Fiecare automobil electric Neue Klasse va beneficia de tehnologie.
Primul model Neue Klasse va intra în producţie de serie în cursul
acestui an la uzina de la Debrecen (Ungaria). Mai jos este o
prezentare generală a punctelor importante ale tehnologiei:
- Unitatea centrală de control inteligent Energy Master pentru
bateria de înaltă tensiune – dezvoltată de BMW Group şi produsă la
uzina din Landshut.
- Un nou concept de baterie de înaltă tensiune care, împreună cu
celula cilindrică BMW, promite să aducă un salt tehnologic –
inclusiv îmbunătăţiri semnificative ale densităţii energetice,
vitezei de încărcare şi autonomiei.
- De asemenea, BMW Group îşi demonstrează deschiderea tehnologică cu
sistemele de propulsie electrice – prin utilizarea diferitelor
tipuri de motoare electrice: SSM (motor sincron) şi ASM (motor asincron).
- O abordare modulară a producţiei de motoare electrice oferă BMW
Group un grad excepţional de flexibilitate.
- BMW Group reuneşte competenţa din întregul lanţ de valori al
mobilităţii electrice din Bavaria şi Austria – de la dezvoltare,
prin achiziţie şi producţie, până la reciclare.
- BMW Group demonstrează atât deschidere către tehnologie, cât şi
competenţă deplină în toate domeniile mobilităţii electrice.
Adoptarea unei abordări deschise către tehnologie, stabilind
în acelaşi etalonul mobilităţii electrice
“Pentru BMW Group, mobilitatea electrică reprezintă viitorul şi
o zonă-cheie de dezvoltare. Suntem lideri cu această tehnologie de
propulsie. În acelaşi timp, adoptăm în mod asumat o abordare deschisă
pentru tehnologie, recunoscând că nevoile de mobilitate variază între
diferitele regiuni ale lumii”, explică Dr. Joachim Post, membru
al Consiliului de Administraţie al BMW AG, responsabil pentru Reţeaua
de Achiziţii şi Furnizori. “Vrem să oferim clienţilor noştri cel
mai bun concept de propulsie pentru fiecare nevoie. Este posibil să
facem ambele: să oferim cea mai bună tehnologie de propulsie pentru
fiecare nevoie şi să fim lideri ai mobilităţii electrice.”
Baterie de înaltă tensiune şi Energy Master pentru Gen6
Mai compacte (înălțimea redusă), mai rapide, mai multă
autonomie: bateriile de înaltă tensiune pentru Gen6
Cu noua tehnologie BMW eDrive de a şasea generaţie (Gen6 pe scurt),
BMW Group face un salt tehnologic important. Îmbunătăţirile includ o
viteză de încărcare cu 30% mai rapidă şi o creştere cu 30% a
autonomiei, anumite modele atingând valori şi mai mari. Conceptul de
baterie de înaltă tensiune Gen6 beneficiază de noua tehnologie 800V.
Gen6 îşi va face debutul anul acesta în Neue Klasse şi, ulterior, va
fi folosită pentru a propulsa modele din gama de produse electrice a
BMW Group. Conceptul pentru bateriile de înaltă tensiune Gen6 este
fundamental nou şi îşi va găsi utilizare în toate segmentele – până la
modelele de înaltă performanţă de la BMW M GmbH. Noul design mai cu
înălțime redusă (mai subțire) permite ca bateria de înaltă tensiune să
fie integrată într-o varietate de modele diferite, indiferent de
înălţimea automobilului. Bateria de înaltă tensiune preia rolul de
componentă structurală în caroseriile 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 mai mare cu 20% decât modelul anterior, celula prismatică a
bateriei Gen5. Noua tehnologie asigură încărcarea bidirecțională: BMW
Group a confirmat încărcarea bidirecţională ca standard pentru Gen6.
