Incarci mai repede, conduci mai mult: BMW Group dezvaluie conceptul revolutionar de propulsie electrica cu tehnologie 800 V pentru Neue Klasse

Fiecare automobil electric Neue Klasse va beneficia de tehnologie. Primul model Neue Klasse va intra in productie de serie in cursul acestui an la uzina de la Debrecen (Ungaria). Mai jos este o prezentare generala a punctelor importante ale tehnologiei:

Unitatea centrala de control inteligent Energy Master pentru bateria de inalta tensiune - dezvoltata de BMW Group si produsa la uzina din Landshut.

• Un nou concept de baterie de inalta tensiune care, impreuna cu celula cilindrica BMW, promite sa aduca un salt tehnologic - inclusiv imbunatatiri semnificative ale densitatii energetice, vitezei de incarcare si autonomiei.

• De asemenea, BMW Group isi demonstreaza deschiderea tehnologica cu sistemele de propulsie electrice - prin utilizarea diferitelor tipuri de motoare electrice: SSM (motor sincron) si ASM (motor asincron).

• O abordare modulara a productiei de motoare electrice ofera BMW Group un grad exceptional de flexibilitate.

• BMW Group reuneste competenta din intregul lant de valori al mobilitatii electrice din Bavaria si Austria - de la dezvoltare, prin achizitie si productie, pana la reciclare.

• BMW Group demonstreaza atat deschidere catre tehnologie, cat si competenta deplina in toate domeniile mobilitatii electrice.

Adoptarea unei abordari deschise catre tehnologie, stabilind in acelasi etalonul mobilitatii electrice

"Pentru BMW Group, mobilitatea electrica reprezinta viitorul si o zona-cheie de dezvoltare. Suntem lideri cu aceasta tehnologie de propulsie. In acelasi timp, adoptam in mod asumat o abordare deschisa pentru tehnologie, recunoscand ca nevoile de mobilitate variaza intre diferitele regiuni ale lumii", explica Dr. Joachim Post, membru al Consiliului de Administratie al BMW AG, responsabil pentru Reteaua de Achizitii si Furnizori. "Vrem sa oferim clientilor nostri cel mai bun concept de propulsie pentru fiecare nevoie. Este posibil sa facem ambele: sa oferim cea mai buna tehnologie de propulsie pentru fiecare nevoie si sa fim lideri ai mobilitatii electrice."

Baterie de inalta tensiune si Energy Master pentru Gen6

Mai compacte (inaltimea redusa), mai rapide, mai multa autonomie: bateriile de inalta tensiune pentru Gen6

Cu noua tehnologie BMW eDrive de a sasea generatie (Gen6 pe scurt), BMW Group face un salt tehnologic important. Imbunatatirile includ o viteza de incarcare cu 30% mai rapida si o crestere cu 30% a autonomiei, anumite modele atingand valori si mai mari. Conceptul de baterie de inalta tensiune Gen6 beneficiaza de noua tehnologie 800V. Gen6 isi va face debutul anul acesta in Neue Klasse si, ulterior, va fi folosita pentru a propulsa modele din gama de produse electrice a BMW Group. Conceptul pentru bateriile de inalta tensiune Gen6 este fundamental nou si isi va gasi utilizare in toate segmentele - pana la modelele de inalta performanta de la BMW M GmbH. Noul design mai cu inaltime redusa (mai subtire) permite ca bateria de inalta tensiune sa fie integrata intr-o varietate de modele diferite, indiferent de inaltimea automobilului. Bateria de inalta tensiune preia rolul de componenta structurala in caroseriile modelelor Neue Klasse ("pack-to-open-body"), iar noile celule cilindrice vor fi integrate direct in bateria de inalta tensiune ("cell-to-pack"). Noua celula cilindrica BMW are o densitate energetica mai mare cu 20% decat modelul anterior, celula prismatica a bateriei Gen5. Noua tehnologie asigura incarcarea bidirectionala: BMW Group a confirmat incarcarea bidirectionala ca standard pentru Gen6.

Unitate centrala de control inteligent: BMW Energy Master

Toate elementele care permit acest salt tehnologic se intalnesc in BMW Energy Master. Aceasta unitate centrala de control este pozitionata pe bateria de inalta tensiune si ofera interfata pentru alimentarea cu energie de inalta si joasa tensiune si pentru datele de la bateria de inalta tensiune. De asemenea, controleaza alimentarea cu energie pentru motorul electric si sistemul electric al automobilului si asigura functionarea sigura si inteligenta a bateriei de inalta tensiune. BMW Group a depus o serie intreaga de cereri noi de brevet pentru sistemul electric al automobilului, inclusiv sigurantele electronice ale acestuia. Atat hardware-ul, cat si software-ul Energy Master au fost dezvoltate integral in cadrul BMW Group. Acest lucru asigura ca dezvoltarile tehnologice si actualizarile pentru automobile pot fi implementate independent si in timp real prin intermediul actualizarilor software de la distanta, oferind un beneficiu deosebit pentru clienti.

Abordare "local pentru local" pentru asamblarea bateriilor de inalta tensiune si reteaua de furnizori

Bateriile de inalta tensiune pentru Neue Klasse sunt asamblate in cinci noi unitati de productie pe care BMW Group le-a amplasat in apropierea fabricilor sale de automobile, ca parte a unei abordari "local pentru local". De exemplu, locatii de asamblare de ultima ora pentru bateriile de inalta tensiune Gen6 prind contur in lrlbach-Straßkirchen (Bavaria Inferioara), Debrecen (Ungaria), Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexic) si Woodruff, langa Spartanburg (SUA). Aceasta abordare protejeaza productia chiar si in cazul unor evenimente politice si economice neprevazute. In plus, locatiile existente sunt in curs de consolidare, cu locuri de munca acoperite. Principiul "local pentru local" continua in reteaua de furnizori de celule de baterii: pentru a acoperi cererea de Gen6, BMW Group a incheiat acorduri contractuale cu cinci fabrici de celule de baterii - raspandite in Europa, China si SUA - cu diversi parteneri.

"Cell-to-pack" si "pack-to-open-corp"

Productia bateriilor de inalta tensiune Gen6 urmeaza principiile "cell-to-pack" si "pack-to-corp deschis". "Cell-to-pack" presupune pozitionarea celulelor cilindrice, fabricate de furnizori conform specificatiilor BMW Group, direct in carcasa bateriei de inalta tensiune, fara a integra celulele intr-o serie de module, mai intai. "Pack-to-open-body" se refera la noul rol al bateriei de inalta tensiune drept componenta structurala in arhitectura automobilului. Numeroase inovatii brevetate de BMW Group se regasesc aici.

Cunostinte din Bavaria si Austria - solicitate in intreaga lume

Inainte ca productia de serie a bateriilor de inalta tensiune sa inceapa in intreaga lume, vor fi dezvoltate procesele de productie, iar bateriile de preserie vor fi supuse unor teste amanuntite. Acest lucru se va intampla la uzinele-pilot BMW Group pentru baterii de inalta tensiune din Parsdorf, Hallbergmoos si München. Pana atunci, noile fabrici de productie de serie din intreaga lume vor fi gata. Competenta produselor si proceselor este centrata in Bavaria. Productia Energy Master va avea loc la uzina din Landshut, care ulterior va aproviziona toate fabricile de asamblare a bateriilor de inalta tensiune din intreaga lume. Acolo, unitatea de control inteligent va fi instalata pe bateria de inalta tensiune. Motorul electric cu tehnologia BMW eDrive de a sasea generatie este produs la uzina din Steyr (Austria), care gazduieste si un centru de dezvoltare pentru sisteme de propulsie electrice si management termic.

