BMW: Υπόσχεται 30% ταχύτερη φόρτιση και 30% μεγαλύτερη αυτονομία

Στο εργοστάσιο του Ντέμπρετσεν, στην Ουγγαρία, θα αρχίσει εντός του 2025 η παραγωγή της νέας iX3, του πρώτου μοντέλου της οικογένειας Neue Klasse. Τα νέα ηλεκτρικά μοντέλα της BMW και της ΜΙΝΙ θα επωφελούνται από τις δυνατότητες που παρέχει η έκτη γενιά της τεχνολογίας BMW eDrive.

«Για το BMW Group, η ηλεκτρική κινητικότητα αποτελεί το μέλλον και έναν βασικό τομέα ανάπτυξης. Είμαστε πρωτοπόροι με αυτή την τεχνολογία μετάδοσης κίνησης. Ταυτόχρονα, σκόπιμα υιοθετούμε μία προσέγγιση τεχνολογικής δεκτικότητας, αναγνωρίζοντας ότι οι ανάγκες κινητικότητας ποικίλουν ανάλογα με τις διαφορετικές περιοχές του κόσμου», αναφέρει ο Dr Γιόακιμ Ποστ, Μέλος του ΔΣ της BMW AG, τομέας Αγορών και Δικτύου Προμηθευτών. «Σκοπός μας είναι να παρέχουμε στους πελάτες μας την καλύτερη φιλοσοφία κίνησης για κάθε ανάγκη. Είναι εφικτό να επιτύχουμε και τα δύο: να προσφέρουμε την κορυφαία τεχνολογία κίνησης για κάθε είδους απαίτηση και να παραμείνουμε στην πρώτη γραμμή στον τομέα της ηλεκτρικής κινητικότητας».

Πιο λεπτή σχεδίαση, ταχύτερη φόρτιση, μεγαλύτερη αυτονομία: οι μπαταρίες υψηλής τάσης για την Gen 6

Με τη νέα τεχνολογία BMW eDrive έκτης γενιάς (Gen6 για συντομία), το BMW Group πραγματοποιεί ένα σημαντικό τεχνολογικό άλμα. Οι βελτιώσεις που αφορούν το προϊόν περιλαμβάνουν 30% ταχύτερη φόρτιση και 30% μεγαλύτερη αυτονομία, με ορισμένα μοντέλα να επιτυγχάνουν ακόμη και υψηλότερες επιδόσεις. Επιπλέον, η νέα μπαταρία υψηλής τάσης Gen6 αξιοποιεί την προηγμένη τεχνολογία 800V.

Η Gen6 θα κάνει το ντεμπούτο της φέτος στην Neue Klasse και στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί σε μοντέλα όλης της γκάμας των αμιγώς ηλεκτρικών προϊόντων του BMW Group. Η φιλοσοφία για τις μπαταρίες υψηλής τάσης Gen6 είναι ριζικά νέα και θα βρει εφαρμογή σε όλες τις κατηγορίες οχημάτων - μέχρι και στα μοντέλα υψηλών επιδόσεων της BMW M GmbH. Η νέα, ακόμα πιο λεπτή σχεδίαση επιτρέπει την ενσωμάτωσή της σε μία ποικιλία μοντέλων, ανεξάρτητα από το ύψος του οχήματος. Η μπαταρία υψηλής τάσης αποτελεί δομικό στοιχείο του αμαξώματος των μοντέλων Neue Klasse («pack-to-open-body»), ενώ οι νέες κυλινδρικές κυψέλες θα ενσωματωθούν απευθείας στην μπαταρία υψηλής τάσης («cell-to-pack»). Η νέα κυλινδρική κυψέλη της BMW προσφέρει 20% μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα σε σύγκριση με την προηγούμενη πρισματική της Gen5. Επιπλέον, η φόρτιση θα μπορεί να είναι αμφίδρομη ως στάνταρ χαρακτηριστικό για την Gen6.