Unitate centrală de control inteligent: BMW Energy Master
Toate elementele care permit acest salt tehnologic se întâlnesc în
BMW Energy Master. Această unitate centrală de control este
poziţionată pe bateria de înaltă tensiune şi oferă interfaţa pentru
alimentarea cu energie de înaltă şi joasă tensiune şi pentru datele de
la bateria de înaltă tensiune. De asemenea, controlează alimentarea cu
energie pentru motorul electric şi sistemul electric al automobilului
şi asigură funcţionarea sigură şi inteligentă a bateriei de înaltă
tensiune. BMW Group a depus o serie întreagă de cereri noi de brevet
pentru sistemul electric al automobilului, inclusiv siguranţele
electronice ale acestuia. Atât hardware-ul, cât şi software-ul Energy
Master au fost dezvoltate integral în cadrul BMW Group. Acest lucru
asigură că dezvoltările tehnologice şi actualizările pentru automobile
pot fi implementate independent şi în timp real prin intermediul
actualizărilor software de la distanţă, oferind un beneficiu deosebit
pentru clienţi.
Abordare “local pentru local” pentru asamblarea
bateriilor de înaltă tensiune şi reţeaua de furnizori
Bateriile de înaltă tensiune pentru Neue Klasse sunt asamblate în
cinci noi unităţi de producţie pe care BMW Group le-a amplasat în
apropierea fabricilor sale de automobile, ca parte a unei abordări
“local pentru local”. De exemplu, locaţii de asamblare de
ultimă oră pentru bateriile de înaltă tensiune Gen6 prind contur în
lrlbach-Straßkirchen (Bavaria Inferioară), Debrecen (Ungaria),
Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexic) şi Woodruff, lângă
Spartanburg (SUA). Această abordare protejează producţia chiar şi în
cazul unor evenimente politice şi economice neprevăzute. În plus,
locaţiile existente sunt în curs de consolidare, cu locuri de muncă
acoperite. Principiul “local pentru local” continuă în
reţeaua de furnizori de celule de baterii: pentru a acoperi cererea de
Gen6, BMW Group a încheiat acorduri contractuale cu cinci fabrici de
celule de baterii – răspândite în Europa, China şi SUA – cu diverşi parteneri.
“Cell-to-pack” şi “pack-to-open-corp”
Producţia bateriilor de înaltă tensiune Gen6 urmează principiile
“cell-to-pack” şi “pack-to-corp deschis”.
“Cell-to-pack” presupune poziţionarea celulelor cilindrice,
fabricate de furnizori conform specificaţiilor BMW Group, direct în
carcasa bateriei de înaltă tensiune, fără a integra celulele într-o
serie de module, mai întâi. “Pack-to-open-body” se referă la
noul rol al bateriei de înaltă tensiune drept componentă structurală
în arhitectura automobilului. Numeroase inovaţii brevetate de BMW
Group se regăsesc aici.
Cunoştinţe din Bavaria şi Austria – solicitate în întreaga lume
Înainte ca producţia de serie a bateriilor de înaltă tensiune să
înceapă în întreaga lume, vor fi dezvoltate procesele de producţie,
iar bateriile de preserie vor fi supuse unor teste amănunţite. Acest
lucru se va întâmpla la uzinele-pilot BMW Group pentru baterii de
înaltă tensiune din Parsdorf, Hallbergmoos şi München. Până atunci,
noile fabrici de producţie de serie din întreaga lume vor fi gata.
Competenţa produselor şi proceselor este centrată în Bavaria.
Producţia Energy Master va avea loc la uzina din Landshut, care
ulterior va aproviziona toate fabricile de asamblare a bateriilor de
înaltă tensiune din întreaga lume. Acolo, unitatea de control
inteligent va fi instalată pe bateria de înaltă tensiune. Motorul
electric cu tehnologia BMW eDrive de a şasea generaţie este produs la
uzina din Steyr (Austria), care găzduieşte şi un centru de dezvoltare
pentru sisteme de propulsie electrice şi management termic.
Producţia Energy Master la uzina BMW Group din Landshut
Un sistem de producţie de ultimă generaţie pentru BMW Energy Master
prinde contur la uzina din Landshut. În prezent, aceasta produce
unitatea de control foarte complexă ca versiune de preserie. Producţia
de serie pe prima linie de producţie va începe în august 2025, după
care va urma o nouă etapă de extindere la jumătatea anului 2026. Este
pentru prima dată când dezvoltarea şi producţia acestei unităţi
centrale de control au loc în interiorul BMW Group. “Fiind cel
mai mare producător intern de componente al companiei, Landshut joacă
un rol important pentru Neue Klasse”, declară Dr. Joachim Post.
