Das neue Aeroakustik- und E-Antriebs-Zentrum (AEZ) startet im Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ) der BMW Group seinen Betrieb. Nach fast vierzig Jahren wird damit der alte Aeroakustikwindkanal von BMW ersetzt. Das Gebäude besteht aus zwei Hälften: Neben einem multifunktionalen Teil mit Werkstatt-, Prüf- und Messeinrichtungen sowie einem Prototypenbau für Hochvoltbatterien und Inverter befindet sich im AEZ ein technisch und baulich einzigartiger Windkanal. Mit einer Länge von knapp 100 m, einer Höhe von 45 m und Breite von 25 m ist er BMW zufolge der weltweit größte Akustik-Windkanal in vertikaler Bauweise und gleichzeitig der leiseste.
„Leise ist premium“, sagt Daniel Boettger, Leiter Entwicklung Gesamtfahrzeug bei der BMW AG. „Unser Fokus liegt auf der Realisierung des Premiumanspruchs unserer Fahrzeuge. Ein wichtiger Teil davon ist die Akustik – insbesondere auch bei den leisen Elektromodellen“. Der neue Windkanal soll wegweisende Fortschritte in der Aeroakustik-Forschung ermöglichen.
Mit einem Hintergrundgeräuschpegel von nur 54,3 dB(A) bei 140 km/h, der so niedrig ist wie ein leises Gespräch oder eine leise Klimaanlage, können die Geräusche, die durch den Fahrtwind am Auto entstehen, im neuen Windkanal präzise gemessen werden. Mit einem Düsenquerschnitt von 25 m² und einer maximalen Windgeschwindigkeit von 250 km/h können selbst die größten und leistungsstärksten Autos wie der Rolls-Royce Phantom oder der BMW X7 realitätsnah untersucht werden.
Dies wird realisiert durch eine Gebläseleistung von 4,5 MW und bis zu 100.000 m³ Luft pro Min bei 250 km/h. Der Windkanal ist als akustischer Semifreifeld-Raum konzipiert. Das bedeutet, dass außer dem schallharten Boden keine Schallreflexionen auftreten. Dies ermögliche eine realistische Simulation der Situation auf der Straße. Der Frequenzbereich für die Semi-Freifeldbedingungen ab 30 Hertz ist BMW zufolge einzigartig für einen Fahrzeug-Windkanal und decke das gesamte hörbare Spektrum ab.
Innovative Messtechnik, hohe Flexibilität und kurze Umrüstzeiten
Der Akustik-Windkanal ist mit moderner Messtechnik ausgestattet, um die Fahrzeugentwicklung voranzubringen. Eine 216-Mikrofon-Akustikkamera ermögliche eine präzise Lokalisierung von Störgeräuschen mit einer Genauigkeit von weniger als einem Zentimeter. Darüber hinaus verfügt der Windkanal über ein Laservibrometriesystem, mit dem die mechanischen Schwingungen der gesamten Fahrzeugoberfläche synchron und berührungslos vermessen werden können.
Auch für die Untersuchung von Wind- und Rollgeräuschen sei der Windkanal bestens gerüstet. Ein vollwertiger Akustik-Allrad-Rollenprüfstand könne unabhängig von Wind und Wetter eingesetzt werden, um die unterschiedlichen Phänomene zu analysieren. Der Windkanal sei so konzipiert, dass er eine hohe Flexibilität bei der Durchführung von Messungen bietet.
Die Auslegung des Systems biete die Möglichkeit, die Phänomene Abrollen und Wind voneinander zu trennen (Wind an/aus, Rolle an/aus). Darüber hinaus können verschiedene Module wie ein fahrzeugbefahrbarer Glasboden oder eine Fahrzeugwaage für Motorräder in kurzer Zeit ausgetauscht werden, ohne das Fahrzeug umzusetzen. So können die Entwickler schnell und effizient unterschiedliche Konfigurationen testen. Mit dieser Kombination aus Leistungsfähigkeit, Präzision und Flexibilität setze der neue Akustik-Windkanal in München neue Maßstäbe in der Fahrzeugentwicklung und eröffne neue Möglichkeiten für die Optimierung von Fahrzeugakustik und -aerodynamik. Aktuell erprobt BMW in seinem neuen Windkanal die beste Aeroakustik für die Elektroautos der Neuen Klasse.
Flexibilität auch beim Bau von zentraler Bedeutung
Im Grunde besteht das AEZ aus zwei Gebäuden, die in einer Baugrube errichtet wurden. Baulich wurde den speziellen akustischen Anforderungen mit einer besonderen Entkopplung des Windkanals von der zweiten „Doppelhaushälfte“ und der Umgebung Rechnung getragen. Das gesamte Gebäude, von der 3 m dicken Bodenplatte bis zur Fassade, ist schalltechnisch gegenüber Geräuschen aus der Umgebung isoliert.
Die gesamten Bauarbeiten wurden während laufendem Entwicklungsbetrieb in den Nebengebäuden durchgeführt. Damit der Baugrund maximal effizient genutzt wird, wurde der Windkanal aufrechtstehend konzipiert. Nur so konnten alle Anforderungen für beide Gebäude vollständig erfüllt und auf der vorhandenen Fläche realisiert werden.
Prototypen für die Zukunft der Elektromobilität: Hochvoltbatterien und Inverter
In der zweiten „Doppelhaushälfte“ des AEZ befinden sich Werkstätten, Prüf- und Messständen sowie Prototypen-Linien. Hier liegt der Fokus ebenfalls auf der Elektromobilität. Die Expertinnen und Experten der BMW Group bauen und testen hier Prototypen zukünftiger Hochvoltbatterien für Elektroautos.
Auf mehreren Etagen stehen dafür 15.000 m² zur Verfügung. Auf einer weiteren Fläche von 800 m² werden auf einer Pilotlinie – unter Sauberraumbedingungen – Inverter für zukünftige Elektromotoren hergestellt. Der Inverter ist ein entscheidendes Bauteil im Elektromotor. Seine Aufgabe ist es unter anderem, den Gleichstrom aus der Hochvoltbatterie für den Einsatz im E-Motor in Wechselstrom zu verwandeln.
Um langfristig flexibel aufgestellt zu sein, sind die Flächen im AEZ „multifunktional“ ausgelegt. Das heißt: Das Unternehmen kann auch in Zukunft auf verschiedene Anforderungen reagieren und die Flächen in kurzer Zeit umbauen.
Quelle: BMW – Pressemitteilung vom 11.12.2024
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