BMW-Modellreihe: I20

17.03.2021
BMW iX: Antriebstechnologie und Modellvarianten. Der BMW iX xDrive50, der BMW iX xDrive40.
 

Zwei Elektromotoren und vier angetriebene Räder vermitteln im BMW iX eine neuartige Ausprägung der markentypischen Fahrfreude. Die herausragende Effizienz der Antriebseinheiten und modernste Batteriezellen-Technologie sorgen für eine hohe Reichweite und damit auch für maximale Alltagstauglichkeit. Und dank einer besonders leistungsfähigen Ladetechnologie genügen kurze Zwischenstopps, um den Energiegehalt des Hochvoltspeichers wieder aufzufrischen. Die BMW eDrive Technologie der jüngsten, mittlerweile fünften Generation bietet ideale Voraussetzungen, um lokal emissionsfreie Mobilität in einem Premium-Automobil in all ihren Facetten zu genießen.

Dabei wird die Reichweite auf BMW typische Weise gesteigert: mit der hohen Effizienz des Antriebs und einer optimierten Energiedichte des Hochvoltspeichers anstelle von unverhältnismäßig großen Batterien, die das Fahrzeuggewicht und damit auch die Fahrdynamik und den Stromverbrauch negativ beeinflussen. In Kombination mit intelligentem Leichtbau und einem aerodynamisch optimierten Design bildet die Antriebsund Speichertechnologie im BMW iX ein ideales Gesamtpaket für markentypische Sportlichkeit, wegweisende Nachhaltigkeit und überzeugende Alltagstauglichkeit.

Die Antriebseinheit und der Hochvoltspeicher der BMW eDrive Technologie der fünften Generation sind hinsichtlich ihrer Leistung beziehungsweise ihres Energiegehalts flexibel skalierbar. Sie können daher in unterschiedlichen Modellvarianten eingesetzt werden. Zur Markteinführung des BMW iX steht die jüngste BMW eDrive Technologie in zwei Ausführungen zur Auswahl. Im BMW iX xDrive50 erzeugen die beiden Elektromotoren an der Vorderund an der Hinterachse gemeinsam eine Höchstleistung von mehr als 370 kW/500 PS. Die Reichweite beträgt mehr als 600 Kilometer im Testzyklus WLTP kombiniert. Dies entspricht mehr als 300 Meilen gemäß EPA Testzyklus FTP-75. Der BMW iX xDrive40 kommt auf eine Leistung von rund 240 kW beziehungsweise mehr als 300 PS und eine gemäß WLTP ermittelte Reichweite von mehr als 400 Kilometern.

Der Antrieb: Hochintegriert und herausragend effizient.

Die BMW eDrive Technologie der fünften Generation umfasst eine Antriebseinheit, bei der Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe Antriebstechnologie und hochintegriert in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengeführt sind.

Dieses Konstruktionsprinzip ermöglicht eine im Vergleich zu früheren Elektroantrieben um rund 30 Prozent höhere Leistungsdichte. Die hochintegrierte elektrische Antriebs-Topologie ist ein wesentlicher Faktor für die herausragende Effizienz des BMW iX. Darüber hinaus führt sie zu einer deutlichen Reduzierung des Bauraums in Relation zur Leistung des Antriebs.

Die von der BMW Group in Eigenregie entwickelten Elektromotoren weisen in ihrer jüngsten Ausführung einen Wirkungsgrad von 93 Prozent auf. Sie übertreffen damit nicht nur aktuelle Verbrennungsmotoren, die Werte von weniger als 40 Prozent erreichen, sondern liegen auch im Wettbewerbsumfeld der Elektroantriebe an der Spitze. Ihre herausragende Effizienz trägt wesentlich dazu bei, dass der BMW iX xDrive50 auf einen im Testzyklus WLTP ermittelten kombinierten Stromverbrauch von weniger als 21 kWh je 100 Kilometer und der BMW iX xDrive40 auf einen entsprechenden Wert von rund 20 kWh je 100 Kilometer kommt. Darüber hinaus zeichnen sich die im BMW iX eingesetzten Elektromotoren durch eine besonders spontane Kraftentfaltung, eine sportliche Leistungscharakteristik und eine souveräne Geräuschlosigkeit aus.

Eigenständiges Motorenkonzept: Mehr Dynamik, weniger kritische Rohstoffe.

Die spezifischen Qualitäten der Elektromotoren sind das Resultat einer eigenständigen Konstruktionsweise, die sich grundsätzlich von der im Wettbewerbsumfeld üblichen Technologie unterscheidet. Sie arbeiten nach dem Prinzip einer stromerregten Synchronmaschine. Anstelle von fest installierten Permanentmagneten wird die Anregung des Rotors in den Motoren des BMW iX durch die Zufuhr von elektrischer Energie ausgelöst. Dadurch wird es möglich, in der Herstellung des Antriebs vollständig auf die für magnetische Komponenten erforderlichen Rohstoffe aus dem Bereich der seltenen Erden zu verzichten.

