Tesla Motoren – Eine Übersicht der Unterschiede

Motoren und Akkus zählen zu den wichtigsten Komponenten in einem Tesla. Zusammen bilden sie den sogenannten „Antriebsstrang“ und sind mitunter die teuersten Komponenten des Fahrzeugs.

Im Vergleich zum Verbrennungsmotor sind Elektromotoren vergleichsweise einfach aufgebaut.

Trotzdem gibt es auch bei Elektromotoren unterschiedliche Varianten mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen.

Tesla setzt nicht in allen Fahrzeugen den gleichen Motortyp ein. Dieser Artikel erklärt die Vor- und Nachteile und in welchen Modellen welcher Motor zum Einsatz kommt.

Welche Motoren sind in einem Tesla verbaut?

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Motoren bei Tesla:

Asynchronmotor (Induktionsmotor)

In den Anfängen verwendete Tesla nur Asynchronmotoren, auch Induktionsmotoren genannt. Zum Beispiel beim Tesla Roadster von 2008 oder beim Model S ab 2012.

Beim Asynchronmotor ist der rotierende Teil eine Anordnung von Strom leitenden Stäben (Rotor). Umgeben ist der Rotor vom nicht beweglichen Teil des Motors, dem Stator.

Gleichspannung aus dem Akku wird über einen Umrichter (Wechselrichter) in 3-phasige Wechselspannung gewandelt. Diese fließt durch die Kupferspulen des Stators, wodurch ein rotierendes Magnetfeld entsteht, das im Rotor Kräfte erzeugt und ihn dadurch in Drehung versetzt.

Ab 0 Minuten 46 Sekunden ist das in diesem Video erklärt:

Seine nicht so gute Effizienz ist ein Nachteil des Asynchronmotors. Bei langen Fahrten gehen etwa 3 – 4 Prozent Batteriekapazität verloren, nur um Ströme in den Rotorstäben zu erzeugen.

Die Weiterentwicklung des Asynchronmotors ist ein effizienter Dauermagnetmotor, auch Permanentmagnet-Synchronmotor genannt.

Die Dauermagnete sind darin um einen massiven Eisenzylinder angeordnet.

Permanentmagnet-Synchronmotor

Der von Tesla verwendete Permanentmagnetmotor trägt offiziell die Bezeichnung „synchroner Reluktanzmotor mit internem Permanentmagnet“, abgekürzt IPMSynRM. IPM steht für internen Permanentmagnet, Syn für synchron und RM für Reluktanzmotor.

Tesla setzt diesen Motortyp im Model 3 und Model Y ein.

Durch seinen komplett unterschiedlichen Aufbau hat er verschiedene Vorteile gegenüber dem Asynchronmotor (dazu gleich mehr).

Der IPMSynRM ist mit Dauermagneten ausgestattet (im Video ab 8 Min 00).

Was sind die Unterschiede der Tesla Motoren?

Asynchronmotor (Induktionsmotor)

Vorteile:

• Hohe Leistung bei geringem Preis.
• Geringere Spinverluste, wenn der Motor ohne Strom dreht.

Nachteile:

• Geringer Wirkungsgrad bei niedrigen Drehzahlen.
• Größer und schwerer als der Permanentmagnet-Synchronmotor.
• Überhitzt leichter als der Permanentmagnet-Synchronmotor.

Permanentmagnet-Synchronmotor

Vorteile:

• Kompakter und leichter als der Asynchronmotor.
• Hoher Wirkungsgrad. Auch bei niedrigen Drehzahlen.

Nachteile:

• Verwendung von Dauermagneten erhöht den Preis.
• Höhere Spinverluste, wenn der Motor sich ohne Strom dreht.

Die Spinverluste bei Permanentmagnet-Synchronmotoren sind ein Nachteil dieses Typs. Diese Motoren lassen sich nicht einfach mitschleppen, ohne dabei Strom zu erzeugen – es sei denn, sie werden vom Antrieb getrennt.

Asynchronmotoren hingegen können problemlos ohne Widerstand mitlaufen, solange sie stromlos sind, was durch eine einfache Abschaltung erreicht werden kann. Ein Permanentmagnet lässt sich dagegen nicht einfach deaktivieren.

In welchem Modell wird welcher Motor-Typ eingesetzt

Je nach Fahrzeugausführung ist eine unterschiedliche Anzahl Motoren in einem Tesla eingebaut:

• Modell mit Heckantrieb (RWD) = 1 Motor hinten.

