Die Technik der Neuen Klasse von BMW

BMW lüftet den Schleier der Neuen Klasse ein wenig höher. Neue Motoren und Steuergeräte sollen für ein Fahrspaß der ganz besonderen Art sorgen. Die Schlüsseltechnologien wollen die Münchner dabei fest in der eigenen Hand behalten.

„Die Neue Klasse ist unser Jahrhundertprojekt“, sagt BMW-Einkaufsvorstand Dr. Joachim Post. Ziemlich dick aufgetragen, könnte man meinen. Doch für den Autobauer ist die nächste Generation seiner Elektroauto-Modelle tatsächlich ein wegweisendes Unterfangen. Denn es geht nicht nur um die reine Elektromobilität, die gesamte BMW-Produktpalette soll von der neuen Technik profitieren, einen Schub bekommen, wie es Joachim Post ausdrückt.

Ergibt Sinn, Elektrifizierung, Batterietechnologie, Software und der Antrieb sind Schlüsselkomponenten für die Automobilität der Zukunft. Egal, ob es sich um ein reines Elektroauto, ein Plug-in-Hybrid-Modell oder ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor handelt.

Zunächst will BMW Ende des Jahres mit dem iX3, dem ersten Modell mit der neuen Technik, für einen Aha-Effekt bei den deutschen und chinesischen Konkurrenten sorgen. Die Schlüsselthemen bei jedem neuen Stromer sind die Batterie, der Antrieb und die Software. Die Modelle der Neuen Klasse sollen rund 20 Prozent effizienter sein, circa 30 Prozent schneller laden, das elektrische Antriebssystem (eDrive system) etwa 50 Prozent weniger kosten als bisher. Ebenso wichtig ist, dass die Reichweite um 30 Prozent steigt.

Wenn man sich vor Augen hält, dass der iX xDrive 60 mittlerweile bis zu 701 km weit mit einer Batterieladung kommt, kratzt ein Plus von knapp einem Drittel an der Tausend-Kilometer-Marke. Spätestens dann würde das Thema Reichweitenangst der Vergangenheit angehören. Allerdings sollte man sich von diesen Zahlen nicht zu sehr blenden lassen, da auch andere Hersteller ihre Batterien sowie Steuergeräte weiterentwickeln und einen ähnlichen Technologiesprung hinlegen können.

Trotzdem fallen solche Werte nicht einfach so vom weißblauen Himmel. Dafür sind einige grundlegende Veränderungen nötig. Nicht nur an der Batterie und den Motoren, sondern am ganzen Auto. Also auch an den Steuergeräten und der Software. Aber eins nach dem anderen.

BMW wechselt bei den Energiespeichern auf selbstentwickelte zylindrische Zellen. Zwei Varianten stehen zur Wahl: eine mit 95 Millimetern und eine mit 120 Millimetern Höhe. Der Durchmesser bleibt mit 46 Millimetern gleich. Also sind die Akkus ziemlich flach, mit dem „Pack-to-open-Body-Konzept“ Teil der Karosserie und schließen das Auto nach unten ab. Das spart Gewicht und Kosten. Bei der Montage der BMW-Energiespeicher gilt das Prinzip: Local-to-local, also in den wichtigsten Absatzregionen und nahe an den Fahrzeugfabriken: Irlbach-Straßkirchen (Niederbayern), Debrecen (Ungarn), Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexiko) und Woodruff bei Spartanburg (USA).

Die Akkus beherrschen die 800-Volt-Technik und können bidirektional laden beziehungsweise als Energiequelle dienen. Das sollte im Jahr 2025 bei einem Premiummodell selbstverständlich sein. Da bei BMW auch in Zukunft die Technologieoffenheit eine Leitmaxime sein wird, können diese Batterien auch mit 400 Volt laden. „Je nach Marktanforderung“, heißt es in München. Letztendlich könnte es aber bedeuten, dass die Modelle der Kompaktklasse oder Minis mit 400 Volt Strom tanken, da dies günstiger ist. Der sogenannte Energy Master steuert diese Funktionalitäten und ist gleichzeitig die Schnittstelle für das 12-Volt-Netz. Hier gibt es einen wichtigen Fortschritt zu vermelden: Anders als bisher sitzt der Energy Master auf den Akkus und ist nicht Teil des komplexen Systems. Das hilft, sobald Fehler auftreten.

