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Kategorie: BMWi

BMW-Modellreihe: I01 I12

29.07.2011
BMW i3 und i8, zwei Fahrzeuge, zwei Antriebskonzepte.
 

BMW i und das damit einhergehende, nachhaltige Mobilitätsverständnis bedeuten auch einen neuen Umgang mit dem Thema Antrieb. Der BMW i3 Concept und der BMW i8 Concept zeigen mit ihren hoch innovativen und effizienten Antrieben, wie die Zukunft von nachhaltiger und gleichzeitig dynamischer Mobilität aussehen kann. So unterschiedlich die Fahrzeuge BMW i3 Concept und BMW i8 Concept sind, so verschieden sind auch ihre Antriebskonzepte. Dabei richtet sich die Auslegung und Abstimmung der Antriebe konsequent nach dem Charakter und dem späteren Einsatzgebiet der Fahrzeuge. Während der BMW i3 Concept rein elektrisch angetrieben wird und damit in der Stadt optimal ausgestattet ist, sorgt im PlugIn-Hybrid BMW i8 Concept das Zusammenspiel von einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor für hoch dynamischen Vortrieb. Beiden Fahrzeugen gemein ist ein elektrisches Herz und damit die Abkehr vom Antrieb durch einen reinen Verbrennungsmotor: Sie sind "born electric" und definieren damit das Thema Antrieb für ihr Segment neu.

Rein elektrisch – der BMW i3 Concept.

 BMW i3 und BMW i8 Concept Fahrzeuge   BMW i3 und BMW i8 Concept Fahrzeuge   BMW i3 und BMW i8 Concept Fahrzeuge

Der E-Antrieb des BMW i3 Concept ist vor allem auf den Einsatz im urbanen Umfeld ausgelegt. Als Vorserienversion bereits im BMW ActiveE getestet, wurde die permanent erregte Hybrid-Synchron-Maschine für den Einsatz im BMW i3 Concept nochmals hinsichtlich Gewicht und Fahreigenschaften optimiert. Die E-Maschine leistet 125 kW/170 PS und besitzt ein Drehmoment von 250 Nm. Das volle Drehmoment steht hier, wie für Elektromotoren typisch, bereits ab Stillstand zur Verfügung und muss nicht erst wie bei Verbren-nungsmotoren über die Motordrehzahl aufgebaut werden. Dies verleiht dem BMW i3 Concept eine besonders hohe Agilität und sorgt für beeindruckende Beschleunigungswerte. Von 0 auf 60 km/h beschleunigt der BMW i3 Concept in unter vier Sekunden, die 100 km/h sind in unter acht Sekunden erreicht.

Das hohe Drehmoment steht zudem über einen sehr großen Drehzahlbereich zur Verfügung und ermöglicht eine sehr homogene Leistungsentfaltung. Das einstufig ausgelegte Getriebe sorgt für eine optimale Kraftübertragung an die Hinterräder und beschleunigt den BMW i3 Concept ohne Zugkraftunterbechung auf bis zu 150 km/h. Ab hier wird der Motor aus Effizienzgründen abgeregelt, da der sehr hohe Energiebedarf für das Fahren mit noch höheren Geschwindigkeiten die Reichweite unnötig einschränken würde. Der Antrieb sitzt direkt über der angetriebenen Achse und sorgt so für optimale Fahreigenschaften, wie man sie von einem BMW Heckantrieb kennt.