• Langstreckenmodell = 1 Motor hinten und 1 Motor vorn.

• Performancemodell = 1 Motor hinten und 1 Motor vorn (Ausnahme: Model S und X Plaid sind mit 2 Motoren hinten und einem Motor vorn ausgestattet).

Je nach Modell und Variante werden dabei unterschiedliche Motortypen eingesetzt.

PSM = Permanentmagnet-Synchronmotor
ASM = Asynchronmotor (Induktionsmotor)

Model 3 und Y

Beim Standardmodell mit Heckantrieb setzt Tesla auf den effizienten PSM. Außerdem ist bei diesem Modell auch keine hohe Leistung erforderlich. Aufgrund des kleineren Akkus steht die Effizienz klar im Vordergrund.

Beim Langstrecken- und Performancemodell kommen zwei unterschiedliche Motortypen zum Einsatz. Ein PSM an der Hinterachse und ein ASM vorn.

Diese Kombination optimiert sowohl die Beschleunigungsleistung als auch die Energieeffizienz. Es ermöglicht Tesla, maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedliche Fahranforderungen anzubieten, da die Motoren je nach Geschwindigkeit und Drehzahl unterschiedlich angesteuert werden können.

Das System entscheidet bei der Kombination von zwei Motoren in Echtzeit, welcher Motor je nach Fahrbedingungen gerade am effizientesten ist. Dies ermöglicht eine optimale Nutzung von Energie und Leistung während der Fahrt.

Model S und X

Auch beim Model S gab es früher Varianten mit Heckantrieb. In diesen kommt ein ASM zum Einsatz.

Die älteren pre-Raven Model S und X bis April 2019 wurden in der Allrad- und Performanceversion mit je einem ASM an der Vorder- und Hinterachse ausgestattet.

Von April 2019 bis Ende 2020 wurde der Frontmotor durch einen PSM ersetzt. Ab dann verbaute Tesla einen ASM hinten und einen PSM vorn. Interessanterweise also genau umgekehrt wie beim Model 3 und Y.

Bis 2020 gab es neben der Performance und Long Range Model S/X Variante auch noch das Standardmodell. Durch diese Variation gab es einen kleinen und grossen ASM Motortyp. Die folgende Grafik zeigt den Einsatz in den verschiedenen Modellvarianten.

Außerdem zeigt sie auch, wo die „Large Drive Unit“ (LDU) und die „Small Drive Unit“ (SDU) des Asynchronmotors in älteren Model S und X zum Einsatz kommt. Der große Heckmotor bietet mehr Leistung als sein kleineres Pendant.

Seit dem Refresh Facelift 2021 werden für das Model S und X in der Long Range Version zwei Motoren des Typs PSM verwendet.

Das Tesla Model S und X Plaid (ab 2021) sind ein Spezialfall und mit drei PSM Motoren ausgerüstet (zwei an der Hinterachse). Diese wurden allerdings speziell für das Plaid konstruiert. Der Rotor ist zum Beispiel mit Karbon umhüllt und erreicht so enorm hohe Drehzahlen von bis zu 20.000 Umdrehungen pro Minute.

Warum verwendet Tesla zwei unterschiedliche Motoren?

Der normale PSM Motor im Model 3 und Y hat seinen Schwerpunkt eher auf der Effizienz (also der Reichweite) als auf dem Drehmoment zur Beschleunigung.

Der ASM Front Motor ist in den Model 3 und Y Fahrzeugen mit mehr PS die Ergänzung, um diese zusätzliche Leistung bei geringen Kosten liefern zu können. Im Plaid spielt es vermutlich aufgrund des hohen Kaufpreises keine Rolle, seine drei PSM Motoren wurden speziell entwickelt, um die gewaltige Leistung von 1000 PS zu bringen.

Der vordere PSM bei neueren Long-Range Varianten des Model S und X erhöht wiederum deren Reichweite im Vergleich zu den Vorgängerfahrzeugen mit zwei ASM-Motoren. Dafür sorgt die bessere Effizienz des Front-PSM.

Tesla kann so also die Motoren ideal kombinieren, um den Schwerpunkt der Motorisierung je nach Fahrzeugvariante entweder auf Preis und Effizienz oder Leistung zu legen.

Motor Generationen

Natürlich hat Tesla die Motoren auch weiterentwickelt. Das heißt, in neueren Fahrzeugen sind andere Motoren verbaut als in den älteren.

Einer der größten Unterschiede ist dabei die Einführung der „Hairpin Winding“ Motoren.

