Ahogy közeledik a Neue Klasse, a BMW új villanyautó-generációjának bemutatása, a gyár kicsit lazított a titkolózáson. Műszaki napot tartottak a müncheni központtól 75 kilométerre, északkeletre fekvő landshuti gyárban, ahol a Neue Klasse, magyarul „új osztály” bizonyos technikai részleteit megosztották maroknyi újságíróval. Köztük voltam én is a Vezesst képviselve, amikor az új villanymotorokkal, a 800 voltosra és merőben új felépítésűre cserélt akkupakkal vagy az öntödében a 720 fokon fortyogó aluötvözettel találkoztunk.
Landshut, a rendezvény helyszíne a BMW legnagyobb alkatrészgyára. Az összes BMW, MINI és Rolls-Royce modellben van valami, ami itt készül, legyen az fényezett műanyag külső elem, belső téri, műszerfali alkatrész, esetleg motorblokk és hengerfej a helyi öntödéből vagy épp a Neue Klasse kompakt hajtásegységének könnyűfém háza.
Négy szuperagy a háttérben
Alapjaiban új technikát vezet be a BMW az elektromos autók új generációjához, ideértve az elektronikai architektúrát is. Egy-egy szuperszámítógép vezérli az autó négy főegységét. Az egyik szuperagy a szélvédő tövében körbefutó kijelző, a Panoramic iDrive és a fedélzeti multimédia működését irányítja, a BMW saját fejlesztésű operációs rendszerét használva.
Önálló szuperkomputer jut a mostaninál tízszer gyorsabbnak ígért menetdinamikai és hajtásláncvezérlésnek, a harmadik az önvezető funkciókért felel. A negyedik szuperagy feladata az adatmenedzsment és az autó alapfunkcióinak működtetése, ideértve a ki- és beszállást, a légkondicionálást és a komfortfunkcióikat.
Homokformákból öntik a hajtásegység házát, fortyogó aluötvözetből
Nagyon más az akkumulátor
Lényeges különbség van az 5-ik és a 6-ik generációs nagyfeszültségű akkumulátor felépítése között. Az akkucellák a mostani villanyautó-technikában prizmatikusak, tehát téglatest formájúak, az újban viszont hengeresek a cellák. A hengerek hatékonyabban hűthetők a téglatesteknél, mert egyenletesebben veszi körbe őket a hűtőközeg, amelynek mibenlétéről még semmit nem mondhattak a gyári szakemberek.
Jelenleg a prizmacellák modulrendszerbe foglaltak, tehát az akkupakk a cellákból összeálló modulokból épül fel. A modulokat elválasztó merevítők térigénye csökkenti a beépíthető cellák számát, ezért a Neue Klasse autóiban a cellák közvetlenül a karosszériához kapcsolódnak (cell to pack). Az autó alvázlemezét az akkucsomag zárja le alulról, csökkentve a súlyt.
Most prizmatikus vagy szögletes a BMW legtöbb akkucellája, a Neue Klasse vezeti be a hengeres cellákat
Mindig 46 mm a hengeres akkucellák átmérője, magasságuk 95 vagy 120 milliméter attól függően, hogy egy alacsonyabb építésű, hatékonyabb modell kapja meg őket vagy egy pazarló SUV, amelynek magasabb a felépítése és jóval nagyobb az energiaigénye. Az energiasűrűség 20 százalékkal, a tölthetőség 30, a hatótáv legalább 30 százalékkal javul az aktuális technikához képest.
