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Kategorie: BMWi Elektro Hybrid Werk

29.07.2016
BMW Group Werk Dingolfing als zentraler Produktionsstandort für Elektromotoren und Hochvoltspeicher
Kompetenzzentrum für eDrive Technologie

 

Langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Elektromobilität, modernste Fertigungsanlagen und speziell qualifizierte Mitarbeiter machen den Standort Dingolfing innerhalb des weltweiten Produktionsnetzwerks der BMW Group zum Kompetenzzentrum für eDrive Technologie. Seit dem Produktionsstart der Serienautomobile von BMW i werden hier Hochvoltbatterien sowie weitere Antriebs- und Fahrwerkskomponenten für diese Modelle produziert. Zuvor entstanden in Dingolfing bereits Hochvoltspeicher für BMW Active E, BMW 3er ActiveHybrid, BMW 5er ActiveHybrid und BMW 7er ActiveHybrid.

Mit der Markteinführung der ersten Plug-in-Hybrid Modelle der BMW Kernbaureihen erreicht die Fertigung von BMW eDrive Komponenten eine neue Dimension. Die im Heck eingebauten Elektromotoren und alle Hochvoltspeicher für diese Fahrzeuge stammen aus Dingolfing. Insgesamt hat die BMW Group am Standort in den zurückliegenden Jahren mehr als 100 Millionen Euro in den Schwerpunkt Elektromobilität investiert und so dessen Zukunftsfähigkeit und die dortigen Arbeitsplätze gestärkt. Ungeachtet des hohen Automatisierungsgrades in den Produktionsprozessen für Elektromotoren und Hochvoltspeicher steigt auch der Bedarf an hochqualifizierten Arbeitskräften. Die Zahl der Mitarbeiter in der Komponenten-Fertigung für Plug-in Hybrid Fahrzeuge wird mittelfristig von derzeit rund 100 auf mehr als 200 wachsen.

Auch in der Produktion: Technologietransfer von BMW i schafft Innovationen und Zukunftsfähigkeit.

Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.

Die Fertigungskapazitäten für Elektromobilität zeigen, dass der Transfer von Technologie und Know-how aus der Entwicklung von BMW i Automobilen auch die Produktion umfasst. Die dort gesammelten Erfahrungen kommen nicht nur den Eigenschaften der BMW eDrive Komponenten zugute, sondern ebenso der flexiblen und qualitätsorientierten Produktion im Werk Dingolfing.

Der markenübergreifende Knowhow-Transfer entspricht dem ganzheitlichen Konzept, das die BMW Group bei der Elektromobilität verfolgt. Für das Fahrerlebnis entscheidende Komponenten der elektrifizierten Antriebe werden „inhouse“ entwickelt. Neben den Elektromotoren und den Hochvoltspeichern gilt dies auch für die Leistungselektronik und das Bordnetz – als Basis für das intelligente Energiemanagement. Mit der Entscheidung für eine eigenständige Entwicklung und Fertigung von eDrive Technologie hat sich die BMW Group eine im Wettbewerbsvergleich einzigartige Systemkompetenz gesichert. Fundiertes Knowhow über alle Einzelbestandteile verbindet sich dabei mit einem tiefen Verständnis für das Gesamtsystem Elektroantrieb. Innovationen und Optimierungen fließen schnell, unmittelbar und exklusiv in die Produktsubstanz von eDrive Komponenten ein. All dies verhilft der BMW Group auch bei der Elektromobilität den Führungsanspruch im Branchenumfeld zu verfolgen.

Das Prinzip der „inhouse“ absolvierten Entwicklung und Fertigung gewährleistet, dass die komplette Antriebstechnologie aller Elektro- und Plug-in-Hybrid Fahrzeuge den hohen Standards der BMW Group in den Bereichen Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit entspricht. Außerdem führen ihre Leistungsdaten zu einer markentypischen Charakteristik der entsprechenden Modelle. So besteht die Möglichkeit, Produkte und Produktionsverfahren parallel zueinander weiterzuentwickeln.

Baukastensystem vereint die Vorteile von Standardisierung und Flexibilität.

Viel Handarbeit bei der Produktion der Hochvoltspeicher für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Viel Handarbeit bei der Produktion der Hochvoltspeicher für Plug-in-Hybridfahrzeuge.

Parallelen zwischen Produktportfolio und Produktionsprozess gibt es bereits im Aufbau der neuen Fertigungsanlagen im BMW Group Werk Dingolfing. In der neu errichteten Halle steht eine Fläche von rund 6.000 Quadratmetern für die zentrale Produktion von eDrive Komponenten im Produktionsnetzwerk zur Verfügung. Allein für die Fertigung von Elektromotoren und Speichermodulen werden aktuell jeweils rund 1.500 Quadratmeter genutzt, die Montage der Hochvoltbatterien erfolgt auf einer Fläche von rund 1.000 Quadratmetern. In allen Bereichen sind die Anlagen so angeordnet, dass ein Ausbau der Produktionskapazitäten – bis hin zu einer Verdoppelung – schnell erfolgen kann und keine negativen Auswirkungen auf die Effizienz der Fertigungsprozesse hat. Bestehende Freiflächen auf dem Werksgelände bieten zudem die Option auf eine Erweiterung der Gesamtkapazitäten für Elektromobilität.

Flexibilität kennzeichnet auch das Portfolio der eDrive Komponenten. Die BMW Group hat ein Baukastensystem konzipiert, das es ermöglicht, Elektromotoren und Hochvoltbatterien mit jeweils standardisierten Konstruktionsprinzipien und Grundeigenschaften in unterschiedlicher Größe, Leistung und Bauform zu entwickeln. Diese Kombination aus Standardisierung und Flexibilität ermöglicht es, die Anforderungen aktueller und künftiger Fahrzeuge mit rein elektrischem beziehungsweise Plug-in-Hybrid Antrieb abzudecken. Die skalierbare Architektur bildet darüber hinaus die Voraussetzung dafür, diese Modelle zu attraktiven Preisen anzubieten, die vergleichbar sind mit denen konventionell angetriebener Fahrzeuge ähnlicher Leistung. Mit dieser Strategie ist es außerdem möglich, eDrive Komponenten für eine Vielzahl von BMW i und BMW iPerformance Modellen gleichzeitig und auf einer einheitlichen Fertigungslinie zu produzieren. Die BMW Group verfügt dadurch über die Voraussetzungen, flexibel auf unterschiedliche Marktanforderungen zu reagieren. Dafür ist entscheidend, dass die Fertigung neuer Varianten problemlos in den bestehenden Produktionsablauf integriert werden kann.

Elektromotoren aus Dingolfing: Spezifische Technologie und innovative Fertigung für das charakteristische Elektrofahrerlebnis.

Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.

Die BMW Group verfolgt mit der Strategie einer „inhouse“ stattfindenden Entwicklung und Produktion von eDrive Technologie das Ziel, den Kunden auch bei der Nutzung eines elektrischen Antriebs das für die jeweilige Marke charakteristische Fahrerlebnis zu bieten. Auf diese Weise erfolgt auch im Rahmen der Elektromobilität eine klare Differenzierung zum Wettbewerb, die unter anderem anhand der Kriterien Dynamik, Effizienz und Komfort definiert wird. Eine Schlüsselrolle spielt dabei der Elektromotor. Die in den BMW i und BMW iPerformance Modellen eingesetzten Elektromotoren zeichnen sich durch hohe Leistung in Relation zu ihrer Größe und ihrem Gewicht aus. Außerdem weisen sie eine auch in hohen Drehzahlbereichen konstante Kraftentfaltung und einen besonders günstigen Wirkungsgrad auf. Erzielt werden die Eigenschaften durch ein spezifisches Konstruktionsprinzip und zahlreiche mit Knowhow von BMW i umgesetzte Detaillösungen sowie durch innovative Produktionsverfahren.

Im BMW Group Werk Dingolfing werden Stator und Rotor gefertigt und mit dem Gehäuse des Elektromotors zusammengesetzt. Dabei ist die Montagelinie sehr flexibel aufgebaut. Einzelne Mitarbeiter können mehrere Fertigungsschritte übernehmen. Aufgrund der U-förmigen Anordnung der Arbeitsplätze ist die dadurch entstehende Flexibilität mit hoher Effizienz verbunden. An allen Stationen werden die Bauteile ergonomisch an die Mitarbeiter herangeführt. Die Arbeitsplätze können in Höhe und Neigung an die individuellen ergonomischen Bedürfnisse angepasst werden. Ein Großteil der Tätigkeiten kann wahlweise im Sitzen oder Stehen ausgeführt werden. Diese spezielle Arbeitsweise trägt zur hohen Fertigungsqualität der eDrive Technologie aus dem BMW Group Werk Dingolfing bei.

Um die hohe spezifische Leistung der eDrive Antriebe und ihre sportliche Charakteristik zu gewährleisten, wurde das Prinzip des permanenterregten Synchronelektromotors im Detail optimiert. So ist beispielsweise der Stator, der aus einem bis zu zwei Kilometer langen Kupferdraht besteht, dank einer speziellen Wicklungstechnik besonders kompakt ausgeführt. Die Fertigung des Stators umfasst die Paketierung und Isolierung der Einzelbleche sowie das Einziehen und Formen der Spulen. Das Verbinden der Bleche erfolgt dabei in einem Laserschweißverfahren. Auch die Montage des Rotors unterliegt einem eigenständig konzipierten Prozess. Nach dem Einlegen und Verstemmen der Magnete in den aus Einzelblechen bestehenden Rotor wird die gekühlte Rotorwelle in das erwärmte Bauteil eingeschrumpft. Erst im Anschluss daran erfolgt die Magnetisierung des Rotors. Dadurch wird der gesamte Montageprozess erheblich erleichtert. Für die Endmontage des Antriebs wird zunächst der Stator in das per Induktion auf etwa 150 Grad Celsius erwärmte Motorgehäuse eingeschrumpft und anschließend der Rotor eingefügt. Nach dem Anbringen der Anbauteile und einem Funktionstest kann der fertige Elektromotor an das Getriebe angeflanscht werden.

Hochvoltbatterien nach Maß: Einheitlicher Aufbau, individuelle Anordnung, maximale Effizienz.

Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing. Hier: fertige Statoren.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Hier: fertige Statoren.

Die Fertigung der Hochvoltbatterien für BMW i und BMW iPerformance Automobile in Dingolfing gliedert sich in zwei Produktionsabschnitte. In einem hochautomatisierten Verfahren werden zunächst die angelieferten Lithium-Ionen- Zellen zu Modulen zusammengefügt. Anschließend werden die Module gemeinsam mit den Anschlüssen, Steuergeräten und Kühlaggregaten in ein Aluminiumgehäuse montiert. Jeweils 16 Zellen bilden ein Modul, die auf das jeweilige Fahrzeug zugeschnittenen Speichereinheiten setzen sich aus fünf beziehungsweise sechs Modulen zusammen. Mithilfe dieses Baukastensystems können Hochvoltbatterien mit einheitlichen Eigenschaften und Qualitätsstandards in modellspezifischer Größe und Geometrie produziert werden. So steht für jedes Modell ein optimal an den verfügbaren Bauraum und die vorgesehene Position im Fahrzeug angepasster Energiespeicher zur Verfügung.

Auch im Konstruktionsprinzip sowie im Produktionsverfahren für die Hochvoltbatterien kommt das im Rahmen von BMW i gesammelte Know-how zum Tragen. Zahlreiche Produktionstechniken, die zur hohen Qualität und Zuverlässigkeit der Speichereinheiten beitragen, wurden erstmals für die Fertigung der Batterien des BMW i3 und des BMW i8 eingesetzt. Seitdem werden sie konsequent weiterentwickelt. Die nach präzisen Vorgaben der BMW Group produzierten Batteriezellen werden in Dingolfing zunächst einer Eingangskontrolle unterzogen und danach für die nahezu vollständig automatisierte Modulfertigung vorbereitet. Roboter tragen anschließend eine Kleberschicht auf, fügen die Zellen zusammen, schweißen den Modulrahmen unter Druck um die gruppierten Zellen, bringen die thermischen Schnittstellen auf und stellen in einem Laserschweißverfahren die Zellkontakte her.

Die fertigen Module können anschließend zu einer für das jeweilige Modell konzipierten Batterieeinheit gruppiert werden. Im BMW Group Werk Dingolfing entstehen derzeit drei Varianten der Hochvoltbatterie in einem als Inselfertigung bezeichneten Fertigungsprozess, der ein einzigartiges Maß an Flexibilität gewährleistet und darüber hinaus ein ebenso effizientes wie qualitätsorientiertes Arbeiten ermöglicht. Auch in der Batteriefertigung können die Kapazitäten jederzeit bedarfsgerecht angepasst und die Produktion zusätzlicher Varianten problemlos integriert werden.

Je nach Variante werden entweder fünf oder sechs Module in ein Aluminium- Gehäuse eingesetzt, in dem zuvor bereits die Kühl- und Anschlusssysteme verbaut wurden. Die automatisch verschraubten Module werden über Steckerkontakte miteinander verbunden. Durch diese Installationsweise wird es möglich, im Fall einer Funktionsstörung anstelle der gesamten Hochvoltbatterie einzelne betroffene Module auszutauschen. Der damit verbundene Serviceaufwand wird durch den Aufbau des Speichers zusätzlich reduziert. Nach dem Öffnen des Gehäuses können die isolierten Module gefahrlos entfernt werden. Zudem kann der Wechsel von Modulen mit möglichst geringen Demontage-Umfängen der Kühlereinheit erfolgen.

Zur Temperierung der Hochvoltbatterie wird der Kühlkreislauf der Klimaanlage des Fahrzeugs genutzt. Dabei dient das gasförmige Kältemittel der Klimaanlage unmittelbar zur Kühlung der Zellen. Dieses Vorgehen ermöglicht eine besonders effiziente Temperaturregelung, da der Wärmeübertrag im Prozess der Verdampfung direkt und daher deutlich wirksamer erfolgt als beim Einsatz eines Zusatzmediums. Die Kühlereinheiten können dadurch besonders kompakt ausfallen. Außerdem kann im Fall einer Kollision keine Flüssigkeit austreten.

Nachfolgend sehen Sie von BMW bereit gestellte Fotos aus der Produktion:

Kompetenzzentrum für eDrive Technologie: Produktion Hochvoltspeicher

Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Einzelne Batteriezellen sind hier bereits zu einem Batteriemodul zusammengefügt.
Einzelne Batteriezellen sind hier bereits zu einem Batteriemodul zusammengefügt.
Leeres Gehäuse des Hochvoltspeichers, in dem die Batteriemodule eingesetzt werden.
Leeres Gehäuse des Hochvoltspeichers, in dem die Batteriemodule eingesetzt werden.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Einbau der Kühlung für die Batteriemodule. Je Lage gibt es ein Kühlelemet.
Einbau der Kühlung für die Batteriemodule. Je Lage gibt es ein Kühlelemet.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Automatische Enbringung der Batteriemodule in das Gehäuse des Hochvoltspeichers.
Automatische Enbringung der Batteriemodule in das Gehäuse des Hochvoltspeichers.
Zwei Batterie-Module sind hier bereits im Hochvoltspeicher eingebaut.
Zwei Batterie-Module sind hier bereits im Hochvoltspeicher eingebaut.
Zwei Batterie-Module sind hier bereits im Hochvoltspeicher eingebaut. Ansicht von oben.
Drei Batterie-Module sind hier bereits im Hochvoltspeicher eingebaut. Ansicht von oben.
Vier Batterie-Module sind letztlich verbaut. Schlussarbeiten per Hand.
Vier Batterie-Module sind letztlich verbaut. Schlussarbeiten per Hand.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Produktion von Hochvoltspeichern in Dingolfing für Plug-in-Hybridfahrzeuge.
Der fast fertige Hochvoltspeicher muss nur noch geschlossen werden.
Der fast fertige Hochvoltspeicher muss nur noch geschlossen werden.
Fertiger Hochvoltspeicher im BMW Werk Dingolfing.
Fertiger Hochvoltspeicher im BMW Werk Dingolfing.

 

Kompetenzzentrum für eDrive Technologie: Produktion Elektromotor

Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Die Kupferspulen werden teils per Hand am Stator befestigt.
Die Kupferspulen werden teils per Hand am Stator befestigt.
Die Kupferspulen werden teils per Hand am Stator befestigt.
Die Kupferspulen werden teils per Hand am Stator befestigt.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Erstaunlich viel Handarbeit bei der Produktion des E-Motors. Die Kupferspulen werden oben mit Hand befestigt.
Erstaunlich viel Handarbeit bei der Produktion des E-Motors. Die Kupferspulen werden oben mit Hand befestigt.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Die Bestigung der Kupfer-Spulen am Stator oben erfolgt per Handarbeit.
Die Bestigung der Kupfer-Spulen am Stator oben erfolgt per Handarbeit.
Rotor mit Permanentmagnet und Stator werden zusammengebaut.
Rotor mit Permanentmagnet und Stator werden zusammengebaut.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung eines Elektro-Motors für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
fertige 'E-Getriebe' für PHEV Fahrzeuge
fertige "E-Getriebe" für PHEV Fahrzeuge
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing.
Fertigung von Elektro-Motoren für BMW PHEV Fahrzeuge im Werk Dingolfing
 

Lesen Sie auch: 7-forum.com bei den Innovationstagen in München im Juli 2016 im BMW Werk Dingolfing

Quelle: BMW Presse-Mappe zu den BMW Innovationstagen 2016 vom 29.07.2016


 

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