Früher verwendete man nur die „Wire Winding“ Motoren, bei denen im Stator Wicklungen aus rundem Draht verwendet wurden:

Im Juli 2021 begann Tesla mit der Einführung eines neuen Motortyps beim Model 3. Beim sogenannten „Hairpin Windings“ Motor werden keine runden Drahtwicklungen mehr verwendet, sondern Flachdrähte, die von der Form her Haarnadeln ähnlich sind:

Die Hairpin Technologie ist ein großer Sprung, was die Motorentechnologie angeht.

Aber sind die Unterschiede auch spürbar? Das wird alles überschätzt. Nach meinem Verständnis hat die Hairpin-Technologie Vorteile im Bereich Prozessoptimierung und Materialkosten.

Die wichtigsten Neuerungen des Hairpin-Motors:

• Kompakterer Wechselrichter: Neues, rechteckigeres Design mit weniger Materialeinsatz, integriertem Hochspannungsanschluss und Datenstecker.
• Optimierte Kühlung: Neuer Chiller mit Friction-Stir-Welding-Technologie.
• Verbesserter Stator: Neues „Hairpin“-Design für höhere Effizienz und einfachere Produktion.
• Integrierter Ölfilter: Nicht mehr austauschbar, aber auch nicht notwendig, da das System für die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs ausgelegt ist.
• Überarbeiteter Wechselrichter: Kleinere Platine, optimierte Bauteile, neue Sensorik (z. B. Infrarot-Temperatursensoren für Bauteilüberwachung).
• Kosteneinsparungen: Reduzierter Materialeinsatz, weniger Schrauben, kompaktere Bauweise.

Insgesamt ist diese neue Antriebseinheit eine Evolution des bestehenden Designs, mit mehr Effizienz, besserer Fertigungstechnik und niedrigeren Produktionskosten.

Der Wirkungsgrad ändert sich höchstens marginal. Für den Fahrzeugkäufer hat es also keine Auswirkungen.

Der Motor ist nur günstiger herzustellen. Der spürbare Unterschied beim Fahren ist gleich null.

 

 

Wie findet man heraus, welcher Motor verbaut ist?

Ob es sich um einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PSM) oder einen Asynchronmotor (Induktion) ASM handelt, lässt sich in den Fahrzeug Einstellungen unter „Fahrzeug“ > „Software“ > „Zusätzliche Fahrzeuginformationen“ einsehen.

Wer noch mehr über die Motorgeneration herausfinden möchte, muss etwas mehr Aufwand betreiben.

Die verschiedenen Motor-Modelle haben bei Tesla Nummern im Format: 3D1, 3D3, 3D5, 4D1, usw.

Es gibt zwei Möglichkeiten, herauszufinden, was verbaut ist:

• In Deutschland steht der Motortyp im COC Dokument.

• Auf der Fahrerseite lässt sich die Plakette auf dem Motor durch die Felge hindurch fotografieren. (siehe auch Abschnitt „Welcher Motor ist in meinem Tesla verbaut?“ im TFF Forum und die Fotos in diesem Thread).

Im TFF Forum zeigt diese Grafik zu den verschiedenen Motoren für Model 3 und Y eine Zusammenfassung.

Wie lange hält ein Tesla Motor?

Die Haltbarkeit von Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren ist enorm.

Ich habe darüber im Artikel zur Lebensdauer von Batterie und Motor bereits geschrieben.

Wie lange gibt Tesla Garantie auf den Motor?

Tesla hat die Garantie auf „Batterie und Antriebsstrang“ über die Jahre für die Neuwagen immer wieder verändert.

Bei den älteren Model S und X gab man sehr großzügige Garantien von 8 Jahren mit unbegrenzten Kilometerleistungen.

Mittlerweile wurde das aber angepasst und reduziert. Mehr dazu in meinem Artikel über die Veränderung der Garantieleistungen bei Neuwagen.

Abkürzungen der Tesla Motoren

Wie viele PS haben Tesla Motoren?

Die PS sind je nach Motor-Modell unterschiedlich. Außerdem kommt es auch auf die Kombination der beiden Motoren an.

Generell sind die PS ein kompliziertes Thema, denn man muss zwischen Peak- und Dauer-PS unterscheiden.

Deshalb werden oft falsche Werte in Autoverkaufsanzeigen publiziert oder es führt zu Verwirrung.

Weitere Links mit mehr Details

• Motorenwiki für Model 3 und Y im TFF Forum

• Unterschiede zu den Motoren als Video erklärt (englisch):

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