BMW i3 Concept, Elektrofahrzeug

Doch nicht nur der beeindruckend spontane Antritt prägt das Fahrerlebnis mit dem BMW i3 Concept, sondern auch die Möglichkeit, über das Gaspedal zu verzögern. Nimmt der Fahrer den Fuß vom Gaspedal, übernimmt der Elektromotor die Funktion eines Generators, der den aus der Bewegungsenergie gewonnenen Strom in die Fahrzeugbatterie zurück speist. Gleichzeitig entsteht ein Bremsmoment, das zu einer wirksamen Verzögerung des Fahrzeugs führt. Im Stadtverkehr können bei vorausschauender Fahrweise so rund 75 Prozent aller Verzögerungsvorgänge ohne Aktivierung des Bremspedals absolviert werden. Eine intensive Nutzung dieser so genannten Rekuperation von Energie durch den Motor führt außerdem zu einer Erhöhung der Reichweite um bis zu 20 Prozent. Erst wenn der Fahrer durch einen Tritt auf das Bremspedal eine höhere Verzögerung anfordert, greift zusätzlich die konventionelle Bremsanlage des BMW i3 Concept ein.

Dieses einzigartige "One-Pedal-Feeling", das Beschleunigen und Bremsen mit dem Gaspedal, wird durch die Möglichkeit des "Segelns" noch komfortabler. Der BMW i3 Concept verfügt über eine ausgeprägte "Neutralstellung" des Fahrpedals, bei der das Fahrzeug nicht sofort rekuperiert, wenn der Fahrer vom Gas geht, sondern über die Nullmomentenregelung der E-Maschine "auskuppelt" und die eigene Bewegungsenergie für den Vortrieb nutzt - der BMW i3 Concept gleitet dann nahezu ohne Energieverbrauch dahin. Im Rahmen einer vorausschauenden Fahrweise bietet das Segeln eine sehr komfortable Möglichkeit, noch mehr Reichweite zu generieren.

Kompakt und stark – die E-Maschine.

BMW i3 Concept

Der Antrieb des BMW i3 Concept besitzt jedoch nicht nur ein attraktives Fahrverhalten. Die Elektromaschine verfügt zudem über eine sehr hohe Leistungsdichte. Das liegt nicht zuletzt am hohen Wirkungsgrad: Elektromotoren nutzen über 90 Prozent der Energie, die ihnen zugeführt wird. Das bedeutet, dass bei einem E-Motor gegenüber einem Verbrennungsmotor die gleiche Motorleistung auf kleinerem Raum darstellbar ist. Daher kann das kompakte Antriebsaggregat des BMW i3 Concept optimal in die Fahrzeugarchitektur eingebunden werden. Die permanent erregte Hybridsynchronmaschine und die Leistungselektronik des BMW i3 Concept sind vollständige Eigenentwicklungen und zeichnen sich in Kombination durch einen besonders hohen Wirkungsgrad, eine optimierte Leistungsentfaltung sowie eine kompakte Bauweise aus. Der innovative Charakter des Elektroantriebs zeigt sich vor allem in dem Verhältnis von Motorleistung zu Platzbedarf. Durch konsequente Weiterentwicklung nimmt der Elektroantrieb des BMW i3 Concept bei gleicher Leistung 40 Prozent weniger Raum ein als der Antrieb des MINI E. Das kompakte Kraftpaket befindet sich einschließlich Leistungselektronik und Getriebe mit Differential über der Hinterachse und schränkt den verfügbaren Innenraum in keiner Weise ein.

Für die Energieversorgung des Antriebs und aller weiteren Fahrzeugfunktionen sorgen speziell entwickelte Lithium-Ionen-Speicherzellen. Auch der Energiespeicher wurde für den BMW i3 Concept bis ins letzte Detail optimiert, so dass Leistung und Reichweite nun deutlich unabhängiger von äußeren Einflüssen zur Verfügung stehen. Ein integriertes Flüssigkeitskühlsystem hält die Energiespeicher stets auf optimaler Betriebstemperatur und trägt so wesentlich zur Steigerung von Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Batterie-zellen bei. Über einen Wärmetauscher temperiert das Klima-/Heizsystem die Flüssigkeit, die durch die Speichergehäuse läuft.

