Kategorie: DriveNow BMWi Elektro

18.04.2013
E-Mobilität: Der Weg ist frei.
 

Für die Energieversorgung des BMW i3 sorgt eine speziell entwickelte Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterie mit acht Modulen und 96 Zellen, die raumsparend und optimal geschützt im Unterboden integriert ist. Der Energiespeicher wurde im Laufe der Entwicklung stetig optimiert, um Leistung, Reichweite, Gewicht und Langlebigkeit in optimale Balance zu bringen. Auch die Haltbarkeit der Speicherzellen entspricht einem ganzen Fahrzeugleben. Mit vollständig gefülltem Akku kann der BMW i3 unter alltäglichen Bedingungen bis zu 160 Kilometer zurücklegen, bevor er zum Wiederaufladen an die Steckdose muss. Der BMW i3 wird überwiegend in Städten und als Pendlerfahrzeug zwischen Wohn- und Arbeitsort eingesetzt werden, eignet sich aber auch für ländliche Gegenden, wie unsere MINI E Versuche gezeigt haben. Und nach der Auswertung von mehr als 20 Millionen Kilometern, die über 1000 Testkunden mit MINI E und BMW ActiveE in zehn Ländern zurückgelegt haben, ergibt sich ein klares Bild: Rund 90 Prozent der täglichen Fahrten liegen im Durchschnitt bei etwa 45 Kilometern, so dass ein vollgeladener BMW i3 die Alltagsbedürfnisse seiner Nutzer in Ballungsräumen weitestgehend erfüllt. Mit größeren Batterien wären zwar höhere elektrische Reichweiten möglich, das wird allerdings derzeit noch mit Mehrgewicht, höheren Kosten und reduzierter Fahrdynamik erkauft.

Energie laden: bequem zu Hause, am Arbeitsplatz oder unterwegs.

BMW i Wallbox

In der Praxis gestaltet sich das Laden des BMW i3 denkbar einfach, und schon heute sind viele Menschen in der Lage, Elektromobilität im Alltag komfortabel zu nutzen. Denn an der heimischen Ladestelle – sei es die klassische Steckdose oder die BMW i Wallbox – ist der Energiespeicher des BMW i3 nach frühestens sechs Stunden vollständig aufgefüllt, mit einer modernen öffentlichen Schnellladevorrichtung sind bereits nach 30 Minuten 80 Prozent der Batterie geladen. Dann reicht eine Mittagspause oder der Einkauf in der Stadt aus, um die Energie für weitere 120 Kilometer nachzutanken.

360° ELECTRIC.

Damit der BMW i3 optimal eingesetzt werden kann, hält BMW i ein umfassendes Produkt- und Serviceangebot bereit, das die individuellen Bedürfnisse der Kunden über das Fahrzeug hinaus abdeckt. Mit dem Komplettpaket 360° ELECTRIC lassen sich die Vorteile der Elektromobilität im Alltag besonders zuverlässig, komfortabel und flexibel erleben. Welche Angebote der Kunde nutzen möchte, entscheidet er immer selbst. Das Portfolio von 360° ELECTRIC basiert auf vier Säulen und umfasst im Wesentlichen die Bereiche Aufladen zu Hause, Aufladen an öffentlichen Ladestationen, Mobilitätssicherung sowie die Integration in innovative Mobilitätskonzepte zur Überwindung von Reichweitenrestriktionen.

Home Charging: komfortables Laden zu Hause.

Für Kunden mit eigener Garage oder privatem Stellplatz bietet BMW i maßgeschneiderte Lösungen an, mit denen das Aufladen zu Hause sicher, komfortabel und besonders schnell vonstattengeht. Zu diesem Zweck hat BMW i im Januar 2013 eine weitreichende Partnerschaft mit Schneider Electric und The Mobility House (TMH) geschlossen. Die Zusammenarbeit hat zum Ziel, bei Markteinführung des BMW i3 kundenfreundliche und leistungsfähige Lademöglichkeiten anzubieten, die ein komfortables Laden in der eigenen Garage ermöglichen. Die Vereinbarung umfasst Leistungen wie die Prüfung der Hausinstallation beim Kunden vor Ort, die Lieferung und Montage der Ladestation (die BMW i Wallbox) sowie Wartungs-, Beratungs- und weitere Serviceleistungen.

Außerdem unterstützt BMW i die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen und stellt in Zusammenarbeit mit ausgewählten Partnern unterschiedliche Grünstromprodukte zur Wahl. Im Rahmen einer strategischen Kooperation zwischen der BMW AG und der Naturstrom AG haben die Kunden in Deutschland zukünftig die Möglichkeit, ein Ökostrompaket für den Betrieb ihres BMW i3 zu erwerben. Da die Naturstrom AG zu 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Energien mit sehr hohem Windstromanteil liefert, ist ein CO2-freier Betrieb des Elektrofahrzeugs gewährleistet. Und BMW i ist auch dann behilflich, wenn sich der Kunde beispielsweise für einen Carport mit Solarpaneelen entscheidet.

Ausblick: Induktives Laden.

Während das Laden mit Ladekabel und Wallbox mittlerweile zum Serienstand gereift ist, beschäftigt sich die BMW Group bereits mit möglichen Zusatzoptionen für die Zukunft. Ein Beispiel dafür ist das induktive Laden, das ohne Kabel und Stecker funktioniert. Bei dieser Technik fährt das Fahrzeug mit Elektroantrieb über eine Ladeplatte auf dem Boden, wobei die Energie durch ein elektromagnetisches Feld berührungsfrei übertragen wird. Theoretisch denkbar ist eine solche Lösung für die heimische Garage, aber könnte sich in der Folge auch im öffentlichen Bereich verbreiten – als in den Boden eingelassene Platten auf Straßen und öffentlichen Parkplätzen.

Zu Beginn der Entwicklung des BMW i3 waren die verfügbaren fahrzeugseitigen Ladeeinheiten zu groß und zu schwer und hätten die Reichweite der Fahrzeuge unnötig reduziert. Mittlerweile ist es den Forschern der BMW Group jedoch gelungen, Maße und Gewicht der im Fahrzeug integrierten Ladeplatte um den Faktor zehn zu reduzieren. Durch den Einsatz

der hochmodernen Resonatortechnologie sind deutlich kleinere Systeme mit hoher Effizienz und Sicherheit realisierbar. Damit die induktive Ladetechnik für Fahrzeuge unterschiedlicher Hersteller nutzbar wird, ist ein möglichst weltweiter Standard notwendig. Zu diesem Zweck hat die BMW Group mit anderen deutschen Herstellern eine offizielle Arbeitsgruppe im Rahmen der DKE/VDE gegründet, und auch auf internationaler Ebene steht man mit diversen Herstellern in Kontakt.

Public Charging: Laden unterwegs.

Wer seinen BMW i3 weder zu Hause noch am Arbeitsplatz aufladen kann, findet bei 360° ELECTRIC ebenfalls individuelle Lösungen vor. In Kooperation mit Parkhausbetreibern und Anbietern von öffentlichen Ladestationen bietet BMW i den Kunden einen zuverlässigen Zugang zur öffentlichen Ladeinfrastruktur. Dabei unterstützt BMW i zusammen mit seinen Partnern die Vernetzung mit Smartphone und Navigationssystem, um den Nutzern Komfortmerkmale wie die Anzeige verfügbarer Ladestationen und einfache wie transparente Bezahlprozesse mit der ChargeNow Karte zu ermöglichen. Die ChargeNow Karte ermöglicht den übergreifenden Zugang zu Ladesäulen und die bargeldlose Bezahlung. Die ChargeNow Karte bündelt in allen BMW i Märkten die größtmögliche Anzahl an Anbietern von Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum, sodass der Kunde mit nur einer Karte Zugang zu den Ladesäulen verschiedener Anbieter nutzen kann und eine einheitliche Abrechnung von BMW i bekommt.

Alleine in Deutschland gibt es über 70 verschiedene Anbieter von öffentlichen Lademöglichkeiten, die derzeit noch auf unterschiedliche Bezahl- und Servicekonzepte setzen. Eine Harmonisierung dieser Landschaft ist unabdingbar. Die ChargeNow Karte ist das BMW i eigene Produkt, das jetzt schon eine intelligente Lösung für Kunden darstellt. Die Herausforderung besteht nun darin, gemeinsam mit allen beteiligten Partnern die übergreifenden Angebote weiter auszubauen.

BMW i3 CFK-Fahrgastzelle (Life-Modul)

Ein aktuelles Beispiel für die Vernetzung der öffentlichen Ladeinfrastruktur ist das kürzlich vorgestellte Lösungsportfolio der Hubject GmbH, eines Joint Ventures von BMW Group, Bosch, Daimler, EnBW, RWE und Siemens. Das Unternehmen ermöglicht Anbietern von Elektromobilitätsdienstleistungen, ihr Angebot um das sogenannte eRoaming zu erweitern. Fahrer von Elektrofahrzeugen erhalten dadurch mit nur einem Anbietervertrag Zugang zu jedem öffentlichen Ladepunkt eines entstehenden europäischen Netzwerks, das der BMW i Kunde mit der ChargeNow Karte nutzen kann. Damit gestaltet sich das Aufladen von Elektrofahrzeugen in Zukunft so unkompliziert wie das Abheben von Bargeld an einem Bankautomaten. Der Zugang an der Ladesäule erfolgt über einen standardisierten QR-Code, der den Ladevorgang mittels Scan-Funktion und Smartphone-App startet und beendet.

Bald Wirklichkeit: von München nach Leipzig rein elektrisch.

In einem vom Bund geförderten Gemeinschaftsprojekt der BMW Group mit ABB, Deutsche Bahn, EIGHT, RWE, der Universität Bamberg, der Universität der Bundeswehr München und der Technischen Universität Dresden entsteht an der BMW Welt in München eine Schnellladestation für Elektrofahrzeuge, die Mitte des Jahres eröffnet wird. Sie bietet den Nutzern zwei Ladepunkte des sogenannten Combined Charging System CCS (Combo), auf das sich die europäischen Automobilhersteller als gemeinsamen Standard verständigt haben. CCS ermöglicht neben dem bekannten Laden mit Wechselstrom das ultraschnelle Laden mit Gleichstrom und ist für den neuen BMW i3 ebenso geeignet wie für Elektrofahrzeuge anderer Hersteller.

Mit der neuen Ladestation entsteht in unmittelbarer Nähe des U-Bahnhofs Olympiapark ein Knotenpunkt zwischen Elektroauto, öffentlichem Nahverkehr und Elektrofahrradverkehr.

Im Rahmen eines weiteren Förderprojekts errichtet ein Konsortium aus BMW Group, Siemens und E.ON Schnellladesäulen entlang der A9. Ab Anfang 2014 wird damit – unterbrochen von kurzen Ladestopps – eine rein elektrische Fahrt von München bis nach Berlin möglich sein. Und dabei wird es nicht bleiben: Ein ähnliches Vorhaben anderer Akteure soll den Brückenschlag von München über Salzburg und Wien bis nach Bratislava herstellen und damit den Grundstein für ein länderübergreifendes Netz an Schnellladesäulen legen.

Die genannten Beispiele zeigen, dass die öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur stetig wächst und die derzeit noch überwiegend genutzten Lademöglichkeiten zu Hause oder am Arbeitsplatz immer besser ergänzt. So gewinnen die Nutzer von Elektrofahrzeugen noch mehr Flexibilität und die Möglichkeit, auch längere Strecken problemlos zurückzulegen. Auch in diesem Zusammenhang hat der große Feldversuch der BMW Group interessante Ergebnisse geliefert: Bei Verfügbarkeit eigener und gesicherter öffentlicher Lademöglichkeit konnten die Nutzer mit dem MINI E bis zu
90 Prozent ihrer Fahrten erledigen. Dies erreichten sie im Schnitt mit weniger als 10 Prozent öffentlichem Ladeanteil.

Flexible Mobility: Alternativen geschickt nutzen.

Für den Fall, dass die Reichweite eines BMW i3 einmal nicht ausreicht, kann der Kunde auf ergänzende Mobilitätsbausteine zurückgreifen, mit deren Hilfe sich auch größere Distanzen bewältigen lassen – beispielsweise über die zeitweilige Nutzung eines BMW mit Verbrennungsmotor oder Hybridantrieb. Zu diesem Zweck lassen sich über 360° ELECTRIC individuelle Jahreskontingente hinzubuchen. Daneben steht dem BMW i Kunden auch das Carsharing-Angebot DriveNow zur Verfügung.

Der Schwerpunkt beim BMW i3 liegt auf der rein elektrischen Antriebsvariante. Für Kunden, die regelmäßig weitere Strecken als 160 Kilometer zurücklegen wollen, bieten wir jedoch einen optionalen Range- Extender an, der die Reichweite des BMW i3 auf rund 300 Kilometer erhöht.

Assistance Services.

Damit der BMW i3 im Alltagseinsatz stets zuverlässig funktioniert, werden die Batterie und die übrigen elektrischen Systeme auch während der Fahrt permanent überwacht. Im seltenen Fall einer Störung sind die BMW Service- Mobile oder Werkstätten in der Lage, im Rahmen der Diagnose fehlerhafte Komponenten zu ermitteln.

Falls es an der Batterie jedoch tatsächlich zu einem Schaden kommt, bietet BMW i mit der Einführung des BMW i3 erstmalig in der Automobilindustrie einen vollmodularen und reparaturfähigen Hochvoltspeicher an. Ein möglicher Defekt führt somit nicht notwendigerweise zum Kompletttausch, sondern kann bei ausgewählten BMW i Händlern auch durch den Tausch einzelner Module behoben werden. Die konstruktiven Maßnahmen in Verbindung mit der Ersatzteilstrategie tragen wesentlich zur langfristigen Produktakzeptanz, zu günstigen Betriebskosten und reduzierten Gewährleistungskosten bei. Somit trägt dieses Konzept ganz wesentlich zur Ressourcenschonung und zur Nachhaltigkeitsstrategie bei.

BMW hat die Batterie selbst entwickelt.

Die Hochvoltspeicher für den BMW i3 entstehen auf einer hochmodernen Montagelinie im BMW Werk Dingolfing. Zugeliefert werden lediglich die Zellen, ansonsten handelt es sich bei den Batterien um eine komplette Eigenentwicklung. Dabei konnte auf Entwicklungserfahrungen früherer, ebenfalls eigenentwickelter Batterien wie die des BMW ActiveHybrid 3 und 5 sowie des BMW ActiveE aufgesetzt und weitere Optimierungen umgesetzt werden.

Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterie

Der modulare Aufbau der Batterie besteht aus einzelnen Blocks, die jeweils über eigene Sicherheitssysteme verfügen. Die Entscheidung, den Energiespeicher selber zu bauen, bedeutet nicht nur Zukunftssicherheit für den Standort Deutschland. Sie bietet für BMW und seine Kunden zudem zahlreiche Vorteile. Zum einen ist gewährleistet, dass die Potenziale der Speichertechnik weiter erschlossen werden, zum anderen sind BMW typische Performance sowie maximale Sicherheit gewährleistet. Schließlich kann BMW als Entwickler und Hersteller sehr flexibel auf zukünftige Anforderungen und Bedürfnisse reagieren.

Batterie hält ein Autoleben lang.

Die Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Speichers hängt von verschiedenen Faktoren ab. So altert die Batterie durch zwei Effekte: zum einen kalendarisch, d. h. mit zunehmendem Alter nimmt die Leistungs- und Speicherfähigkeit ab; dieser Effekt hängt stark von der Temperatur der Batterie ab. Zum anderen beeinflusst das Laden und Entladen das Alterungsverhalten. Ausgiebige Tests der Entwickler haben ergeben, dass die Zellen, wie sie im BMW i3 eingesetzt werden, sowohl bezüglich der Lebensdauer als auch hinsichtlich der Zyklenfestigkeit die hohen BMW Anforderungen über das gesamte Fahrzeugleben erfüllen. Dafür sorgen eine passende Auswahl der chemischen Bestandteile der Zellen und ein intelligentes Batteriemanagement, welche den Speicher im optimalen Nutzungsbereich (z. B. Anpassung der Temperatur durch Kühlung oder Heizung) betreibt.

Kühlung mit Kältemittel.

BMW i nutzt zur Kühlung des Hochvoltspeichers direkt das Kältemittel der Klimaanlage. Dieses Kühlmedium bietet im Vergleich zu Wasser- oder Luftkühlung die höhere Kühlleistung und es sind keine zusätzlichen Komponenten wie Gebläse oder Pumpen erforderlich. Dadurch kann Gewicht und Bauraum gespart werden. Die Heizung zur Vorkonditionierung bei kalten Temperaturen wird, wenn das Fahrzeug an die Wallbox angeschlossen ist, direkt aus dem Stromnetz gespeist.