Productia Energy Master la uzina BMW Group din Landshut

Un sistem de productie de ultima generatie pentru BMW Energy Master prinde contur la uzina din Landshut. In prezent, aceasta produce unitatea de control foarte complexa ca versiune de preserie. Productia de serie pe prima linie de productie va incepe in august 2025, dupa care va urma o noua etapa de extindere la jumatatea anului 2026. Este pentru prima data cand dezvoltarea si productia acestei unitati centrale de control au loc in interiorul BMW Group. "Fiind cel mai mare producator intern de componente al companiei, Landshut joaca un rol important pentru Neue Klasse", declara Dr. Joachim Post. "Uzina este un centru de inovatie si un vector de transformare." Aproximativ 200 de oameni vor fi angajati in zona de productie Energy Master de la Landshut atunci cand va incepe productia, ajungand pana la 700 de persoane odata cu dezvoltarea productiei. Incepand cu 2020, BMW Group a facut investitii de cateva sute de milioane de euro in extinderea mobilitatii electrice la uzina din Landshut, intarind atat unitatea de productie in sine, cat si statutul Germaniei de putere industriala pe termen lung. Sistemul de productie modular folosit pentru producerea Energy Master a fost proiectat in intregime tot de catre BMW Group. Este furnizat cu subcomponente de catre un lant de aprovizionare creat de BMW Group. Acest lucru se extinde la lantul de aprovizionare cu "n" niveluri pentru componente critice pentru aprovizionare, cum sunt semiconductorii. Beneficiile acestei configuratii pot fi vazute atat in ceea ce priveste costurile, cat si securitatea aprovizionarii. Sistemul de productie scalabil permite companiei sa raspunda rapid si flexibil la cerintele pietei. Gradul ridicat de automatizare, care implica pana la 400 de roboti in etapa finala de expansiune, maximizeaza eficienta. Monitorizarea complexa in timpul procesului, care include utilizarea sistemelor de camere bazate pe Al, si verificari de 100% ale sistemului complet intr-un mediu de camera curata, totul pentru a aasigura calitatea maxima.

Diferite procese de reciclare in cadrul lantului de valori

Pe masura ce mobilitatea electrica se dezvolta, se pune accentul pe reciclarea bateriilor de inalta tensiune la sfarsitul ciclului de viata. In cadrul unui parteneriat pe termen lung cu SK tes - furnizor de solutii inovatoare de top pentru reciclarea bateriei -, cobaltul, nichelul si litiul din bateriile scoase din uz sunt recuperate de la BMW Group si integrate in lantul de aprovizionare pentru fabricarea de baterii noi. Aceasta abordare in bucla inchisa creste eficienta si rezilienta BMW Group ca parte a unei economii circulare. BMW Group va urma o cale similara in SUA, Mexic si Canada pana in 2026, cu un parteneriat separat.

Reciclare directa inovatoare la BMW Group

BMW Group exploreaza si alte optiuni de reciclare. Un exemplu in acest sens este metoda de reciclare directa dezvoltata intern. BMW Group lucreaza cu joint-venture-ul Encory pentru a infiinta un centru de competente pentru reciclarea celulelor de baterii in Bavaria Inferioara, unde compania isi va pune in practica ideile de reciclare directa. Acest proces inovator va permite ca materialele reziduale din productia de celule de baterii si celulele intregi ale bateriei sa fie demontate mecanic in componentele constitutive valoroase. Materiile prime obtinute in acest fel vor fi reutilizate direct in procesul-pilot de productie pentru celulele de baterii la centrele de competenta ale companiei.

Sistemul de propulsie electric al Gen6

Abordare tehnologica deschisa pentru mobilitatea electrica: noul sistem de propulsie electric al Gen6

BMW Group a pastrat principiul unui motor sincron AC (EESM – Motor Sincron Excitat Extern) pentru unitatea de putere Gen6. La acest tip de motor sincron (EESM), campul magnetic din rotor este generat de bobine alimentate cu curent continuu (excitat extern), nu cu magneti permanenti (pamanturi rare). In acest fel, puterea campului magnetic al rotorului poate fi ajustata optim la conditiile de sarcina cele mai importante. Acest lucru are ca rezultat atat niveluri excelente de eficienta la punctele de operare relevante pentru client, cat si putere constanta la viteze mari de rotatie. Ca si in versiunea Gen5, motorul sincron va fi pozitionat deasupra puntii spate si va avea o carcasa compacta care incorporeaza unitatea de propulsie electrica, electronica de putere si transmisia. Multe dintre detaliile tehnice ale motorului au fost create cu ajutorul competentei brevetate, doar rotorul fara carcasa (non-potted rotor) acoperind mai mult de 10 cereri de brevet.