“Uzina este un centru de inovaţie şi un vector de
transformare.” Aproximativ 200 de oameni vor fi angajaţi în zona
de producţie Energy Master de la Landshut atunci când va începe
producţia, ajungând până la 700 de persoane odată cu dezvoltarea
producţiei. Începând cu 2020, BMW Group a făcut investiţii de câteva
sute de milioane de euro în extinderea mobilităţii electrice la uzina
din Landshut, întărind atât unitatea de producţie în sine, cât şi
statutul Germaniei de putere industrială pe termen lung. Sistemul de
producţie modular folosit pentru producerea Energy Master a fost
proiectat în întregime tot de către BMW Group. Este furnizat cu
subcomponente de către un lanţ de aprovizionare creat de BMW Group.
Acest lucru se extinde la lanţul de aprovizionare cu “n”
niveluri pentru componente critice pentru aprovizionare, cum sunt
semiconductorii. Beneficiile acestei configuraţii pot fi văzute atât
în ceea ce priveşte costurile, cât şi securitatea aprovizionării.
Sistemul de producţie scalabil permite companiei să răspundă rapid şi
flexibil la cerinţele pieţei. Gradul ridicat de automatizare, care
implică până la 400 de roboţi în etapa finală de expansiune,
maximizează eficienţa. Monitorizarea complexă în timpul procesului,
care include utilizarea sistemelor de camere bazate pe Al, şi
verificări de 100% ale sistemului complet într-un mediu de cameră
curată, totul pentru a aasigura calitatea maximă.
Diferite procese de reciclare în cadrul lanţului de valori
Pe măsură ce mobilitatea electrică se dezvoltă, se pune accentul pe
reciclarea bateriilor de înaltă tensiune la sfârşitul ciclului de
viaţă. În cadrul unui parteneriat pe termen lung cu SK tes – furnizor
de soluţii inovatoare de top pentru reciclarea bateriei -, cobaltul,
nichelul şi litiul din bateriile scoase din uz sunt recuperate de la
BMW Group şi integrate în lanţul de aprovizionare pentru fabricarea de
baterii noi. Această abordare în buclă închisă creşte eficienţa şi
rezilienţa BMW Group ca parte a unei economii circulare. BMW Group va
urma o cale similară în SUA, Mexic şi Canada până în 2026, cu un
parteneriat separat.
Reciclare directă inovatoare la BMW Group
BMW Group explorează şi alte opţiuni de reciclare. Un exemplu în
acest sens este metoda de reciclare directă dezvoltată intern. BMW
Group lucrează cu joint-venture-ul Encory pentru a înfiinţa un centru
de competenţe pentru reciclarea celulelor de baterii în Bavaria
Inferioară, unde compania îşi va pune în practică ideile de reciclare
directă. Acest proces inovator va permite ca materialele reziduale din
producţia de celule de baterii şi celulele întregi ale bateriei să fie
demontate mecanic în componentele constitutive valoroase. Materiile
prime obţinute în acest fel vor fi reutilizate direct în
procesul-pilot de producţie pentru celulele de baterii la centrele de
competenţă ale companiei.
Sistemul de propulsie electric al Gen6
Abordare tehnologică deschisă pentru mobilitatea electrică:
noul sistem de propulsie electric al Gen6
BMW Group a păstrat principiul unui motor sincron AC (EESM – Motor
Sincron Excitat Extern) pentru unitatea de putere Gen6. La acest tip
de motor sincron (EESM), câmpul magnetic din rotor este generat de
bobine alimentate cu curent continuu (excitat extern), nu cu magneţi
permanenţi (pământuri rare). În acest fel, puterea câmpului magnetic
al rotorului poate fi ajustată optim la condiţiile de sarcină cele mai
importante. Acest lucru are ca rezultat atât niveluri excelente de
eficienţă la punctele de operare relevante pentru client, cât şi
putere constantă la viteze mari de rotaţie. Ca şi în versiunea Gen5,
motorul sincron va fi poziţionat deasupra punţii spate şi va avea o
carcasă compactă care încorporează unitatea de propulsie electrică,
electronica de putere şi transmisia. Multe dintre detaliile tehnice
ale motorului au fost create cu ajutorul competenţei brevetate, doar
rotorul fără carcasă (non-potted rotor) acoperind mai mult de 10
cereri de brevet.
Neue Klasse încorporează în plus tehnologia ASM
Sistemul de propulsie Gen6 foloseşte o a doua tehnologie suplimentară
de motor electric sub forma motorului asincron (ASM). În acest caz
rotorul, în loc să fie sub forma unui magnet (PSM) sau excitat
exterior printr-o sursă de curent (EESM), rotorul este excitat prin
câmpul magnetic variabil creat de rotor. Pentru acest tip de motor,
rotorul este sub forma unei bobine în scurtcircuit. Motorul asincron
oferă avantajul unui design mai compact, avantaje de masă şi o
eficienţă superioară a costurilor. Variantele de motor ASM vor fi
montate pe puntea din faţă a modelelor Neue Klasse cu BMW xDrive –
este astfel o soluție ideală pentru o arhitectură orientată către
tracțiunea spate.
Îmbunătăţiri extinse ale tehnologiei EESM
Pe lângă adăugarea tehnologiei ASM, tehnologia EESM a fost supusă
unei actualizări majore pentru Gen6: rotorul, statorul şi invertorul
au fost proiectate pentru noua arhitectură 800V a tehnologiei Gen6,
pentru a maximiza performanţa şi eficienţa sistemului de propulsie.
Acest lucru a fost ajutat suplimentar de o reproiectare completă a
sistemelor de răcire cu ulei şi apă. În plus, experţii BMW Group au
reuşit să îmbunătăţească motorul electric şi carcasa centrală şi în
ceea ce priveşte masa şi rigiditatea. Transmisia foloseşte acelați un
design elicoidal în două trepte, dar a fost optimizată suplimentar
prin îmbunătăţiri ale geometriei şi răcirii, niveluri de frecare mai
scăzute şi o acustică mai plăcută. “Creierul” motorului
sincron electric, invertorul, dispune acum de tehnologie 800V împreună
cu semiconductori din carbură de siliciu (SiC) pentru a crește
eficienţa. Invertorul este complet integrat în carcasa motorului
electric. Misiunea lui este să transforme sursa de curent continuu de
la bateria de înaltă tensiune în curent alternativ pentru a fi
utilizat la motorul electric. Invertorul a fost dezvoltat intern de
BMW Group şi este produs la uzina BMW Group din Steyr.
Masă redusă, costuri şi pierderi de energie mai mici –
eficienţă mai mare
Utilizarea inteligentă a noilor tehnologii în sistemul de propulsie
electric aduc un pachet larg de beneficii. În comparaţie cu un model
Gen5 xDrive, deja un sistem deosebit de performant, un model Neue
Klasse echipat cu tehnologie EESM şi ASM vine următoarele
îmbunătăţiri: pierderile de energie au fost reduse cu 40%, costurile
cu 20%, iar masa cu 10%. Prin combinarea diferitelor tipuri de motoare
electrice, abordarea tehnologică deschisă a BMW Group aduce beneficii
clare în domeniul mobilităţii electrice. În viitor, clienţii vor putea
alege dintre modelele echipate cu unul, două, trei sau patru motoare
electrice, în funcţie de de diferite configurații de performanță.
Tehnologia BMW eDrive de a şasea generaţie este un factor semnificativ
în creşterea eficienţei generale a automobilului cu aproximativ 20%
pentru Neue Klasse. Acest nivel se bazează pe o comparaţie cu
generaţia actuală de automobile electrice de la BMW Group.
Conceptul modular oferă un avantaj crucial pentru fabricarea
motoarelor electrice
Conceptul de producţie pentru sistemul de propulsie electric Gen6
foloseşte principiul blocurilor de construcţie modulare. Aceasta
formează baza pentru producţia extrem de flexibilă a diferitelor
variante de propulsie electrică în întreaga gamă de modele Neue
Klasse. Conceptul modular “building block” oferă economii de
scară şi economii de costuri în dezvoltare şi producţie. De asemenea,
are ca efect îmbunătăţirea scalabilităţii volumelor de producţie.
Abordarea modulară asigură un grad ridicat de flexibilitate în
producţie, reţele de aprovizionare şi achiziţii.
