen Lagergeräuschen getauscht; die Lektion ging durch die Branche, moderne Einheiten haben isolierte Lager und bessere Erdung. Die Lebensdauer misst sich in Hunderttausenden Kilometern, und die Zellchemie der Batterie entscheidet über die Lebensdauer des Autos lange vor dem Motor.

So liest du ein Motordatenblatt

• Spitzen- gegen Dauerleistung. Die beworbenen Kilowatt gelten für 10 bis 30 Sekunden. Für wiederholtes schnelles Fahren oder Anhängerbetrieb zählt die 30-Minuten-Leistung, die halb so hoch sein kann.
• Motordrehmoment ist nicht Raddrehmoment. Ein 420-Nm-Motor hinter einer 9:1-Untersetzung bringt rund 3.800 Nm an die Achse, deshalb wirken E-Auto-Drehmomente neben Verbrennerangaben absurd. Vergleiche Autos über Beschleunigung und Leistung, nicht über Motordrehmoment.
• Zwei Motoren heißen nicht doppeltes Tempo. Die Batterieleistung begrenzt die Gesamtleistung; der zweite Motor dient oft Traktion und Effizienz statt Geschwindigkeit.
• Wirkungsgradangaben brauchen ein Kennfeld. 97 Prozent Spitze sagen wenig; entscheidend ist, wie breit der Bereich über 90 Prozent ist, denn dort lebt das Auto.

Wo der Motor im Technik-Stack sitzt

Der Motor ist ein Knoten im System: Die E/E-Architektur leitet die Drehmomentanforderung, die Softwareplattform kann sein Ansprechverhalten per Update ändern, und die ganze Einheit muss den Entwicklungs- und Absicherungsprozess vor dem Produktionsstart überstehen. Die mechanische Basis, die ein Elektroantrieb mit jedem anderen Auto teilt, erklärt unser Ratgeber Wie funktioniert ein Auto; den Hersteller, der am konsequentesten auf magnetfreie Motoren setzt, beleuchtet unser Ratgeber zur Neuen Klasse von BMW. Der Hub Automobiltechnik verbindet alles.

Lade dir die Grafik zu den E-Motor-Typen und die Vergleichs-CSV aus der Referenzbibliothek herunter, eine wiederverwendbare Zusammenfassung der drei Architekturen.

Primärquellen, geprüft am 15. Oktober 2026: die Erklärung des US-Energieministeriums zur Funktionsweise von Elektroautos, die Technikvorstellung der sechsten eDrive-Generation der BMW Group und Teslas Investor-Day-Präsentation 2023 zur nächsten Antriebsgeneration.

Elektromotor im Auto: häufige Fragen

Titelfoto: Troy Winther / Unsplash. Motorquerschnitte: Originalgrafik von EV-Global, in der Referenzbibliothek unter CC BY 4.0 veröffentlicht.