Εξαιρετικά ευφυής κεντρική μονάδα ελέγχου: BMW Energy Master

Όλα τα στοιχεία που επιτρέπουν αυτό το τεχνολογικό άλμα προς τα εμπρός συγκεντρώνονται στο BMW Energy Master. Η εν λόγω κεντρική μονάδα ελέγχου είναι τοποθετημένη στη μπαταρία υψηλής τάσης και παρέχει τη διασύνδεση για την παροχή ρεύματος υψηλής και χαμηλής τάσης καθώς και για τα δεδομένα από τη μπαταρία υψηλής τάσης. Επίσης, ελέγχει την παροχή ρεύματος για τον ηλεκτροκινητήρα και το ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος και διασφαλίζει την ασφαλή και έξυπνη λειτουργία της μπαταρίας υψηλής τάσης. Το BMW Group έχει καταθέσει μια σειρά νέων αιτήσεων για διπλώματα ευρεσιτεχνίας που αφορούν το ηλεκτρικό σύστημα των οχημάτων της, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρονικών ασφαλειών. Τόσο το hardware όσο και το software του Energy Master έχουν αναπτυχθεί εξ ολοκλήρου από τo BMW Group. Αυτό διασφαλίζει ότι οι τεχνολογικές εξελίξεις και οι ενημερώσεις για τα οχήματα μπορούν να υλοποιούνται ανεξάρτητα και σε πραγματικό χρόνο μέσω Απομακρυσμένων Ενημερώσεων Λογισμικού (Remote Software Upgrades), προσφέροντας ένα σημαντικό πλεονέκτημα στους πελάτες.

« Local for local » προσέγγιση για τη συναρμολόγηση μπαταριών υψηλής τάσης και το δίκτυο προμηθευτών

Οι μπαταρίες υψηλής τάσης για την Neue Klasse συναρμολογούνται σε πέντε νέες μονάδες παραγωγής που έχει δημιουργήσει το BMW Group κοντά στα εργοστάσιά του, ακολουθώντας την προσέγγιση «local for local». Για παράδειγμα, προηγμένες εγκαταστάσεις συναρμολόγησης για τις μπαταρίες υψηλής τάσης Gen6 αρχίζουν να δημιουργούνται στο Irlbach-Straßkirchen (Κάτω Βαυαρία), στο Debrecen (Ουγγαρία), στο Shenyang (Κίνα), στο San Luis Potosí (Μεξικό) και στο Woodruff, κοντά στο Spartanburg (ΗΠΑ). Αυτή η προσέγγιση εξασφαλίζει τη συνέχιση της παραγωγής ακόμη και σε περιπτώσεις απρόβλεπτων πολιτικών και οικονομικών εξελίξεων. Επιπλέον, οι υφιστάμενες μονάδες ενισχύονται, με την εξασφάλιση και τη δημιουργία θέσεων εργασίας. Η αρχή «local for local» συνεχίζεται και στο δίκτυο προμηθευτών που αφορά τις κυψέλες μπαταρίας: προκειμένου να καλυφθεί η ζήτηση για την Gen6, το BMW Group έχει υπογράψει συμβάσεις με πέντε εργοστάσια παραγωγής κυψελών μπαταρίας - σε Ευρώπη, Κίνα και ΗΠΑ - με διάφορους εταίρους.

«Cell-to-pack» και «pack-to-open-body»

Η παραγωγή των μπαταριών υψηλής τάσης Gen6 βασίζεται στις αρχές «cell-to-pack» και «pack-to-open-body». Η αρχή «cell-to-pack» περιλαμβάνει την απευθείας τοποθέτηση των κυλινδρικών κυψελών - οι οποίες κατασκευάζονται από προμηθευτές σύμφωνα με τις προδιαγραφές του BMW Group - στο περίβλημα της μπαταρίας υψηλής τάσης, χωρίς να απαιτείται το ενδιάμεσο στάδιο δημιουργίας μιας μονάδας. Από την άλλη, η αρχή «pack-to-open-body» σχετίζεται με τον νέο ρόλο της μπαταρίας υψηλής τάσης ως δομικού στοιχείο στην αρχιτεκτονική του οχήματος. Πολλές καινοτομίες που έχουν κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από το BMW Group υπάρχουν εδώ.

