BMW eDrive-technologie van de zesde generatie betekent mijlpaal voor elektrische mobiliteit +++ BMW Energy Master: slimme centrale regeleenheid voor de volledig nieuwe hoogspanningsbatterij – intern ontwikkeld en geproduceerd +++ Expertise van de waardeketen voor e-mobiliteit in Beieren en Oostenrijk gebundeld +++ Innovatief, flexibel en modulair principe voor elektrische aandrijvingen +++

München/Landshut. De BMW Group presenteert haar volgende innovaties op het gebied van elektrische aandrijftechnologie en luidt daarmee een nieuw tijdperk van volledig elektrisch rijden in. Tijdens het Tech Days evenement in Landshut gaf de constructeur enkele eerste inzichten in de ontwikkeling en productie van hoogspanningsbatterijen en elektrische aandrijfsystemen met de BMW eDrive-technologie van de zesde generatie. Elke zuiver elektrische wagen van de Neue Klasse zal hiervan voorzien worden. Het eerste model van de Neue Klasse gaat later dit jaar in serieproductie in de fabriek in Debrecen (Hongarije). Hieronder zetten we de hoogtepunten van de technologie op een rijtje:

• De slimme centrale regeleenheid ‘Energy Master’ op de hoogspanningsbatterij, ontwikkeld door de BMW Group en geproduceerd in de fabriek van Landshut.
• Een nieuw concept voor de hoogspanningsbatterij, dat samen met de cilindrische cel van BMW een technologische kwantumsprong belooft te maken, inclusief merkbare verbeteringen inzake energiedichtheid, laadsnelheid en rijbereik.
• De BMW Group demonstreert haar technologische openheid ook met elektrische aandrijfsystemen, door het gebruik van verschillende types van elektromotoren: SSM en ASM.
• Een modulaire benadering van de productie van elektromotoren geeft de BMW Group een uitzonderlijke mate van flexibiliteit.
• De BMW Group bundelt de expertise van de hele waardeketen voor elektrische mobiliteit in Beieren en Oostenrijk, van ontwikkeling, over inkoop en productie, tot recyclage.
• De BMW Group getuigt zowel van technologische openheid als van een totale expertise op alle gebieden van de elektrische mobiliteit.

Een open technologiebenadering hanteren en tegelijkertijd het tempo bepalen in de elektrische mobiliteit

“Voor de BMW Group is elektrische mobiliteit de toekomst, alsook een belangrijk groeigebied. We zetten de toon voor deze aandrijftechnologie. Tegelijkertijd kiezen we bewust voor een open technologiebenadering, omdat we beseffen dat verschillende regio’s in de wereld verschillende mobiliteitsbehoeften hebben”, aldus Dr. Joachim Post, lid van de Raad van Bestuur van BMW AG, Purchasing and Supplier Network. “We willen onze klanten voor elke behoefte het beste aandrijfconcept bieden. Het is perfect mogelijk om beide te combineren: enerzijds de beste aandrijftechnologie voor elke behoefte bieden en anderzijds vooroplopen op het gebied van elektrische mobiliteit.”

Slanker, sneller, verder: de hoogspanningsbatterijen voor Gen6

Met de nieuwe BMW eDrive-technologie van de zesde generatie (afgekort tot Gen6) maakt de BMW Group een technologische kwantumsprong. Verbeteringen aan de productzijde zijn onder meer een 30 procent hogere oplaadsnelheid en een 30 procent groter rijbereik. Bij bepaalde modellen liggen die cijfers zelfs nog hoger. Bovendien plukt het concept van de Gen6-hoogspanningsbatterij de vruchten van de nieuwe 800V-technologie. Gen6 debuteert dit jaar in de Neue Klasse en zal vervolgens zijn weg vinden naar de meest uiteenlopende zuiver elektrische modellen van de BMW Group. Het concept voor de Gen6-hoogspanningsbatterijen is fundamenteel nieuw en zal worden toegepast in alle voertuigsegmenten, tot en met de prestatiegerichte modellen van BMW M GmbH. Dankzij het nieuwe, nog slankere ontwerp kan de hoogspanningsbatterij in verschillende modellen geïntegreerd worden, ongeacht de hoogte van de wagen. De hoogspanningsbatterij fungeert als een structuuronderdeel in de koetswerken van de Neue Klasse-modellen (‘pack-to-open-body’), terwijl de nieuwe cilindrische cellen rechtstreeks in de hoogspanningsbatterij geïntegreerd worden (‘cell-to-pack’). De nieuwe cilindrische cel van BMW heeft een 20 procent hogere energiedichtheid dan haar voorganger, de prismatische Gen5-cel. Bovendien wordt het mogelijk om in twee richtingen te laden: bidirectioneel laden zal standaard voor Gen6.

Uiterst slimme centrale regeleenheid: de BMW Energy Master

Alle elementen die deze technologische sprong voorwaarts mogelijk maken, komen samen in de BMW Energy Master. Deze centrale regeleenheid bevindt zich op de hoogspanningsbatterij en fungeert als interface voor hoog- en laagspanningsvoeding en voor gegevens van de hoogspanningsbatterij. Ze regelt ook de elektriciteitsstromen naar de elektromotor en het elektrische systeem van de wagen en verzekert een veilige en slimme werking van de hoogspanningsbatterij. De BMW Group heeft een hele reeks nieuwe patentaanvragen ingediend voor het elektrische systeem van de wagen, inclusief de elektronische zekeringen. Zowel de hardware als de software van de Energy Master werd volledig intern ontwikkeld bij de BMW Group. Daardoor kunnen technologische ontwikkelingen en updates voor wagens onafhankelijk en in real time worden geïmplementeerd via Remote Software Upgrades, een belangrijk voordeel voor klanten.

‘Local for local’-benadering voor de assemblage van hoogspanningsbatterijen en het leveranciersnetwerk

De hoogspanningsbatterijen voor de Neue Klasse worden geassembleerd in vijf nieuwe productiefaciliteiten die de BMW Group dicht bij haar autofabrieken heeft gevestigd als onderdeel van een ‘local for local’-benadering. Zo krijgen de geavanceerde assemblagelocaties voor Gen6-hoogspanningsbatterijen vorm in Irlbach-Straßkirchen (Neder-Beieren), Debrecen (Hongarije), Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexico) en Woodruff, in de buurt van Spartanburg (VS). Deze aanpak waarborgt de productie, zelfs in het geval van onvoorziene politieke en economische gebeurtenissen. Bovendien worden de bestaande locaties versterkt, waarbij banen worden veiliggesteld en gecreëerd. Het ‘local for local’-principe wordt ook doorgetrokken naar het leveranciersnetwerk voor batterijcellen: om aan de vraag naar Gen6 te kunnen voldoen, heeft de BMW Group met verschillende partners contracten afgesloten voor vijf batterijcelfabrieken, verspreid over Europa, China en de VS.

‘Cell-to-pack’ en ‘pack-to-open-body’

De productie van de Gen6-hoogspanningsbatterijen volgt de ‘cell-to-pack’- en ‘pack-to-open-body’-principes. ‘Cell-to-pack’ houdt in dat de cilindrische cellen – die de leveranciers produceren volgens specificaties van de BMW Group – rechtstreeks in de behuizing van de hoogspanningsbatterij worden geïntegreerd, zonder dat er eerst een module wordt geproduceerd. ‘Pack-to-open-body’ verwijst naar de nieuwe rol van de hoogspanningsbatterij als structureel onderdeel van de voertuigarchitectuur. Veel van de innovaties die de BMW Group heeft gepatenteerd, zijn hier te vinden.

Knowhow uit Beieren en Oostenrijk – wereldwijd in trek

Voordat de serieproductie van de hoogspanningsbatterijen wereldwijd van start gaat, worden de productieprocessen ontwikkeld en worden de preproductiebatterijen grondig getest. Dat zal gebeuren in de testfabrieken van de BMW Group voor hoogspanningsbatterijen in Parsdorf, Hallbergmoos en München. Tegen dan zullen de nieuwe serieproductiefabrieken over de hele wereld klaar zijn. De product- en procesexpertise is geconcentreerd in Beieren. De productie van de Energy Master zal plaatsvinden in de fabriek van Landshut, die vervolgens alle assemblagefabrieken voor hoogspanningsbatterijen over de hele wereld zal bevoorraden. Daar wordt de uiterst slimme regeleenheid op de hoogspanningsbatterij geïnstalleerd. De elektromotor met BMW eDrive-technologie van de zesde generatie zal van de band rollen in de fabriek van Steyr (Oostenrijk), waar ook een ontwikkelingscentrum voor elektrische aandrijfsystemen en thermisch beheer is gevestigd.

Productie van de Energy Master in de BMW Group-fabriek in Landshut  

Het ultramoderne productiesysteem voor de BMW Energy Master krijgt vorm in de fabriek van Landshut. Deze fabriek produceert momenteel preproductie-exemplaren van de erg complexe regeleenheid. De serieproductie op de eerste productielijn gaat in augustus 2025 van start en de volgende uitbreidingsfase volgt midden 2026. Dit is de eerste keer dat de ontwikkeling en producties van deze centrale regeleenheid binnen de BMW Group zelf plaatsvindt. “Als grootste interne onderdelenfabriek van de constructeur speelt Landshut een sleutelrol voor de Neue Klasse”, zegt Dr. Joachim Post. “De fabriek is een innovatiehub en een drijvende kracht achter de transformatie.” In de productieruimte voor de Energy Master in Landshut zullen bij de start van de productie ongeveer 200 mensen werken, en dat aantal zal stijgen tot 700 naarmate de productie verder wordt opgedreven. De BMW Group heeft sinds 2020 honderden miljoenen euro’s geïnvesteerd in de fabriek van Landshut voor de expansie van de elektrische mobiliteit, waardoor zowel de productiefaciliteit zelf als de status van Duitsland als industriële grootmacht voor de lange termijn worden versterkt. Het modulaire productiesysteem dat wordt gebruikt om de Energy Master te produceren, werd eveneens volledig intern ontworpen door de BMW Group. De onderdelen worden geleverd door een toeleveringsketen die is opgezet door de BMW Group. Die strekt zich uit tot de n-tier-toeleveringsketen voor toeleveringskritieke componenten zoals halfgeleiders. De voordelen van deze set-up uiten zich zowel in de kosten als in de leveringszekerheid. Dankzij het schaalbare productiesysteem kan het bedrijf snel en flexibel reageren op de eisen van de markt. De hoge mate van automatisering, met tot 400 robots in de laatste uitbreidingsfase, maximaliseert de efficiëntie. De uitgebreide procesbewaking, met onder meer AI-ondersteunde camerasystemen, en 100 procent systeemcontroles aan het einde van de lijn in een ‘clean room’-omgeving verzekeren een optimale kwaliteit.

Verschillende recyclageprocessen binnen de waardeketen

Naarmate elektrische mobiliteit toeneemt, wordt er steeds meer aandacht besteed aan de recyclage van hoogspanningsbatterijen aan het einde van hun levenscyclus. In het kader van een langdurig partnerschap met SK tes – een toonaangevende leverancier van innovatieve technologische levenscyclusoplossingen – worden kobalt, nikkel en lithium uit afgedankte batterijen teruggewonnen bij de BMW Group en geïntegreerd in de toeleveringsketen voor de productie van nieuwe batterijen. Deze gesloten-lusbenadering verhoogt de efficiëntie en veerkracht van de BMW Group als onderdeel van een circulaire economie. De BMW Group zal een vergelijkbaar pad bewandelen in de VS, Mexico en Canada, tot 2026 met een apart partnerschap.

Innovatieve directe recyclage bij de BMW Group

De BMW Group onderzoekt ook andere recyclageopties in het waardecreatieproces. Een voorbeeld daarvan is de intern ontwikkelde methode voor directe recyclage. De BMW Group werkt samen met haar joint venture Encory om een competentiecentrum voor de recyclage van batterijcellen op te zetten in Neder-Beieren, waar het bedrijf zijn ideeën over directe recyclage in de praktijk zal brengen. Met dit innovatieve proces kunnen restmaterialen van de batterijcelproductie en hele batterijcellen mechanisch worden afgebroken tot hun waardevolle bestanddelen. De grondstoffen die op deze manier worden verkregen, zullen rechtstreeks worden hergebruikt in het pilootproductieproces voor batterijcellen in de competentiecentra van het bedrijf.

Open technologiebenadering voor elektrische mobiliteit: het nieuwe e-drive-systeem van Gen6

De BMW Group heeft het principe van een elektrisch bekrachtigde synchrone motor (EESM) behouden voor haar Gen6-krachtbron. Bij dit soort synchrone motoren wordt het magnetische veld in de rotor gegenereerd door wikkelingen die worden gevoed met gelijkstroom in plaats van permanente magneten. Op die manier kan de sterkte van het magnetische veld van de rotor optimaal worden aangepast aan de belasting van het moment. Dat vertaalt zich zowel in uitstekende efficiëntieniveaus op klantrelevante bedrijfspunten als in een constant vermogen bij hoge draaisnelheden. Net als bij de Gen5-versie wordt de synchrone motor boven de achteras geplaatst en heeft hij een compacte behuizing waarin de elektrische aandrijfeenheid, vermogenselektronica en transmissie zijn opgenomen. Veel van de technische details van de motor werden gecreëerd met behulp van gepatenteerde expertise, waarbij de niet-ingegoten rotor op zijn eentje al goed was voor meer dan tien patentaanvragen.

Neue Klasse voegt aanvullend ASM-technologie toe

De Gen6-aandrijving maakt gebruik van een tweede, aanvullende elektromotor in de vorm van een asynchrone motor (ASM). Daarbij wordt het magnetische veld van de rotor niet opgewekt door permanente magneten (PSM) of elektrische bekrachtiging (EESM), maar geïnduceerd door de stator. Bij dit motortype heeft de rotor de vorm van een metalen kooi. De asynchrone motor biedt het voordeel van een compacter ontwerp en een superieure kostenefficiëntie. De ASM-motorvarianten zullen worden gemonteerd op de vooras van Neue Klasse-wagens met BMW xDrive.

Uitgebreide verbeteringen aan de EESM-technologie

Naast de toevoeging van ASM-technologie heeft de EESM-technologie ook een grote upgrade ondergaan voor Gen6: rotor, stator en omvormer zijn allemaal volledig ontworpen voor de nieuwe 800V-architectuur van de Gen6-technologie om de prestaties en efficiëntie van het aandrijfsysteem te maximaliseren. Dat werd verder bevorderd door een compleet nieuw ontwerp van de olie- en waterkoelsystemen. Daarnaast zijn de experts van de BMW Group er ook in geslaagd om de elektromotor en de centrale behuizing te verbeteren op het gebied van gewicht en stijfheid. De transmissie maakt nog steeds gebruik van een spiraalvormig tweetrapsdesign, maar werd verder geoptimaliseerd door verbeteringen aan de geometrie en koeling, lagere wrijvingsniveaus en een aangenamere akoestiek. De omvormer, het ‘brein’ van de elektrisch aangedreven synchrone motor, is nu voorzien van 800V-technologie samen met halfgeleiders met siliciumcarbide (SiC) om de efficiëntie te verhogen. De omvormer is volledig geïntegreerd in de behuizing van de elektromotor. Hij heeft de taak om de gelijkstroomvoeding van de hoogspanningsbatterij om te zetten naar wisselstroom voor gebruik in de elektromotor. De omvormer werd intern ontwikkeld door de BMW Group en wordt geproduceerd in de fabriek van Steyr (Oostenrijk).

Minder gewicht, kosten en energieverliezen – meer efficiëntie in de wagen

De slimme integratie van nieuwe technologieën in de elektrische aandrijflijn en de consequente verbetering van bestaande systemen leveren indrukwekkende resultaten op. In vergelijking met een xDrive-model van Gen5 kan een toekomstig model van de Neue Klasse met EESM- en ASM-technologie de volgende verbeteringen naar voren schuiven: het energieverlies daalde met 40 procent, de kosten met 20 procent en het gewicht met 10 procent. Door verschillende types van elektromotoren te combineren, is de open technologiebenadering van de BMW Group duidelijk zichtbaar in de sector van de elektrische mobiliteit. In de toekomst zullen klanten kunnen kiezen uit modellen met één, twee, drie of vier elektromotoren, naargelang hun individuele voorkeuren en eisen. De zesde generatie van de BMW eDrive-technologie draagt in aanzienlijke mate bij tot de totale voertuigefficiëntie van de Neue Klasse, die ongeveer 20 procent hoger ligt. Dat cijfer is gebaseerd op een vergelijking met de huidige generatie zuiver elektrische wagens van de BMW Group.

Modulair concept biedt cruciaal voordeel voor de productie van elektromotoren

Het productieconcept voor het elektrische aandrijfsysteem van Gen6 maakt gebruik van het principe van modulaire bouwstenen. Dat vormt de basis voor een erg flexibele productie van diverse elektrische aandrijvingsvarianten voor het hele gamma Neue Klasse-modellen. Het concept van modulaire bouwstenen leidt tot positieve schaalvoordelen en kostenbesparingen bij de ontwikkeling en productie. Bovendien verbetert het de schaalbaarheid van de productievolumes. De modulaire aanpak zorgt voor een hoge mate van flexibiliteit in de productie, de toeleveringsnetwerken en de inkoop.

De elektrische aandrijfsystemen van Gen6: gebouwd in Steyr

De serieproductie van de elektrische aandrijfsystemen van Gen6 gaat in de zomer van 2025 van start in de BMW Group-fabriek van Steyr. In september 2024 begon de Oostenrijkse fabriek al met de preproductie. De preproductiemotoren worden strikt getest en sommige worden al gemonteerd in testvoertuigen van de Neue Klasse, gebouwd in de fabriek van Debrecen. Tegen 2030 zal de BMW Group meer dan een miljard euro hebben geïnvesteerd in de vestiging sinds het project in 2022 werd opgestart, om zo haar ontwikkelings- en productie-expertise voor elektrische aandrijfsystemen uit te breiden. Dankzij de capaciteitsverhoging behoudt de fabriek haar status als toonaangevende faciliteit voor aandrijfsystemen van de BMW Group. De fabriek ontwikkelt en bouwt al meer dan veertig jaar verbrandingsmotoren voor de merken BMW en MINI. Door die jarenlange ervaring en de doorgedreven expertise op het gebied van aandrijfsystemen is de fabriek van Steyr de ideale locatie voor de productie van de elektromotoren van Gen6. Ze heeft een jaarlijkse productiecapaciteit van 600.000 elektrische aandrijfeenheden. Behalve de elektromotoren worden er ook nog steeds diesel- en benzinemotoren geproduceerd. Tegen 2030 zou ongeveer de helft van de werknemers ter plaatse moeten werken aan de elektrische mobiliteit – een essentiële stap om de meer dan 4.700 banen in de fabriek op lange termijn veilig te stellen. In de toekomst zal de fabriek alle belangrijke onderdelen van de innovatieve, sterk geïntegreerde elektrische aandrijfeenheid produceren: de rotor, stator, transmissie, omvormer en behuizing. Dat houdt onder meer in dat de omvormers voor het eerst in een interne ‘clean room’-omgeving worden geproduceerd, waardoor de motorfabriek zich in de sfeer van elektrotechniek begeeft. De onderdelen voor de elektrische aandrijving worden gebouwd op twee nieuwe assemblagelijnen in Steyr.

Thermisch beheer: complexe interactie, cruciaal voor de prestaties

Het thermische beheer in een elektrische wagen omvat een uiterst complexe interactie tussen verschillende systemen en is van cruciaal belang voor verscheidene prestatieparameters, zoals rijbereik, reëel verbruik, acceleratie en oplaadtijd. Het thermische beheer moet de temperatuur van de elektromotor, de vermogenselektronica en de hoogspanningsbatterij constant binnen het optimale bereik houden en tegelijkertijd het comfort van de inzittenden op peil houden. Ook bij snelladen is een efficiënt thermisch beheer primordiaal. In dat geval moet de batterijtemperatuur binnen een bepaald bereik worden gehouden om optimaal gebruik te maken van de beschikbare laadcapaciteit. In tegenstelling tot verbrandingsmotoren geven elektromotoren weinig warmte af. Dat betekent dat de batterij en het passagierscompartiment naargelang de bedrijfstoestand niet alleen gekoeld, maar ook verwarmd moeten worden. De vestiging in Steyr ontwikkelt de thermische beheersystemen voor alle elektrische wagens van de BMW Group. Het ontwikkelingscentrum van de fabriek is ook verantwoordelijk voor het brein in het hart van de elektromotor: de omvormer.

BMW Group Plant Landshut – een veelzijdige onderdelenfabrikant

De fabriek van Landshut is de grootste onderdelenfabriek van de BMW Group ter wereld en levert onderdelen aan alle voertuig- en aandrijvingsfabrieken van het bedrijf. Ze telt ongeveer 3.700 werknemers en produceert een breed spectrum aan geavanceerde onderdelen voor wagens van de BMW Group. In nauwe samenwerking met het onderzoeks- en innovatiecentrum (FIZ) van de BMW Group in München speelt de fabriek van Landshut een centrale rol als innovatiecentrum voor de auto-industrie. Ze ontwikkelt baanbrekende technologieën en productieprocessen die de constructeur helpen om zijn concurrentievoordeel te behouden. In het kader van het Neue Klasse-project investeert de vestiging ongeveer 200 miljoen euro in haar lichtmetaalgieterij om de jaarlijkse productiecapaciteit voor de behuizingen van elektromotoren te verhogen. Het in Landshut ontwikkelde en gepatenteerde ICA-proces (Injector Casting) is een uitstekend voorbeeld van de innovatieve kracht van de fabriek. Dit wereldwijd unieke proces wordt gebruikt om de erg complexe aluminium behuizingen van elektromotoren te produceren en vestigt nieuwe normen voor lichtgewicht design en functionele integratie.