BMW revela novidades para melhorar eficiência nos VE

O Grupo BMW anunciou um “passo em frente” no campo da tecnologia elétrica e no processo de recarga dos veículos, procurando assim acelerar a aceitação destes modelos. Entre as novidades estão uma unidade de controlo inovadora e baterias de alta voltagem com células cilíndricas, numa combinação que a marca apelida de “salto quântico”.

Num evento tecnológico realizado em Landshut, na Alemanha, o Grupo BMW apresentou várias novidades no capítulo da eletrificação com vista à implementação da sexta geração de sistemas elétricos para os seus veículos “Neue Klasse”. O grupo procura acelerar o desenvolvimento de componentes para a eletrificação, introduzindo uma unidade de controlo energético totalmente nova, conceitos de bateria de alta voltagem novos e motores elétricos também de nova geração.

“Salto quântico tecnológico”

Com a tecnologia BMW eDrive de sexta geração (abreviadamente designada por Gen6), o Grupo BMW ambiciona dar aquilo que denomina de “salto quântico tecnológico”, antevendo melhorias de até 30% na velocidade de recarga e um aumento de 30% na autonomia, com alguns modelos a atingirem valores ainda mais elevados neste último caso.

Além disso, o conceito de bateria de alta tensão Gen6 beneficia de tecnologia de 800 V., o qual se caracteriza por ser fundamentalmente novo e aplicável a todos os segmentos de veículos – até aos modelos de alta performance da BMW M GmbH. As baterias têm um “design” novo, tendo um formato ainda fino, permitindo-lhe assim ser integrada numa grande variedade de modelos diferentes, independentemente da altura do veículo.

 A bateria de alta tensão assume o papel de um componente estrutural nas carroçarias dos modelos Neue Klasse” e as novas células cilíndricas serão integradas diretamente na bateria de alta tensão (“cell-to-pack”). De acordo com a BMW, a nova célula cilíndrica tem uma densidade energética 20% superior à da sua antecessora, a célula prismática de quinta geração. O carregamento bidirecional será, igualmente, possível nesta sexta geração.

As baterias de alta tensão serão montadas em cinco novas instalações de produção que o grupo germânico localizou perto das suas fábricas de veículos como parte de uma abordagem “local para local”. Assim, os locais de montagem para as baterias de alta tensão estão a tomar forma em Irlbach-Straßkirchen (Baixa Baviera), Debrecen (Hungria), Shenyang (China), San Luis Potosí (México) e Woodruff, perto de Spartanburg (EUA).

Outro elemento essencial será o da unidade de controlo energético central, que será posicionado na bateria de alta voltagem e garante a interface para o fornecimento de energia de alta e de baixa voltagem à bateria. Também gere a entrega da potência ao motor elétrico e ao sistema elétrico do veículo de forma a garantir eficiência elevada em todos os aspetos de utilização. Tanto o “hardware”, como o “software” são totalmente desenvolvidos internamente pelo Grupo BMW, dando-lhe total controlo sobre os mesmos e a possibilidade de melhorá-los via atualização remotas (“over-the-air”).

Motores evoluídos 

A abordagem de motores também é nova, com a Gen6 a ter um conceito melhorado dos motores síncronos de excitação permanente (EESM). Neste tipo de motor síncrono, o campo magnético no rotor é gerado por enrolamentos alimentados com corrente contínua em vez de ímanes permanentes. Desta forma, a BMW indica que a intensidade do campo magnético do rotor pode ser ajustada de forma ótima às condições de carga prevalecentes, incrementando a eficiência geral. Será posicionado acima do eixo traseiro e apresenta uma caixa compacta que incorpora a unidade de acionamento elétrico, a eletrónica de potência e a transmissão.

Adicionalmente, esta geração implementa ainda um segundo motor adicional com tecnologia elétrica na forma de motor assíncrono (ASM), no qual o campo magnético do rotor é induzido pelo estator. Neste tipo de motor, o rotor tem a forma de uma jaula de metal, tendo como benefícios uma dimensão mais compacta e maior eficiência de custos. Este motor será aplicado no eixo dianteiro dos “Neue Klasse” de tração integral (xDrive).

 Em ambos os casos, houve necessidade de configurar os motores para a arquitetura de 800 V e de redesenhas os sistemas de refrigeração de óleo e de água. O inversor, também com tecnologia de 800 V e integrado na caixa do motor elétrico, conta com semicondutores de carboneto de silício (SiC) para aumentar a eficiência. A tarefa do inversor é converter a alimentação de corrente contínua da bateria de alta tensão em corrente alternada para utilização no motor elétrico, sendo resultado de desenvolvimento interno do Grupo BMW (a produção será feita na fábrica de Steyr, na Áustria).

Bastante relevante é a melhoria da eficiência por via da redução das perdas de energia em 40%, mas também a redução dos custos em 20% e do peso em 10%, numa combinação tripartida que, segundo a BMW, possibilitar-lhe-á estar entre os conjuntos mais eficientes do mercado em todos os níveis (comparativamente, com os motores de quinta geração). A sexta geração da tecnologia BMW eDrive será “determinante para atingir uma melhoria global da eficiência de cerca de 20% nos veículos ‘Neue Klasse’” face aos modelos atuais.

Outra parte importante é a modularidade, com a companhia bávara a indicar que este sistema pode ser facilmente adaptado consoante o modelo.

Fase de pré-produção  

Antes do início da produção em série das baterias de alta tensão a nível mundial, a marca está a desenvolver os processos de produção necessários e as baterias de pré-série serão submetidas a testes exaustivos. Isto acontecerá nas fábricas-piloto do Grupo BMW para baterias de alta tensão em Parsdorf, Hallbergmoos e Munique.

A produção da unidade de controlo de energia terá lugar na fábrica de Landshut, que abastecerá todas as fábricas de montagem de baterias de alta tensão em todo o mundo, sendo instalada na bateria de alta tensão localmente. O motor elétrico com a tecnologia BMW eDrive de sexta geração será produzido na fábrica de Steyr, na Áustria, que também alberga um centro de desenvolvimento de sistemas de acionamento elétrico e gestão térmica.

O Gen6 fará a sua estreia este ano no “Neue Klasse” e, posteriormente, será utilizado para equipar modelos em toda a gama de produtos totalmente elétricos do Grupo BMW.