Πριν από την έναρξη της μαζικής παραγωγής μπαταριών υψηλής τάσης παγκοσμίως, οι διαδικασίες παραγωγής θα εξελιχθούν και οι μπαταρίες προ-παραγωγής θα υποβληθούν σε λεπτομερείς δοκιμές. Αυτές οι διαδικασίες θα πραγματοποιηθούν στα πιλοτικά εργοστάσια του BMW Group για μπαταρίες υψηλής τάσης που βρίσκονται στο Parsdorf, στο Hallbergmoos και στο Μόναχο. Στη συνέχεια, θα είναι έτοιμα τα νέα εργοστάσια για μαζική παραγωγή σε διάφορες τοποθεσίες ανά τον κόσμο. Το κέντρο τεχνογνωσίας προϊόντων και διαδικασιών έχει ως σημείο αναφοράς την Βαυαρία. Το Energy Master θα κατασκευάζεται στο εργοστάσιο του Landshut, το οποίο θα προμηθεύει στη συνέχεια όλα τα εργοστάσια συναρμολόγησης μπαταριών υψηλής τάσης παγκοσμίως. Εκεί θα γίνεται η εγκατάσταση της προηγμένης μονάδας ελέγχου στη μπαταρία υψηλής τάσης. Ο ηλεκτροκινητήρας με την τεχνολογία BMW eDrive έκτης γενιάς κατασκευάζεται στο εργοστάσιο Steyr στην Αυστρία, το οποίο φιλοξενεί επίσης ένα κέντρο εξέλιξης συστημάτων ηλεκτροκίνησης και θερμικής διαχείρισης.

Προσέγγιση τεχνολογικής δεκτικότητας για την ηλεκτρική κινητικότητα: το νέο σύστημα e - drive της Gen 6

Η BMW Group διατήρησε την αρχή του ηλεκτρικά διεγερμένου σύγχρονου ηλεκτροκινητήρα (electrically excited synchronous motor - EESM) για τη μονάδα ισχύος Gen6. Σε αυτόν τον τύπο σύγχρονου κινητήρα, το μαγνητικό πεδίο στον ρότορα δημιουργείται από περιελίξεις που τροφοδοτούνται με συνεχές ρεύμα αντί για μόνιμους μαγνήτες. Με αυτόν τον τρόπο, η ισχύς του μαγνητικού πεδίου του ρότορα μπορεί να προσαρμοστεί ιδανικά στις εκάστοτε συνθήκες φορτίου. Ως αποτέλεσμα, επιτυγχάνεται εξαιρετική αποδοτικότητα σε λειτουργίες σημαντικές για τον πελάτη, καθώς και σταθερή ισχύς σε υψηλές ταχύτητες περιστροφής. Όπως και στην έκδοση Gen5, ο σύγχρονος κινητήρας θα τοποθετείται πάνω από τον πίσω άξονα και θα διαθέτει συμπαγές περίβλημα που ενσωματώνει τη μονάδα ηλεκτροκίνησης, τα ηλεκτρονικά ισχύος και το σύστημα μετάδοσης. Πολλές από τις τεχνικές λεπτομέρειες του κινητήρα δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια πατενταρισμένης τεχνογνωσίας, με τον μη εγκιβωτισμένο ρότορα να απαριθμεί μόνος του περισσότερες από δέκα αιτήσεις για διπλώματα ευρεσιτεχνίας.

