BMW Group dezvăluie conceptul revoluționar de propulsie electrică cu tehnologie 800V pentru Neue Klasse
BMW Group prezintă următorul său salt înainte în domeniul tehnologiei de propulsie electrică – și, în acest proces, deschide o nouă eră a condusului complet electric. La evenimentul Tech Days din Landshut, compania a oferit câteva informații inițiale despre dezvoltarea și producția bateriilor de înaltă tensiune și a sistemelor de propulsie electrică care utilizează a șasea generație a tehnologiei BMW eDrive.
Fiecare vehicul Neue Klasse complet electric se va bucura de aceste beneficii. Primul model Neue Klasse va intra în producția de serie la sfârșitul acestui an la uzina Debrecen din Ungaria.
Mai subțiri, mai rapide, mai departe: bateriile de înaltă tensiune pentru Gen6
Cu noua tehnologie BMW eDrive de a șasea generație (Gen6 pe scurt), BMW Group face un salt tehnologic uriaș. Îmbunătățirile pe partea de produs includ o viteză de încărcare cu 30% mai rapidă și o creștere cu 30% a autonomiei, anumite modele atingând cifre chiar mai mari. În plus, conceptul de baterie de înaltă tensiune Gen6 beneficiază de noua tehnologie 800V (300 km autonomie în 10 minute de încărcare).
Gen6 își va face debutul în acest an în Neue Klasse și ulterior va fi utilizată pentru a propulsa modele din întreaga gamă de produse complet electrice a BMW Group. Conceptul pentru bateriile de înaltă tensiune Gen6 este fundamental nou și va găsi aplicații în toate segmentele de vehicule – până la modelele de înaltă performanță de la BMW M GmbH.
Noul său design, și mai subțire, permite ca bateria de înaltă tensiune să fie integrată într-o gamă largă de modele diferite, indiferent de înălțimea vehiculului. Bateria de înaltă tensiune preia rolul unei componente structurale în caroseria modelelor Neue Klasse (“pack-to-open-body”), iar noile celule cilindrice vor fi integrate direct în bateria de înaltă tensiune (“cell-to-pack”).
Noua celulă cilindrică BMW are o densitate energetică cu 20% mai mare decât predecesoarea sa, celula de baterie prismatică Gen5. Celulele cilindrice cu un diametru de 46 mm vor avea două variante de înălțime: 95 și 120 mm. Și încărcarea în ambele direcții va fi posibilă: BMW Group a confirmat încărcarea bidirecțională ca standard pentru Gen6.
Unitate centrală de control extrem de inteligentă: BMW Energy Master
Toate elementele care permit acest salt tehnologic înainte sunt reunite în BMW Energy Master. Această unitate centrală de control este poziționată pe bateria de înaltă tensiune și oferă interfața pentru alimentarea cu energie de înaltă și joasă tensiune și pentru datele din bateria de înaltă tensiune. De asemenea, controlează alimentarea cu energie a motorului electric și a sistemului electric al vehiculului și asigură funcționarea sigură și inteligentă a bateriei de înaltă tensiune.
BMW Group a depus o serie întreagă de noi cereri de brevet pentru sistemul electric al vehiculului, inclusiv pentru siguranțele sale electronice. Atât hardware-ul, cât și software-ul Energy Master au fost dezvoltate integral în cadrul BMW Group. Acest lucru asigură că dezvoltările tehnologice și actualizările pentru vehicule pot fi implementate independent și în timp real prin intermediul actualizărilor software la distanță, oferind un beneficiu deosebit clienților.
Abordarea “Local pentru local” pentru asamblarea bateriilor de înaltă tensiune și rețeaua de furnizori
Bateriile de înaltă tensiune pentru Neue Klasse sunt asamblate în cinci noi unități de producție pe care BMW Group le-a amplasat în apropierea uzinelor sale de vehicule, ca parte a unei abordări “local pentru local”. De exemplu, locațiile de asamblare de ultimă generație pentru bateriile de înaltă tensiune Gen6 iau formă în Irlbach-Straßkirchen (Bavaria Inferioară), Debrecen (Ungaria), Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexic) și Woodruff, lângă Spartanburg (SUA).