| 5. gen. el. hajtás | 6. gen. el. hajtás | |
| Feszültség | 400 V | 800 V |
| DC töltési teljesítmény | 195-205 kW (i4) | +30%* |
| Akku: cellakémia és formátum | NMC**, prizmatikus (szögletes), modulrendszer belső merevítőkkel | NMC, hengeres, 46×95 és 46×120 mm; 20%-kal jobb energiasűrűség, alvázba integrálva |
| Fő hajtómotor | 120‒360 kW (163‒490 LE) | 200/300 kW (272/408 LE) |
| Villanymotorok száma | 1-2 | 1-2-3-4*** |
| Alkalmazás | 15 autóban, pl. BMW iX1, MINI Countryman, Rolls-Royce Spectre | Neue Klasse X, a debreceni villany-SUV (2025 végétől); Neue Klasse limuzin (2026-tól) |
*A gyár nem közölt más adatot
**Nikkel-mangán-kobalt katódkémia
***Négy villanymotor lehet az új M3 elektromos verziójában
Nagy ugrás az átállás 800 voltos elektromos rendszerre. A töltési teljesítmény az áramerősség és a feszültség szorzatából jön ki, így 800 volton úgy is gyorsabb a töltés a 400 voltosnál, ha visszavesszük az áramerősséget.
Balra a laposabb 6-ik, jobbra az 5-ik generációs akkucsomag
Az áramerősség mérséklésével csökken a hőképződés és elegendő kisebb keresztmetszetű kábeleket használni, ami súly- és pénzmegtakarítást jelent. Az ötödik generációs villanyhajtáshoz hasonlóan itt is szilícium-karbid chipekkel találkozunk az inverterben, a hatékonyabb félvezetők jóval kevesebb áramot igényelnek és hozzájárulnak a hatótáv gyarapításához.
Rövid videós áttekintés az új hajtásegységről
Új motorok, akár minden kerékhez
Motorból is új konstrukciók érkeznek, amelyek nem igényelnek ritkaföldfémeket, ahogy azt a BMW villanymotorjaiban megszoktuk. A hátsókerék-hajtású autók mellett lesznek összkerekesek is. Az első villamos gép aszinkronmotor lesz, 120 és 180 kW közötti variánsokkal, ami 163‒245 lóerőt jelent. A beszállítótól vett aszinkron villamos gép előnye az egyszerű felépítés, a kedvező ár és hogy nem lassítja az autót a generált mágneses mezővel, amikor épp nem hajt, csak forgatják a kerekek.
Egyfokozatú az erőátvitel, középen a villanymotor állórésze és a hajtásegység aluháza között
Jóval 90 százalék felett van a saját fejlesztésű hátsó villanymotor hatásfoka. A forgórész és az állórész átmérője azonos a különféle teljesítménylépcsők között, gazdaságosabbá téve a gyártást. A többleterőt a külső gerjesztésű villamos szinkronmotor megnyújtása adja, tehát a 300 kilowattos vagy 408 lóerős hosszabb, mint a 200 kW/272 lóerős teljesítményű.
Az első villamos gép 70-75 kilós, a hátsó tömege 120 kg körüli. Gyártástechnológiában jókora nehézségeket okoz a farmotor 37 elemből álló forgórészének precíz gyártása, amely 16-18 ezres percenkénti fordulatszámmal pörög.
16-18 ezres fordulatszám, nincs sebességváltó
Épp a nagy fordulatszám tette lehetővé, hogy a BMW a hátsó motoron is lemondjon a sebességváltóról. A fejlesztőknek azt kellett eldönteniük, hogy költenek-e többet a villamos gépre, amely a szokásos 8-11 ezres fordulatszámoknál sokkal gyorsabban pörög, vagy sebességváltót alkalmaznak.
Itt alakul az akku egyenárama váltóárammá a 272 vagy 408 lóerős farmotorhoz
A hajtásláncfejlesztők a váltó nélküli, de jobb villanymotoros megoldást választották. Így a nagyon magas fordulatszám miatt elhagyható a két- vagy több fokozatú sebességváltó, az autó mégis tisztességes végsebességet érhet el. A Neue Klasse autóiról még nagyon hallgatnak a gyáriak, de nem arra számítok, hogy 150‒170-nél leszabályoznák őket.
Jelentős megtakarítást hoz az 5. generációs elektromos hajtásrendszerhez képest az olajhűtés átalakítása a hajtásegységben. A mostaninál folyamatosan dolgozik az olajszivattyú, az újban viszont hosszabb időszakokra leállítható, ha a villamos gép hűtése nem igényli a teljes hűtőkapacitást.