Η Neue Klasse ενσωματώνει επιπλέον την τεχνολογία ASM

Το σύστημα μετάδοσης κίνησης Gen6 χρησιμοποιεί μια δεύτερη, επιπλέον τεχνολογία ηλεκτροκινητήρα, με τη μορφή του ασύγχρονου κινητήρα (ASM). Σε αυτή την περίπτωση, το μαγνητικό πεδίο του ρότορα δημιουργείται από τον στάτορα, αντί να προέρχεται από μόνιμους μαγνήτες (PSM) ή ηλεκτρική διέγερση (EESM). Σε αυτόν τον τύπο κινητήρα, ο ρότορας έχει τη μορφή μεταλλικού κλωβού. Ο ασύγχρονος κινητήρας προσφέρει το πλεονέκτημα της πιο συμπαγούς σχεδίασης και της υψηλότερης αποδοτικότητας σε επίπεδο κόστους. Οι εκδόσεις του κινητήρα ASM θα τοποθετούνται στον εμπρός άξονα των οχημάτων της Neue Klasse που διαθέτουν σύστημα τετρακίνησης BMW xDrive.

Μικρότερο βάρος, χαμηλότερο κόστος, λιγότερες απώλειες ενέργειας – μεγαλύτερη αποδοτικότητα

Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την έξυπνη ενσωμάτωση καινοτόμων τεχνολογιών στο ηλεκτρικό σύστημα κίνησης, σε συνδυασμό με τη συνεχή αναβάθμιση των υφιστάμενων συστημάτων, είναι πραγματικά εντυπωσιακά. Σε σύγκριση με το τετρακίνητο μοντέλο Gen5 xDrive, ένα μελλοντικό μοντέλο της Neue Klasse με τεχνολογία EESM και ASM μπορεί να είναι υπερήφανο για τις εξής βελτιώσεις: οι απώλειες ενέργειας έχουν μειωθεί κατά 40%, το κόστος κατά 20% και το βάρος κατά 10%. Η συνδυαστική χρήση διαφορετικών τύπων ηλεκτροκινητήρων αποδεικνύει την προσέγγιση τεχνολογικής δεκτικότητας. Προκειμένου να καλύπτουν τις ιδιαίτερες προτιμήσεις και ανάγκες τους, οι πελάτες θα μπορούν στο μέλλον να επιλέγουν ανάμεσα σε μοντέλα με έναν, δύο, τρεις ή τέσσερις ηλεκτροκινητήρες. Για την Neue Klasse, η τεχνολογία BMW eDrive έκτης γενιάς αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την αύξηση της συνολικής αποδοτικότητας του οχήματος κατά περίπου 20% Αυτός ο αριθμός προκύπτει μετά από απευθείας σύγκριση με την τρέχουσα γενιά αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων του BMW Group.

Ηλεκτρικά συστήματα κίνησης Gen 6: κατασκευάζονται στο Steyr

Η μαζική παραγωγή των ηλεκτρικών συστημάτων κίνησης Gen6 θα αρχίσει στο εργοστάσιο του BMW Group στο Steyr το καλοκαίρι του 2025. Η προ-παραγωγή έχει ήδη ξεκινήσει στις αυστριακές εγκαταστάσεις από τον Σεπτέμβριο του 2024. Οι κινητήρες προ-παραγωγής δοκιμάζονται σε σκληρές συνθήκες, με ορισμένους από αυτούς να έχουν ήδη τοποθετηθεί σε οχήματα δοκιμών Neue Klasse που κατασκευάστηκαν στο εργοστάσιο του Debrecen. Μέχρι το 2030, το BMW Group θα έχει επενδύσει πάνω από ένα δισεκατομμύριο ευρώ στην περιοχή από την έναρξη του project το 2022, προκειμένου να ενισχύσει την τεχνογνωσία του στην ανάπτυξη και παραγωγή ηλεκτρικών συστημάτων κίνησης. Χάρη στην αύξηση της παραγωγικής ικανότητας, το εργοστάσιο θα συνεχίσει να είναι η κορυφαία εγκατάσταση του BMW Group για συστήματα κίνησης.