Auch die Kraftentfaltung des Antriebs profitiert von seinem spezifischen Konstruktionsprinzip. Aufgrund der mittels Stromzufuhr präzise steuerbaren Anregung des Rotors steht sein maximales Drehmoment bereits unmittelbar aus dem Stand heraus in vollem Umfang zur Verfügung. Außerdem kann es – anders als bei Elektromotoren herkömmlicher Bauart – über ein besonders breites Drehzahlband hinweg aufrechterhalten werden.

So ist das Fahrerlebnis im BMW iX nicht nur von einer extrem spontanen, sondern auch von einer außergewöhnlich konstanten Leistungsentfaltung geprägt, die die markentypische Sportlichkeit des Fahrzeugs unterstreicht. Der BMW iX xDrive50 spurtet in weniger als 5,0 Sekunden von null auf 100 km/h. Im BMW iX xDrive40 ist eine Beschleunigung aus dem Stand auf Tempo-100-Marke in wenig mehr als 6,0 Sekunden möglich. Die Höchstgeschwindigkeit beider Modellvarianten wird elektronisch auf 200 km/h limitiert.

Das Antriebsmoment der Motoren wird jeweils über ein im gleichen Gehäuse angeordnetes, 1-Gang-Getriebe übertragen und von dort auf kürzestem Weg an die Vorder- beziehungsweise Hinterräder geleitet. Dadurch werden neben der Gesamteffizienz des Antriebssystems auch die Agilität, die Traktion und die Fahrstabilität des BMW iX spürbar optimiert. Der zentral gesteuerte und mit den Fahrwerksregelsystemen vernetzte elektrische Allradantrieb ermöglicht eine besonders schnelle und präzise Dosierung der Antriebskraft in Abhängigkeit von der Fahrsituation, den Fahrbahnverhältnissen und den Wünschen des Fahrers.

Rekuperation von Energie während der Fahrt adaptiv und individuell dosierbar.

Mit einer adaptiven und darüber hinaus auch individuell dosierbaren Rekuperation von Bremsenergie wird die Effizienz des Antriebssystems im BMW iX weiter gesteigert. Die intelligente Vernetzung der Antriebssteuerung ermöglicht es, die Intensität der Rückgewinnung von Bremsenergie auf die mithilfe von Navigationsdaten und den Sensoren der Fahrerassistenzsysteme ermittelte Verkehrssituation abzustimmen. So kann beispielsweise bei der Annäherung an eine Kreuzung, die Rekuperationsleistung erhöht und damit gleichzeitig Energie in den Hochvoltspeicher eingespeist und die Verzögerungswirkung genutzt werden.

Dagegen ist es auf freier Strecke möglich, Komfort und Effizienz mithilfe der Segel-Funktion zu steigern, bei der das Fahrzeug ohne Antriebsmoment dahinrollt, sobald der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal nimmt. Dabei erfolgt auch bei nicht aktivierter Routenführung des Navigationssystems eine adaptive Anpassung an die jeweilige Verkehrssituation. Die adaptive Rekuperation wird präzise gesteuert, sodass auch spontane Reaktionen auf Änderungen der Verkehrssituation möglich sind. Wird beispielsweise während des Segelns der Blinker betätigt, setzt umgehend die Rekuperation ein. Bei der Annäherung an eine Kreuzung wird dagegen die Bremsenergie- Rückgewinnung beendet, sobald eine dort platzierte Ampel von Rot- auf Grünlicht umschaltet.

Die adaptive Rekuperation ist Bestandteil der Standard-Einstellungen, die zur Verfügung stehen, sobald mit dem Wählhebel auf der Mittelkonsole die Fahrstufe D aktiviert wird. Alternativ dazu kann der Fahrer im Menü des Bediensystems iDrive eine hohe, mittlere oder niedrige Bremsenergie Rückgewinnung als Dauereinstellung für alle Verkehrssituationen auswählen. Zur Steigerung des Komforts beim Rangieren und im Stop-and-Go-Verkehr fährt der neue BMW iX in der Fahrstufe D mit minimaler Geschwindigkeit an, sobald das Bremspedal entlastet wird. Darüber hinaus lässt sich mit dem Wählhebel auch die Fahrstufe B aktivieren, in dem durch eine besonders hohe Rekuperationsleistung das für Elektrofahrzeuge der BMW Group charakteristische One-Pedal-Feeling erzeugt wird.

Hochvoltspeicher: Optimierte Energiedichte, erhöhte Reichweite.

Die BMW eDrive Technologie der fünften Generation umfasst auch einen Hochvoltspeicher mit modernster Batteriezellen-Technologie. Die gravimetrische Energiedichte des Lithium-Ionen-Speichers wurde im Vergleich zur vorherigen Batteriegeneration um nochmals rund 20 Prozent gesteigert. Darüber hinaus weist die jüngste Generation der Hochvoltbatterie herausragende Qualitäten in den Bereichen Leistungsvermögen, Lade- und Entladeverhalten, Langlebigkeit und Sicherheit auf. Außergewöhnlich günstig fällt auch das Verhältnis zwischen Batteriegewicht und Speicherkapazität aus. Im BMW iX werden die von einem Aluminium-Gehäuse eingefassten Hochvoltbatterien als integraler Bestandteil der Karosserie tief im Fahrzeugboden angeordnet.