Această abordare protejează producția chiar și în cazul unor evenimente politice și economice neprevăzute! În plus, locațiile existente sunt consolidate, cu locuri de muncă atât asigurate, cât și create. Principiul “local pentru local” continuă în rețeaua de furnizori pentru celule de baterii: pentru a acoperi cererea pentru Gen6, BMW Group a încheiat acorduri contractuale pentru cinci fabrici de celule de baterii – răspândite în Europa, China și SUA – cu diverși parteneri.
“Cell-to-pack” și “pack-to-open-body”
Producția bateriilor de înaltă tensiune Gen6 urmează principiile “cell-to-pack” și “pack-to-open-body”. “Cell-to-pack” presupune poziționarea celulelor cilindrice – fabricate de furnizori în conformitate cu specificațiile BMW Group – direct în carcasa bateriei de înaltă tensiune, fără etapa intermediară de producere a unui modul. “Pack-to-open-body” se referă la noul rol al bateriei de înaltă tensiune ca o componentă structurală în arhitectura vehiculului. Numeroase inovații au fost brevetate de BMW Group în acest sens.
Know-how-ul din Bavaria și Austria – solicitat în întreaga lume
Înainte de începerea producției în serie a bateriilor de înaltă tensiune la nivel mondial, procesele de producție vor fi dezvoltate și bateriile de pre-serie vor fi supuse unor teste amănunțite. Acest lucru se va întâmpla la fabricile pilot BMW Group pentru baterii de înaltă tensiune din Parsdorf, Hallbergmoos și München. Noile uzine de producție de serie din întreaga lume vor fi apoi gata.
Expertiza în materie de produse și procese este concentrată în Bavaria. Producția Energy Master va avea loc la uzina Landshut, care va aproviziona apoi toate uzinele de asamblare a bateriilor de înaltă tensiune din întreaga lume. Acolo, unitatea de control extrem de inteligentă va fi instalată pe bateria de înaltă tensiune. Motorul electric cu tehnologia BMW eDrive de a șasea generație este produs la uzina Steyr din Austria, care găzduiește și un centru de dezvoltare pentru sisteme de propulsie electrică și management termic.
Producția Energy Master la fabrica BMW Group din Landshut
Un sistem de producție de ultimă generație pentru BMW Energy Master prinde contur la uzina Landshut. Uzina produce în prezent unitatea de control extrem de complexă în pre-serie. Producția în serie pe prima linie de producție va începe în august 2025, urmând ca o nouă etapă de extindere să aibă loc la mijlocul anului 2026. Aceasta este prima dată când dezvoltarea și producția acestei unități centrale de control are loc intern la BMW Group.
Aproximativ 200 de persoane vor fi angajate în zona de producție Energy Master de la Landshut atunci când va începe producția, ajungând la 700 de persoane pe măsură ce aceasta se va intensifica în continuare. BMW Group a canalizat investiții de ordinul sutelor de milioane de euro în extinderea mobilității electrice la uzina Landshut începând cu 2020, consolidând atât unitatea de producție în sine, cât și statutul Germaniei de putere industrială pe termen lung.
Sistemul modular de fabricație utilizat pentru a produce Energy Master a fost, de asemenea, proiectat integral în cadrul BMW Group. Acesta este aprovizionat cu subcomponente de un lanț de aprovizionare creat de BMW Group. Acesta se extinde la lanțul de aprovizionare de nivel N pentru componentele critice pentru aprovizionare, cum ar fi semiconductorii. Beneficiile acestei organizări pot fi observate atât în ceea ce privește costurile, cât și securitatea aprovizionării.
Sistemul de producție scalabil permite companiei să răspundă rapid și flexibil la cerințele pieței. Gradul ridicat de automatizare, care implică până la 400 de roboți în etapa finală de extindere, maximizează eficiența. Monitorizarea cuprinzătoare în timpul procesului, care include utilizarea de sisteme de camere bazate pe inteligență artificială, și verificări de 100% la sfârșitul liniei de producție într-un mediu de cameră curată asigură o calitate optimă.
Procese de reciclare diferite în cadrul lanțului valoric
Pe măsură ce mobilitatea electrică se intensifică, se pune un accent tot mai mare pe reciclarea bateriilor de înaltă tensiune la sfârșitul ciclului lor de viață. În cadrul unui parteneriat pe termen lung cu SK tes – un furnizor de top de soluții tehnologice inovatoare pentru ciclul de viață – cobaltul, nichelul și litiul din bateriile scoase din uz sunt recuperate de BMW Group și integrate în lanțul de aprovizionare pentru fabricarea de baterii noi.
Această abordare în buclă închisă crește eficiența și reziliența BMW Group ca parte a unei economii circulare. BMW Group va urma o cale similară în SUA, Mexic și Canada până în 2026 cu un parteneriat separat.
Reciclare directă inovatoare la BMW Group
BMW Group explorează și alte opțiuni de reciclare în procesul de creare a valorii. Un exemplu în acest sens este metoda de reciclare directă dezvoltată in-house. BMW Group colaborează cu întreprinderea mixtă Encory pentru a înființa un centru de competență pentru reciclarea celulelor bateriilor în Bavaria Inferioară, unde compania va pune în practică ideile sale de reciclare directă.
Acest proces inovator va permite descompunerea mecanică a materialelor reziduale din producția de celule de baterii și a celulelor de baterii întregi în componentele lor valoroase. Materiile prime obținute în acest mod vor fi reutilizate direct în procesul pilot de producție a celulelor de baterii la centrele de competență ale companiei.
Abordare deschisă din punct de vedere tehnologic pentru mobilitatea electrică: noul sistem e-drive al Gen6
BMW Group a păstrat principiul unui motor sincron cu excitație electrică (EESM) pentru unitatea sa de propulsie Gen6. La acest tip de motor sincron, câmpul magnetic din rotor este generat de înfășurări alimentate cu curent continuu, mai degrabă decât de magneți permanenți. În acest fel, intensitatea câmpului magnetic al rotorului poate fi ajustată în mod optim la condițiile de sarcină predominante. Acest lucru are ca rezultat atât niveluri excelente de eficiență la punctele de funcționare relevante pentru client, cât și o putere constantă la viteze de rotație ridicate.
Ca și în cazul versiunii Gen5, motorul sincron va fi poziționat deasupra punții spate și va avea o carcasă compactă care încorporează unitatea de acționare electrică, electronica de putere și transmisia. Multe dintre detaliile tehnice ale motorului au fost create cu ajutorul expertizei patentate, numai rotorul neîmbuteliat reprezentând mai mult de zece cereri de brevet.
Neue Klasse încorporează în plus tehnologia ASM
Grupul motopropulsor Gen6 utilizează o a doua tehnologie suplimentară de motor electric sub forma motorului asincron (ASM). Aici, în loc să fie generat de magneți permanenți (PSM) sau de excitație electrică (EESM), câmpul magnetic al rotorului este indus de stator. La acest tip de motor, rotorul ia forma unei cuști metalice. Motorul asincron oferă avantajul unui design mai compact și al unei eficiențe superioare a costurilor. Variantele de motoare ASM vor fi montate pe puntea față a automobilelor Neue Klasse cu BMW xDrive.
Îmbunătățiri substanțiale ale tehnologiei EESM
Pe lângă adăugarea tehnologiei ASM, tehnologia EESM a suferit, de asemenea, o actualizare majoră pentru Gen6: rotorul, statorul și invertorul au fost proiectate complet pentru noua arhitectură de 800V a tehnologiei Gen6, pentru a maximiza performanța și eficiența sistemului de acționare. Acest lucru a fost ajutat și de o reproiectare completă a sistemelor de răcire cu ulei și apă.
În plus, experții de la BMW Group au reușit să îmbunătățească motorul electric și carcasa centrală și în ceea ce privește greutatea și rigiditatea acestora. Transmisia utilizează în continuare un design elicoidal în două trepte, dar a fost optimizată în continuare prin reforme ale geometriei și răcirii sale, niveluri de frecare mai scăzute și o acustică mai plăcută.
“Creierul” motorului sincron cu excitație electrică, invertorul, dispune acum de tehnologia 800V împreună cu semiconductori din carbură de siliciu (SiC) pentru a crește eficiența. Invertorul este complet integrat în carcasa motorului electric. Sarcina sa este de a converti alimentarea cu curent continuu de la bateria de înaltă tensiune în curent alternativ pentru a fi utilizată în motorul electric (de la 800 la 400 V și invers). Invertorul a fost dezvoltat in-house de BMW Group și este produs la Plant Steyr din Austria.
Greutate, costuri și pierderi de energie reduse – eficiență sporită în vehicul
Rezultatele obținute prin încorporarea inteligentă a noilor tehnologii în grupul motopropulsor electric și îmbunătățirea consecventă a sistemelor existente sunt impresionante. În comparație cu un model Gen5 xDrive, un viitor model Neue Klasse complet cu tehnologia EESM și ASM se mândrește cu următoarele upgrade-uri: pierderile de energie reduse cu 40%, costurile cu 20% și greutate cu 10%.
Prin combinarea diferitelor tipuri de motoare electrice, abordarea deschisă din punct de vedere tehnologic a BMW Group este, prin urmare, în mod clar evidentă în domeniul mobilității electrice. În viitor, clienții vor putea alege dintre modele echipate cu unul, două, trei sau patru motoare electrice pentru a se potrivi preferințelor și cerințelor lor individuale!
Cea de-a șasea generație a tehnologiei BMW eDrive este un factor semnificativ în creșterea eficienței globale a vehiculului cu aproximativ 20% pentru Neue Klasse. Această cifră se bazează pe o comparație cu generația actuală de vehicule complet electrice de la BMW Group.
Cu o autonomie electrică comparabilă, costurile pentru întregul sistem de propulsie Gen6 sunt cu până la 50% mai mici decât în prezent pe Gen5.
Conceptul modular oferă un avantaj crucial pentru fabricarea motoarelor electrice
Conceptul de fabricație pentru sistemul de acționare electrică Gen6 utilizează principiul blocurilor modulare. Acesta constituie baza pentru fabricarea extrem de flexibilă a diferitelor variante de propulsie electrică în întreaga gamă de modele Neue Klasse. Conceptul modular de “bloc de construcție” conduce la economii de scară pozitive și la economii de costuri în dezvoltare și producție. De asemenea, are ca efect îmbunătățirea scalabilității volumelor de producție. Abordarea modulară asigură un grad ridicat de flexibilitate în producție, în rețelele de aprovizionare și în achiziții.
Sistemele de propulsie electrică Gen6: fabricate în Steyr
Producția în serie a sistemelor de propulsie electrică Gen6 va începe la BMW Group Plant Steyr în vara anului 2025. Pre-producția a început deja la uzina austriacă în septembrie 2024. Motoarele de pre-producție sunt supuse unor teste riguroase, iar unele sunt deja montate pe vehicule de testare Neue Klasse de la uzina Debrecen.
Până în 2030, BMW Group va investi peste un miliard de euro la această locație de la momentul lansării proiectului în 2022 pentru a-și extinde expertiza în dezvoltarea și producția de sisteme de propulsie electrică. Datorită creșterii capacității, uzina își va păstra statutul de principală platformă a BMW Group pentru sisteme de propulsie. Uzina dezvoltă și construiește motoare cu combustie pentru mărcile BMW și MINI de peste 40 de ani. Experiența îndelungată și nivelul ridicat de expertiză în domeniul sistemelor de propulsie ale uzinei Steyr fac din aceasta locul ideal pentru fabricarea motoarelor electrice Gen6.
Fabrica are o capacitate anuală de producție de 600.000 de unități de propulsie electrică. Motoarele diesel și pe benzină continuă să fie fabricate aici, alături de motoarele electrice. Până în 2030, aproximativ jumătate dintre angajații de la fața locului ar trebui să lucreze în domeniul mobilității electrice – un pas vital pentru menținerea pe termen lung a celor peste 4700 de locuri de muncă de la uzină.
În viitor, la Steyr vor fi produse toate componentele cheie ale unității de propulsie electrică inovatoare și puternic integrată, și anume rotorul, statorul, transmisia, invertorul și carcasa. Acest lucru va include, pentru prima dată, fabricarea invertoarelor într-un mediu intern de cameră curată, ducând astfel uzina de motoare în domeniul ingineriei electrice. Componentele propulsiei electrice vor fi construite pe două noi linii de asamblare la Steyr.
Managementul termic: interacțiune complexă, crucială pentru performanță
Gestionarea termică implică o interacțiune extrem de complexă între diferitele sisteme ale unui vehicul electric și are o importanță critică pentru o serie de parametri de performanță, inclusiv autonomia, consumul real, accelerația și timpul de încărcare. Gestionarea termică constă în menținerea constantă a temperaturii motorului electric, a electronicii de putere și a bateriei de înaltă tensiune în intervalul optim, menținând în același timp standardele de confort pentru pasageri.
Gestionarea termică eficientă este importantă și pentru încărcarea rapidă. Aici, temperatura bateriei trebuie menținută într-o fereastră definită pentru a utiliza în mod optim capacitatea de încărcare disponibilă. Spre deosebire de motoarele cu combustie, motoarele electrice degajă puțină căldură. Aceasta înseamnă că, în funcție de starea de funcționare, bateria și celula pasagerilor trebuie nu numai răcite, ci și încălzite.
Platforma de la Steyr dezvoltă sistemele de management termic pentru toate vehiculele electrice ale BMW Group. Centrul de dezvoltare al uzinei este, de asemenea, responsabil pentru creierul din inima motorului electric – invertorul.
BMW Group Plant Landshut – un producător de componente cu multe talente
BMW Group Plant Landshut este cea mai mare fabrică de componente a BMW Group din lume, furnizând componente tuturor fabricilor de vehicule și sisteme de propulsie ale companiei. Forța sa de muncă de aproximativ 3700 de angajați produce un spectru larg de componente de ultimă generație pentru vehiculele din BMW Group.
Colaborând îndeaproape cu Centrul de Cercetare și Inovare (FIZ) al BMW Group din München, fabrica Landshut joacă un rol esențial drept centru de inovare pentru industria auto. Acesta dezvoltă tehnologii de pionierat și procese de fabricație care servesc la menținerea avantajului competitiv al companiei. Pe parcursul proiectului Neue Klasse, amplasamentul investește aproximativ 200 de milioane de euro în turnătoria sa de metale ușoare pentru a crește capacitatea anuală de producție pentru carcasele motoarelor electrice.
Procesul ICA (Injector Casting), dezvoltat și patentat la Landshut, este un prim exemplu al forței inovatoare a uzinei. Acest proces unic la nivel mondial este utilizat pentru fabricarea carcaselor din aluminiu extrem de complexe ale motoarelor electrice, care stabilesc noi standarde pentru designul ușor și integrarea funcțională.
Vezi și: (foto) Primele mașini de teste ies din uzina BMW Group Debrecen. Iată cum va arăta noul BMW iX3
Cmentariile sunt închise