Neue Klasse incorporeaza in plus tehnologia ASM

Sistemul de propulsie Gen6 foloseste o a doua tehnologie suplimentara de motor electric sub forma motorului asincron (ASM). In acest caz rotorul, in loc sa fie sub forma unui magnet (PSM) sau excitat exterior printr-o sursa de curent (EESM), rotorul este excitat prin campul magnetic variabil creat de rotor. Pentru acest tip de motor, rotorul este sub forma unei bobine in scurtcircuit. Motorul asincron ofera avantajul unui design mai compact, avantaje de masa si o eficienta superioara a costurilor. Variantele de motor ASM vor fi montate pe puntea din fata a modelelor Neue Klasse cu BMW xDrive – este astfel o solutie ideala pentru o arhitectura orientata catre tractiunea spate.

Imbunatatiri extinse ale tehnologiei EESM

Pe langa adaugarea tehnologiei ASM, tehnologia EESM a fost supusa unei actualizari majore pentru Gen6: rotorul, statorul si invertorul au fost proiectate pentru noua arhitectura 800V a tehnologiei Gen6, pentru a maximiza performanta si eficienta sistemului de propulsie. Acest lucru a fost ajutat suplimentar de o reproiectare completa a sistemelor de racire cu ulei si apa. In plus, expertii BMW Group au reusit sa imbunatateasca motorul electric si carcasa centrala si in ceea ce priveste masa si rigiditatea. Transmisia foloseste acelati un design elicoidal in doua trepte, dar a fost optimizata suplimentar prin imbunatatiri ale geometriei si racirii, niveluri de frecare mai scazute si o acustica mai placuta. "Creierul" motorului sincron electric, invertorul, dispune acum de tehnologie 800V impreuna cu semiconductori din carbura de siliciu (SiC) pentru a creste eficienta. Invertorul este complet integrat in carcasa motorului electric. Misiunea lui este sa transforme sursa de curent continuu de la bateria de inalta tensiune in curent alternativ pentru a fi utilizat la motorul electric. Invertorul a fost dezvoltat intern de BMW Group si este produs la uzina BMW Group din Steyr.

Masa redusa, costuri si pierderi de energie mai mici - eficienta mai mare

Utilizarea inteligenta a noilor tehnologii in sistemul de propulsie electric aduc un pachet larg de beneficii. In comparatie cu un model Gen5 xDrive, deja un sistem deosebit de performant, un model Neue Klasse echipat cu tehnologie EESM si ASM vine urmatoarele imbunatatiri: pierderile de energie au fost reduse cu 40%, costurile cu 20%, iar masa cu 10%. Prin combinarea diferitelor tipuri de motoare electrice, abordarea tehnologica deschisa a BMW Group aduce beneficii clare in domeniul mobilitatii electrice. In viitor, clientii vor putea alege dintre modelele echipate cu unul, doua, trei sau patru motoare electrice, in functie de de diferite configuratii de performanta. Tehnologia BMW eDrive de a sasea generatie este un factor semnificativ in cresterea eficientei generale a automobilului cu aproximativ 20% pentru Neue Klasse. Acest nivel se bazeaza pe o comparatie cu generatia actuala de automobile electrice de la BMW Group.

Conceptul modular ofera un avantaj crucial pentru fabricarea motoarelor electrice

Conceptul de productie pentru sistemul de propulsie electric Gen6 foloseste principiul blocurilor de constructie modulare. Aceasta formeaza baza pentru productia extrem de flexibila a diferitelor variante de propulsie electrica in intreaga gama de modele Neue Klasse. Conceptul modular "building block" ofera economii de scara si economii de costuri in dezvoltare si productie. De asemenea, are ca efect imbunatatirea scalabilitatii volumelor de productie. Abordarea modulara asigura un grad ridicat de flexibilitate in productie, retele de aprovizionare si achizitii.