Die jüngsten Fortschritte auf dem Gebiet der Speichertechnologie sind das Ergebnis einer langjährigen und konsequenten Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Die BMW Group fertigt bereits seit dem Jahr 2013 Module und Batterien für Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antrieb. Das Unternehmen verfügt sowohl im Bereich der Batteriezellen-Technologie als auch hinsichtlich der Fertigung von modellspezifischen Hochvoltbatterien über herausragende Kompetenz und Erfahrung. Die BMW Group betreibt grundlegende Forschungsarbeit in den Disziplinen Zellchemie und Zelldesign. Dadurch wird es möglich, Batteriezellen nach präzisen Vorgaben herstellen zu lassen, die sich an den speziellen Anforderungen beim Einsatz in Fahrzeugen mit elektrifiziertem Antrieb orientieren.

Die angelieferten prismatischen Batteriezellen werden am jeweiligen Produktionsstandort der BMW Group zu Modulen zusammengefasst. Ein eigenständig entwickeltes Baukastensystem ermöglicht es, diese Module in einer flexiblen Anordnung in modellspezifische Hochvoltspeicher zu integrieren. Auf diese Weise erhält der BMW iX xDrive50 im BMW Werk Dingolfing eine Batterie, deren Brutto-Energiegehalt mehr als 100 kWh beträgt. Die für den BMW iX xDrive40 konzipierte Speichereinheit weist einen Brutto-Energiegehalt von mehr als 70 kWh auf.

Eine vollständig integrierte Flüssigkeitskühlung für den Hochvoltspeicher gewährleistet eine optimale Temperierung in hochdynamischen Fahrsituationen mit hohem Leistungsabruf sowie beim Schnellladen an einer Gleichstrom-Ladestation. Bei niedrigen Außentemperaturen wird während der Fahrt die von der Antriebseinheit erzeugte Abwärme zur Aufheizung des Hochvoltspeichers genutzt. Für die Batterien des BMW iX gilt eine Gewährleistungsfrist von acht Jahren, verbunden mit einer Kilometerleistung von bis zu 160 000 Kilometern.

Combined Charging Unit für Schnellladen mit bis zu 200 kW.

Ebenso wie das eigenständige Konstruktionsprinzip der Elektromotoren und die optimierten Hochvoltspeicher gehört auch eine neue Ladetechnologie zur BMW eDrive Technologie der fünften Generation. Die Combined Charging Unit (CCU) des BMW iX ermöglicht eine besonders hohe Flexibilität beim Anschluss an Ladestationen unterschiedlicher Art und ist daher auf allen internationalen Automobilmärkten für komfortables und schnelles Einspeisen von elektrischer Energie ins Fahrzeug geeignet. Darüber hinaus übernimmt sie auch die Versorgung der an das 12-Volt-Bordnetz des BMW iX angeschlossenen Verbraucher wie Beleuchtung, Audioanlage und Klimaanlage. Die CCU vereint die Funktionen des Spannungswandlers, der Ladeelektronik, der Stromverteilung sowie das Management der Antriebs-, Hochvolt- und Ladefunktionen für die Antriebseinheit und den Hochvoltspeicher in einem Gerät. Damit ermöglicht diese hochintegrierte Plattform das einzigartige elektrische Fahrerlebnis im BMW iX.

Wird die Hochvoltbatterie an einer herkömmlichen Haushaltssteckdose oder einer Wallbox aufgeladen, kann dazu Wechselstrom (AC) sowohl ein- als auch dreiphasig mit einer Leistung von bis zu 11 kW eingespeist werden. Auf diese Weise wird der vollständig entleerte Energiespeicher des BMW iX xDrive50 in weniger als elf Stunden zu 100 Prozent geladen. Beim BMW iX xDrive40 beträgt die für die Komplett-Ladung erforderliche Zeitspanne weniger als acht Stunden.

Deutlich höhere Ladeleistungen und entsprechend kürzere Ladezeiten lassen sich beim Anschluss an eine mit Gleichstrom (DC) betriebene Schnellladestation erzielen. So kann der BMW iX xDrive50 seine Hochvoltbatterie mit einer Leistung von bis zu 200 kW aufladen. An entsprechenden Ladestationen, wie sie an zahlreichen Hauptverkehrsstrecken installiert sind, lässt sich auf diese Weise innerhalb von nur zehn Minuten genügend Strom einspeisen, um die Reichweite um mehr als 120 Kilometer zu erhöhen. Die maximale Ladeleistung des BMW iX xDrive40 beträgt 150 kW. Damit stehen nach einem zehnminütigen Anschluss an eine Schnellladestation Energiereserven für mehr als 90 weitere Kilometer zur Verfügung. Bei beiden Modellvarianten kann der Ladezustand des Hochvoltspeichers in weniger als 40 Minuten von 10 auf 80 Prozent seiner Gesamtkapazität erhöht werden.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 17.03.2021

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