Alles in bayerischer Hand

Getreu dem Motto „Alles in bayerischer Hand“ hat BMW sowohl die Soft- und Hardware dieses Dirigenten selbst entwickelt. Das erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit bei neuen Entwicklungen. BMW hat das Steuer fest in der Hand, entscheidet, welche Komponenten die Münchner selbst herstellen oder das an Zulieferer delegieren. Das wiederum senkt die Kosten. Aus diesem Grund wird der Energy Master auch in Landshut mit einem sehr hohen Automatisierungsanteil von mehr als 80 Prozent produziert. „Wir sind im Hochlohnland Deutschland“, erklärt der verantwortliche Techniker.

Die Roboter sind sehr flexibel, haben selbstentwickelte Greifer, um mehrere Aufgaben zu erfüllen und können zudem anders als herkömmliche Maschinen auf einer Schiene vor und zurückfahren und sind in der Lage das Bauteil zu drehen und wenden, wie es für die Montage erforderlich ist. Künstliche Intelligenz hilft bei der Auswahl der richtigen Schrauben und Kameras stellen die Qualität sicher.

Aus Angst vor „Killerpartikeln“ (BMW), die zu Fehlfunktionen führen können, läuft die Herstellung der Power-Unit für die Hochvolt Elemente in einem Sauberraum ab. Ganz ohne Menschen und deren Tastsinn geht es jedoch nicht. Sobald Kabelbäume und Stecker montiert werden, greift der Homo Sapiens ein, da er ein Gefühl dafür hat, ob eine Verbindung wirklich richtig sitzt. Allerdings tüfteln die BMW-Techniker bereits daran, dass Roboter auch diese Aufgabe übernehmen.

Die Neue Klasse ist für BMW ein großer Schritt zum Software Defined Vehicle. Auch hier soll die Eigenleistung möglichst groß sein. Vier leistungsfähige Rechner haben künftig das Sagen: Einer ist für die Fahrdynamik zuständig, einer für das gesamte Infotainment inklusive dem BMW Panoramic Vision-Display, der dritte steuert die Assistenzsysteme und die autonomen Fahrfunktionen und der vierte grundlegende Funktionen wie die Klimatisierung des Autos und das Datenmanagement.

Auch bei den Motoren legt die Neue Klasse zu

Zur Freude am Fahren gehören natürlich auch die entsprechenden Motoren. Auch da legt die Neue Klasse zu. Statt wie bisher bis zu zwei EESM-Maschinen (Elektrisch erregte Synchronmaschine) können es in Zukunft maximal vier Elektromotoren sein, die sowohl leichter, effizienter als auch günstiger sind als bisher.

„Wir haben die E-Drive-Einheiten in jedem Detail verbessert“, erklärt Techniker Michael Salmansberger und deutet auf die E-Maschinen der sechsten Generation. Die technischen Details sind spannend. BMW plant aktuell mit vier Varianten der EESM-Motoren, die jeweils rund 125 Kilogramm wiegen und zwischen 200 kW (272 PS) und 300 kW (408 PS) leisten. Zwei Untersetzungen mit drei Zahnrädern machen ein Zweiganggetriebe überflüssig.

Damit sind bei den M-Modellen locker 800 kW (1088 PS) drin. Dass dies kein Fabelziel ist, haben die Münchner mit der Studie BMW Vision Driving Experience unlängst selbst angedeutet. Vermutlich wird der iM3 mit vier EESM-Motoren die 1000 kW (1360 PS) knacken. In Bayern lässt man sich ungerne von einem Tesla auf der Nase herumfahren. Am Anfang backt man aber kleinere Brötchen.

So startet der neue BMW iX3 mit einem EESM-Motor an der Hinterachse, ergänzt durch einen ASM-E-Motor (Drehstrom-Asynchron-Maschine) an der Vorderachse, der zwischen 120 kW (163 PS) und 180 kW (245 PS) leistet und rund 75 kg auf die Waage bringt. Die Vorderachse greift nur bei Bedarf in das Geschehen ein. Das spart Energie und Kosten. „Dieser BMW fährt sich wie keiner zuvor“, schwärmt Joachim Post. Bis 2030 sollen rund 50 Prozent der verkauften BMWs reine Elektromodelle sein.