BMW i8 Concept

Bei Bedarf lässt sich die Flüssigkeit auch erwärmen, um die Energiespeicher auch im Winter auf die optimale Temperatur von ungefähr 20 Grad Celsius zu bringen. Dadurch stehen Leistung und Drehmoment über weite Teile des Ladezustands der Batterie gleichmäßig zur Verfügung und das System wird dadurch außerdem deutlich unempfindlicher gegenüber extremen Außentemperaturen. An der Steckdose ist der Energiespeicher nach sechs Stunden vollständig aufgeladen, mit der Schnellladevorrichtung sind bereits nach einer Stunde 80 Prozent der Batterie geladen.

Mehr Reichweite durch den Range Extender.

Wie die MINI E Studien zeigen, konnten bereits 90 Prozent der Mobilitätsbedürfnisse der Testgruppe mit einer Reichweite von 120 bis 150 Kilometern abgedeckt werden. Da manche Kunden dennoch nicht auf eine hohe Reichweite verzichten möchten oder ein Höchstmaß an Flexibilität wünschen, bietet ein optionaler Range Extender (REx) beim BMW i3 Concept die Möglichkeit die elektrische Reichweite zu erhöhen. Der REx ist ein kleiner, sehr laufruhiger und leiser Ottomotor, der einen Generator antreibt, um den Ladezustand der Batterie konstant zu halten, so dass das Fahrzeug weiterhin über die E-Maschine angetrieben werden kann. Sobald der Ladezustand der Batterie ein kritisches Level erreicht, sorgt der REx für genug Energie, um das Ziel erreichen zu können. Der Range Extender übernimmt damit eine Art Reservekanisterfunktion.

BMW i3 Concept

Da die E-Maschine des BMW i3 Concept sehr kompakt ist, findet der REx inklusive angelagertem Generator neben den Antriebskomponenten auf der Hinterachse Platz. Der Ottomotor erfüllt die momentan anspruchsvollste Emissionsrichtlinie für Verbrennungsmotoren SULEV. Um möglichst niedrige Verbräuche zu realisieren, verfügt der REx zudem über Funktionen wie eine Start-Stopp-Automatik und weitere intelligente Betriebsstrategien.

Das Beste aus beiden Welten – der BMW i8 Concept.

Entgegen der rein elektrischen Auslegung des BMW i3 Concept spielen beim Concept i8 zwei unterschiedliche Antriebskonzepte in Kombination ihre Vorteile aus. Als PlugIn-Hybrid konzipiert, vereint er das Beste aus den beiden Antriebswelten von Elektro- und Verbrennungsmotor und kombiniert so maximale Effizienz mit höchster Dynamik. Eine Beschleunigung von unter 5 Sekunden von null auf 100 km/h bei einem Verbrauch im europäischen Zyklus von unter 3 Litern sind Werte, die so bisher kein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor auf diesem Leistungsniveau erreicht. Je nach Ladeverhalten und Fahrstrecke lassen sich diese Werte weiter reduzieren. Der Schlüssel dazu liegt in der intelligenten Kombination der beiden Motoren: Der E-Antrieb ist hier kein Zusatzantrieb, sondern fungiert als gleichwertiger Antrieb neben dem Verbrenner. So schafft der BMW i8 Concept ein neues und gleichzeitig ideales Verhältnis zwischen den beiden Motoren, das Effizienz und Dynamik optimal miteinander vereint.

Während an der Vorderachse der für den Einsatz im Hybridkonzept des BMW i8 Concept modifizierte Elektroantrieb des BMW i3 Concept sitzt, treibt ein turboaufgeladener Dreizylinder-Benziner mit 164 kW Höchstleistung und bis zu 300 Nm die Hinterachse an. Gemeinsam beschleunigen die beiden Motoren das Fahrzeug auf 250 km/h Spitze, dann wird abgeregelt. Ebenso wie der Elektroantrieb ist der Hochleistungs-Dreizylinder-Benziner mit 1,5 Litern Hubraum eine vollständige Eigenentwicklung der BMW Group und stellt technologisch die Speerspitze der konventionellen Antriebsentwicklung dar. Mit der Kombination beider Antriebe verkörpert der BMW i8 Concept die herausragende Motorenkompetenz der BMW Group.

BMW i8 Concept

Ein maßgeschneiderter Energiespeicher zwischen Vorderachs- und Hinterachsmodul versorgt den E-Antrieb an der Vorderachse mit ausreichend Energie, so dass der BMW i8 Concept rund 35 Kilometer rein elektrisch fahren kann. Nach weniger als zwei Stunden ist der Energiespeicher über die konventionelle Steckdose voll geladen. Der Antrieb aus dem BMW i3 Concept wurde speziell für den Einsatz im PlugIn-Hybridkonzept des BMW i8 Concept, also im Verbund mit einer kleineren Batterie und dem zusätzlichen Verbrennungsmotor optimiert.

Besonderes Merkmal des BMW i8 Concept ist der an den Verbrennungsmotor angebundene Hochvoltgenerator. Durch ihn kann der Verbrennungsmotor Strom erzeugen und den Energiespeicher laden. Diese Option dient lediglich zur Reichweitenerhöhung während der Fahrt und stellt keinen Ersatz für den Ladevorgang an der Steckdose dar.

Höchste Dynamik in jeder Fahrsituation.

Zwar kann der BMW i8 Concept rein elektrisch fortbewegt werden, der besondere Reiz des Fahrzeugs liegt jedoch in der Kombination beider Antriebe. Der BMW i8 Concept verbindet den drehmomentstarken Antritt des E-Antriebs mit der Leistung des Verbrennungsmotors, der seit vielen Jahrzehnten die Kernkompetenz von BMW darstellt. Im BMW i8 Concept können beide Antriebsarten ihre Vorteile ausspielen und ergänzen sich dabei perfekt. So lassen sich eventuelle Zugkraftunterbrechungen bei Schaltvorgängen der Antriebe gegenseitig gezielt stützen und kompensieren. Insgesamt wird der BMW i8 Concept seinem Fahrer ein sehr dynamisches Beschleunigungserlebnis über den gesamten Geschwindigkeitsbereich vermitteln.

Fahrdynamik.

BMW i3 Concept

Durch die beiden Antriebe können beim BMW i8 Concept alle vier Räder gleichzeitig angetrieben werden, ähnlich wie bei einem Allradfahrzeug. Somit erlaubt das Konzept, die fahrdynamischen Vorteile eines Fronttrieblers, eines Hecktrieblers und eines Allradfahrzeugs miteinander zu vereinen. Damit kann je nach Situation die jeweils optimale Antriebskonfiguration zur Verfügung gestellt werden.

Auf trockener Fahrbahn steht dem Fahrer so beispielsweise beim Beschleunigen die maximale Traktion über alle vier Räder zur Verfügung und ermöglicht mehr Fahrdynamik und Fahrfreude bis in den Grenzbereich. Aber auch im Winter profitiert der Fahrer von den beiden unabhängig angetriebenen Achsen: Die vier intelligent angetriebenen Räder erhöhen die Sicherheit auf glatten Straßen, darüber hinaus ist ein Festfahren im Winter nahezu ausgeschlossen.

Durch die Unterbringung des Elektroantriebs an der Vorderachse kann der BMW i8 Concept optimal rekuperieren, da aufgrund der dynamischen Radlastverlagerung beim Verzögern an Vorderrädern höhere Bremsmomente möglich sind. Wann immer die Möglichkeit zur Energierückgewinnung besteht, sorgen intelligente Fahrdynamiksysteme je nach Untergrund und Fahrsituation für ein Höchstmaß an Rekuperation, ohne Einbußen hinsichtlich Fahrstabilität und Fahrdynamik. So können auch bei Regen oder Schnee sehr hohe Rekuperationswerte erreicht werden. Je nach Anforderung wird die Verzögerung des Fahrzeugs zunächst durch das Rekuperationsmoment realisiert. Erst wenn eine stärkere Verzögerung gefordert ist, greift die konventionelle Bremsanlage.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 29.07.2011


 

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