Sistemele de propulsie electrice Gen6: fabricate în Steyr
Producţia de serie a sistemelor de propulsie electrice Gen6 va începe
în vara anului 2025 la uzina BMW Group din Steyr. Preproducţia a
început deja la uzina din Austria în septembrie 2024. Motoarele de
preproducţie sunt supuse unor teste riguroase, iar unele sunt deja
montate în automobile de testare Neue Klasse de la uzina din Debrecen.
Până în 2030, totalul investiţiilor făcute de BMW Group în locaţie, de
la lansarea proiectului în 2022, va fi de peste un miliard de euro.
Acest investiții includ extinderea competenţei în dezvoltare şi
producţie pentru sistemele de propulsie electrice. Datorită creşterii
capacităţii, uzina îşi va păstra statutul de principală locaţie a BMW
Group pentru sisteme de propulsie. Fabrica dezvoltă şi construieşte
motoare termice pentru mărcile BMW şi MINI de peste 40 de ani.
Experienţa de mulţi ani a uzinei din Steyr şi nivelul înalt de
competenţă în domeniul sistemelor de propulsie îl fac locul ideal
pentru fabricarea motoarelor electrice Gen6. Are o capacitate anuală
de producţie de 600.000 de sisteme de propulsie electrice. Motoarele
diesel şi pe benzină continuă să fie fabricate acolo, alături de
motoarele electrice. Până în 2030, aproximativ jumătate dintre
angajaţii de aici ar trebui să lucreze în mobilitate electrică – un
pas vital pentru protejarea pe termen lung a celor peste 4.700 de
locuri de muncă din fabrică. În viitor, toate componentele-cheie ale
sistemelor de propulsie electrice inovatoare, foarte compacte – adică
rotorul, statorul, transmisia, invertorul şi carcasa -, vor fi produse
la Steyr. Aceasta va include fabricarea în premieră a invertoarelor
într-un mediu intern de cameră curată, ducând astfel fabrica de
motoare în domeniul ingineriei electrice. Componentele de propulsie
electrică vor fi construite pe două linii de asamblare noi la Steyr.
Managementul termic: interacţiune complexă, crucială pentru performanţă
Managementul termic implică o interacţiune foarte complexă între
diverse sisteme ale automobilului electric şi este de o importanţă
critică pentru o serie de parametri de performanţă, inclusiv
autonomia, consumul real, acceleraţia şi timpul de încărcare.
Managementul termic este o chestiune de menţinere constantă a
temperaturii motorului electric, a electronicii de putere şi a
bateriei de înaltă tensiune în intervalul optim, menţinând în acelaşi
timp standardele de confort al pasagerilor. Managementul termic
eficient este important şi pentru încărcarea rapidă. Aici, temperatura
bateriei trebuie menţinută într-o fereastră definită pentru a utiliza
în mod optim capacitatea de încărcare disponibilă. Spre deosebire de
motoarele termice, motoarele electrice degajă puţină căldură. Aceasta
înseamnă că, în funcţie de starea de funcţionare, bateria şi
habitaclul trebuie nu doar răcite, ci şi încălzite. Locaţia din Steyr
dezvoltă sistemele de management termic pentru toate automobilele
electrice ale BMW Group. Centrul de dezvoltare al uzinei este
responsabil şi pentru creierul din centrul motorului electric – invertorul.
Uzina BMW Group din Landshut – un producător versatil de componente
Uzina BMW Group din Landshut este cea mai mare fabrică de componente
a BMW Group din întreaga lume, furnizând componente pentru toate
fabricile de automobile şi sisteme de propulsie ale companiei. Forţa
sa de muncă de aproximativ 3.700 de angajaţi produce un spectru larg
de componente de ultimă oră pentru automobilele BMW Group. Lucrând
îndeaproape cu Centrul de Cercetare şi Inovaţie (FIZ) al BMW Group din
München, uzina din Landshut joacă un rol esenţial ca centru de inovare
pentru industria auto. Ea dezvoltă tehnologii de pionierat şi procese
de producţie care servesc la menţinerea avantajului competitiv al
companiei. Pe parcursul proiectului Neue Klasse, aici se vor investi
aproximativ 200 de milioane de euro în turnătoria de metale uşoare
pentru a creşte capacitatea anuală de producţie pentru carcasele de
motoare electrice. Procesul Injector Casting (ICA) dezvoltat şi
brevetat în Landshut este un exemplu excelent al puterii de inovaţie 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 uşor şi
integrarea funcţională.