Sistemele de propulsie electrice Gen6: fabricate in Steyr

Productia de serie a sistemelor de propulsie electrice Gen6 va incepe in vara anului 2025 la uzina BMW Group din Steyr. Preproductia a inceput deja la uzina din Austria in septembrie 2024. Motoarele de preproductie sunt supuse unor teste riguroase, iar unele sunt deja montate in automobile de testare Neue Klasse de la uzina din Debrecen. Pana in 2030, totalul investitiilor facute de BMW Group in locatie, de la lansarea proiectului in 2022, va fi de peste un miliard de euro. Acest investitii includ extinderea competentei in dezvoltare si productie pentru sistemele de propulsie electrice. Datorita cresterii capacitatii, uzina isi va pastra statutul de principala locatie a BMW Group pentru sisteme de propulsie. Fabrica dezvolta si construieste motoare termice pentru marcile BMW si MINI de peste 40 de ani. Experienta de multi ani a uzinei din Steyr si nivelul inalt de competenta in domeniul sistemelor de propulsie il fac locul ideal pentru fabricarea motoarelor electrice Gen6. Are o capacitate anuala de productie de 600.000 de sisteme de propulsie electrice. Motoarele diesel si pe benzina continua sa fie fabricate acolo, alaturi de motoarele electrice. Pana in 2030, aproximativ jumatate dintre angajatii de aici ar trebui sa lucreze in mobilitate electrica - un pas vital pentru protejarea pe termen lung a celor peste 4.700 de locuri de munca din fabrica. In viitor, toate componentele-cheie ale sistemelor de propulsie electrice inovatoare, foarte compacte - adica rotorul, statorul, transmisia, invertorul si carcasa -, vor fi produse la Steyr. Aceasta va include fabricarea in premiera a invertoarelor intr-un mediu intern de camera curata, ducand astfel fabrica de motoare in domeniul ingineriei electrice. Componentele de propulsie electrica vor fi construite pe doua linii de asamblare noi la Steyr.

Managementul termic: interactiune complexa, cruciala pentru performanta

Managementul termic implica o interactiune foarte complexa intre diverse sisteme ale automobilului electric si este de o importanta critica pentru o serie de parametri de performanta, inclusiv autonomia, consumul real, acceleratia si timpul de incarcare. Managementul termic este o chestiune de mentinere constanta a temperaturii motorului electric, a electronicii de putere si a bateriei de inalta tensiune in intervalul optim, mentinand in acelasi timp standardele de confort al pasagerilor. Managementul termic eficient este important si pentru incarcarea rapida. Aici, temperatura bateriei trebuie mentinuta intr-o fereastra definita pentru a utiliza in mod optim capacitatea de incarcare disponibila. Spre deosebire de motoarele termice, motoarele electrice degaja putina caldura. Aceasta inseamna ca, in functie de starea de functionare, bateria si habitaclul trebuie nu doar racite, ci si incalzite. Locatia din Steyr dezvolta sistemele de management termic pentru toate automobilele electrice ale BMW Group. Centrul de dezvoltare al uzinei este responsabil si pentru creierul din centrul motorului electric - invertorul.

Uzina BMW Group din Landshut - un producator versatil de componente

Uzina BMW Group din Landshut este cea mai mare fabrica de componente a BMW Group din intreaga lume, furnizand componente pentru toate fabricile de automobile si sisteme de propulsie ale companiei. Forta sa de munca de aproximativ 3.700 de angajati produce un spectru larg de componente de ultima ora pentru automobilele BMW Group. Lucrand indeaproape cu Centrul de Cercetare si Inovatie (FIZ) al BMW Group din München, uzina din Landshut joaca un rol esential ca centru de inovare pentru industria auto. Ea dezvolta tehnologii de pionierat si procese de productie care servesc la mentinerea avantajului competitiv al companiei. Pe parcursul proiectului Neue Klasse, aici se vor investi aproximativ 200 de milioane de euro in turnatoria de metale usoare pentru a creste capacitatea anuala de productie pentru carcasele de motoare electrice. Procesul Injector Casting (ICA) dezvoltat si brevetat in Landshut este un exemplu excelent al puterii de inovatie a fabricii. Acest proces unic la nivel global este utilizat pentru fabricarea carcaselor foarte complexe din aluminiu ale motoarelor electrice, care stabilesc noi standarde pentru designul usor si integrarea functionala.