Επί 40 και πλέον χρόνια, το εργοστάσιο εξελίσσει και κατασκευάζει κινητήρες εσωτερικής καύσης για τις μάρκες BMW και MINI. Η πολυετής εμπειρία και το υψηλό επίπεδο τεχνογνωσίας του εργοστασίου του Steyr στον τομέα των συστημάτων κίνησης, το καθιστούν ιδανικό μέρος για την παραγωγή των ηλεκτροκινητήρων Gen6. Η ετήσια παραγωγική δυναμικότητα της μονάδας φτάνει τους 600.000 ηλεκτροκινητήρες. Οι κινητήρες ντίζελ και βενζίνης συνεχίζουν να κατασκευάζονται εκεί παράλληλα με τους ηλεκτροκινητήρες. Μέχρι το 2030, σχεδόν οι μισοί από τους εργαζόμενους στις εγκαταστάσεις θα απασχολούνται στον τομέα της ηλεκτροκίνησης - κάτι που αποτελεί σημαντικό βήμα για τη διασφάλιση περισσότερων από 4.700 θέσεων εργασίας στο εργοστάσιο. Στο μέλλον, όλα τα κύρια εξαρτήματα της καινοτόμου και εξαιρετικά ενσωματωμένης μονάδας ηλεκτροκίνησης - όπως ο ρότορας, ο στάτορας, η μετάδοση, ο μετατροπέας και το περίβλημα - θα κατασκευάζονται στο Steyr. Για πρώτη φορά, οι μετατροπείς θα κατασκευάζονται σε περιβάλλον υψηλής καθαρότητας, εισάγοντας το εργοστάσιο στον κόσμο της ηλεκτροκίνησης. Τα εξαρτήματα του συστήματος ηλεκτροκίνησης θα κατασκευάζονται σε δύο νέες γραμμές συναρμολόγησης στο Steyr.

Θερμική διαχείριση: σύνθετη αλληλεπίδραση που είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση

Η θερμική διαχείριση περιλαμβάνει μια εξαιρετικά σύνθετη αλληλεπίδραση μεταξύ διαφόρων συστημάτων σε ένα ηλεκτρικό όχημα και είναι σημαντική για ποικίλες παραμέτρους απόδοσης, όπως η αυτονομία, η πραγματική κατανάλωση, η επιτάχυνση και ο χρόνος φόρτισης. Αυτή η διαδικασία αφορά τη συνεχή διατήρηση της θερμοκρασίας του ηλεκτροκινητήρα, των ηλεκτρονικών ισχύος και της μπαταρίας υψηλής τάσης εντός του βέλτιστου εύρους, διατηρώντας ταυτόχρονα τα επίπεδα άνεσης των επιβατών. Η αποδοτική διαχείριση της θερμότητας είναι κρίσιμη και για την ταχεία φόρτιση. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία της μπαταρίας πρέπει να διατηρείται εντός ενός καθορισμένου εύρους, προκειμένου να αξιοποιείται στο έπακρο η διαθέσιμη ισχύς φόρτισης. Σε αντίθεση με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, οι ηλεκτροκινητήρες εκλύουν ελάχιστη θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι, ανάλογα με τις κατάσταση λειτουργίας, η μπαταρία και η καμπίνα των επιβατών πρέπει όχι μόνο να ψύχονται αλλά και να θερμαίνονται. Στο Steyr εξελίσσονται τα συστήματα θερμικής διαχείρισης για όλα τα ηλεκτρικά οχήματα του BMW Group. Το κέντρο εξέλιξης του εργοστασίου είναι επίσης υπεύθυνο για τον εγκέφαλο που βρίσκεται στην καρδιά του ηλεκτροκινητήρα - τον μετατροπέα.

Photo Credits: BMW Group