Im Ergebnis steht die Batterieleistung daher über weite Teile des Ladezustands gleichmäßig zur Verfügung und ist von wechselnden Temperatureinflüssen weitgehend unabhängig. Folglich profitieren Alltagstauglichkeit, Langzeitstabilität und Lebensdauer des Energiespeichers.

BMW Laserlicht

Darüber hinaus wurde im BMW i3 besonderer Wert auf eine niedrige Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher gelegt. Die Innenraumheizung arbeitet nach dem Prinzip der Wärmepumpe und spart im Stadtverkehr bis zu 30 Prozent Strom gegenüber einer konventionellen elektrischen Heizung. Für die Beleuchtung innen und außen kommen stromsparende Leuchtdioden zum Einsatz. Beide Maßnahmen tragen substanziell zur Reichweite des BMW i3 bei. Und der BMW i8 stößt mit dem erstmaligen Einsatz von Laserlicht in eine neue Energieeffizienz-Liga vor.

Zuverlässigkeit ist oberstes Gebot.

Die Einführung neuer Technologien geht stets mit Vorbehalten einher. Doch wenn in diesem Jahr der BMW i3 an den Start geht, können sich Fahrer, Passagiere und andere Verkehrsteilnehmer auf ein rundum sicheres Fahrzeug verlassen, das dem hohen BMW Group Standard entspricht. Dieser geht bei allen sicherheitsrelevanten Themen über gesetzliche Anforderungen hinaus.

Das elektrische System des BMW i3 ist im Gegensatz zu einem konventionellen Bordnetz zweipolig ausgeführt. Der Minuspol ist deshalb nicht an Masse, also der Karosserie angelegt, sondern als separate, voll isolierte Leitung geführt. Zudem verhindert ein komplett dichtes Batteriegehäuse das Eindringen von Wasser. Bei der Auswahl der chemischen Zusammensetzung der Batteriezellen wurde neben Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit natürlich auch auf die Eignung der Zellen für den automobilen Bereich, speziell bei der Sicherheit, geachtet.

Daneben sorgen aufwendige Überwachungsalgorithmen, eine ausgeklügelte Sensorik sowie das beschriebene Kühlsystem dafür, dass die Batterie weder zu tief entladen noch überladen werden kann und auch im Betrieb nicht überhitzt. Drei Sicherheitsebenen inklusive Abschaltmechanismus sowohl auf Software- als auch auf Hardware-Seite sichern das gesamte elektrische System zuverlässig ab.

Nachhaltigkeit: Zweitverwendung nach dem Autoleben.

Der Energiespeicher des BMW i3 verfügt am Ende der Lebensdauer des Autos noch über eine gute Leistungs- und Energiespeicherfähigkeit. Nach circa 1.000 Ladezyklen besitzt die Batterie noch einen Großteil ihrer Nennkapazität. Daher wird BMW i die Batterien aufbereiten und einer Zweitverwendung zuführen. Im Sinne der Nachhaltigkeit lassen sich die Batterien als stationäre Energiespeicher für zahlreiche neue Anwendungen nutzen. Denkbar sind Zwischenspeicher für Sonnenenergie einer Solaranlage, die bei Nacht oder Schlechtwetter in das Hausnetz oder zum Laden des eigenen BMW i3 zurückspeisen – so kann die Versorgung eines BMW i über selbstproduzierten Grünstrom realisiert werden.

Darüber hinaus bietet die Zusammenschaltung mehrerer Batterien die Option auf Speichersysteme in gewerblichen Größenordnungen. Solche Systeme nutzen bereits die beiden Forschungszentren der BMW Group: das BMW Group Technology Office USA in Mountain View, Kalifornien und seit Januar 2013 auch das BMW ConnectedDrive Lab in Shanghai, China. Und auch im Energieeffizienzhaus Plus des Bundesministeriums für Wirtschaft in Berlin zur Optimierung und Stabilisierung der lokalen Energieversorgung kommen Batterien des MINI E zum Einsatz.

Darüber hinaus sind Großspeicher von mehreren Megawatt Speicherkapazität zur Versorgungsstabilisierung auf Stromnetzebene wirtschaftliche Einsatzszenarien. BMW i arbeitet an der Erforschung und Realisierung von Anwendungen dieser Größenordnung. Als globaler Automobilhersteller verfolgt BMW i auf dem Gebiet der Zweitverwendung von Batterien eine ganzheitliche Strategie zur Abdeckung der potenziellen Weltmärkte.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 18.04.2013

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