Évekig szolgál még a mostani technika
Jó ideig párhuzamosan él majd az 5-ik és a 6-ik generációs elektromos hajtásrendszer, az új akkugeneráció fokozatosan veszi át a mostani helyét.
Irtózatos hőt okád az olvasztott aluötvözet, 700 fok körül történik az öntés
Mivel a modellfrissítésekkel nem lehet egy merőben új elektromos rendszert és akkucsomagot integrálni az autókba, az új BMW-k a generációváltásokkal térnek át 800 voltos rendszerre.
Meggyorsítja a javításokat az akkumulátor vezérlését tartalmazó egység átgondoltabb elhelyezése. Az EnergyMaster nevű egység pozíciója marad a hátsó kerekek közelében, de kivették az akkumulátor fedele alól, különálló egységként kapcsolódik az akkupakkhoz.
A tapasztalatok szerint az akkumulátorral előforduló meghibásodások zöme nem a cellákat érinti, hanem elektronikai, vezérlési hiba, amit könnyebb úgy javítani, ha az akkuvezérlés nincs a fedél alatt.
Önálló egység az akkumenedzsment, így könnyebben javítható elektronikus zűr esetén
Újrahasznosítás Hollandiából
Bár a jól tervezett, folyadékhűtéses akkumulátorok kapacitásvesztése sokkal lassabb annál, amitől nem kevesen aggódtak, előbb-utóbb cserélni kell őket. Az akkuhulladék mennyiségét súlyosbíthatja a Neue Klasse konstrukciója, mert a modulrendszerű, kisebb egységekben cserélhető akkumulátort váltó konstrukcióban a cellák a karosszériastruktúra részei.
Ez javít ugyan a térkihasználáson, azonos térfogatban több akkucella helyezhető el a hatótáv megnyújtására, viszont súlyos ütközés után nem elég az akku egy vagy több megsérült modulját cserélni, hanem az egész akkumulátor kuka. Kíváncsi vagyok, milyen cascodíjakkal reagálnak erre a biztosítók.
Egyelőre Rotterdamban darálják le a nem javítható akkukat az SK Tes üzemében, onnan megy a fekete por Kínába az újrafeldolgozás további stációira
Az akkukból csak a nagyon súlyosan sérült és nem javítható példányok sorsa a reciklálás, a többit a gyártó igyekszik megjavíttatni, az újrahasznosítást a ragasztott helyett csavarozott cellarögzítés is segíti.
Ilyen közelről a debreceni BMW fő hajtómotorja
Jóval 99 százalék feletti tisztaságú lítium nyerhető ki az újrahasznosítással, amelynek elején a BMW európai partnere, az SK Tes rotterdami üzemében mechanikusan ledarálják az akkumulátorcellákat. Mivel Európában egyelőre kis mennyiségeket kell feldolgozni, a fekete por feldolgozása Délkelet-Ázsiában történik.
Hidrometallurgiai eljárással szétválasztják az összetevőket, amelyek a körforgás részei maradnak. Nagyobb darabszámnál Európában is megkezdődhet az újrahasznosításnak ez a stációja.
Bal szélen világos zakóban a szerző, lelkesen fotózom a diákat
Nem kizárólagos az elektromos hajtás
Bár itt az új villanyautó-nemzedék volt a középpontban, a BMW az elektromos autókkal párhuzamosan fejleszti benzines, dízel, illetve konnektoros hibrid hajtásait is. Dedikált villanyautók helyett a márka egy-egy típuson belül kínál alternatívát, ugyanabban a karosszériában. A hajtásmódok közötti szabad választáson alapuló stratégia működni látszik: 2024-ben a BMW több elektromos autót adott el, mint az Audi és a Mercedes-Benz együtt.
Ha kíváncsi vagy milyen modellben tesztelték az új technológiát a BMW mérnökei a Vezess alábbi cikkében azt is megtudhatod:
