Pressemappe Innovationstage Mobilität der Zukunft

Inhaltsverzeichnis.

1.        Warum Elektromobilität? ............................................................................ 2

2.        Das Project i. ............................................................................................ 11

3.        Der elektrische Antriebsstrang. ............................................................... 19

4.        Leichtbau und LifeDrive Concept. ............................................................ 29

5.        CFK – ein Werkstoff für die Zukunft. ....................................................... 37

1. Warum Elektromobilität?

Die Welt, und mit ihr das Umfeld für individuelle Mobilität, befinden sich ökologisch, wirtschaftlich und gesellschaftlich im Umbruch. Globale Entwicklungen wie Klimawandel und Ressourcenverknappung verstärken das individuelle Bedürfnis vieler Menschen, ihre soziale Verantwortung wahrzunehmen und ihr Leben bewusster und nachhaltiger zu gestalten.

Die Prämissen für individuelle Mobilität wandeln sich.
Aufgrund des fortschreitenden Treibhauseffekts und endlicher Ressourcen gilt es vor allem, die CO2-Emissionen deutlich und schnell zu reduzieren, den Umstieg von fossilen Brennstoffen auf regenerative Energiequellen voranzutreiben sowie die Effizienz sämtlicher Energieverbraucher zu erhöhen. Auch die Regierungen verschiedener Länder haben dies erkannt und reagieren mit ambitionierten Flottengesetzen und der Förderung von emissionsfreien Fahrzeugen. 

Zudem lässt sich überall auf der Welt eine zunehmende Urbanisierung beobachten. Bereits die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Städten und täglich werden es mehr Menschen. Wie Magnete ziehen die Städte die Landbevölkerung an, immer mehr Menschen leben auf engerem Raum zusammen. Doch mit den Städten wachsen auch die Herausforderungen. Veränderte Infrastrukturen, Platzmangel und Umweltverschmutzung erfordern neue Mobilitätslösungen.

Herausforderungen für die Zukunft.
Die Mobilität der Zukunft verlangt eine neue Balance zwischen globalen Anforderungen und individuellen Bedürfnissen. Gefragt sind neue Lösungen für eine individuelle und vor allem nachhaltige Mobilität im urbanen Raum. Die BMW Group hat diesen Bedarf erkannt und entwickelt ein Fahrzeug, das in diesem Umfeld neue Möglichkeiten eröffnet und gezielt auf die sich wandelnden Kundenwünsche eingeht.  

E-Mobilität als zukunftsträchtige Perspektive.
Eine Möglichkeit, den zukünftigen Anforderungen an die individuelle Mobilität zu begegnen, sieht die BMW Group in der Elektromobilität. Ein großer Vorteil liegt hier vor allem in der lokalen Emissionsfreiheit. Da bei der Elektromobilität Strom statt Kraftstoff in Bewegungsenergie umgewandelt wird, entstehen während der Fahrt keine klimaschädlichen Gase. Gewinnt man die Energie für den Fahrbetrieb regenerativ aus Wind- oder Wasserkraft, ist die E-Mobilität klimaneutral und schont die natürlichen Ressourcen. Doch Elektromobilität ist nicht nur emissionsfrei. Sie bietet darüber hinaus ein einzigartiges und emotionales Fahrerlebnis. So sind E-Fahrzeuge einerseits nahezu ohne Motorengeräusch zu bewegen, andererseits steht bei Elektromotoren das gesamte Drehmoment der E-Maschine bereits ab Stillstand zur Verfügung. Das sorgt für eine hohe Agilität und damit für einen hohen Spaßfaktor.  

Grenzen der E-Mobilität.
Die Elektromobilität steht erst am Beginn ihrer Entwicklung, entsprechend ist an einigen Stellen noch weitere Innovationsarbeit zu leisten. Die größte Herausforderung ist eindeutig die Weiterentwicklung des Energiespeichers. Aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften hinsichtlich Energiedichte und Gewicht ist er momentan der begrenzende Faktor der E-Mobilität. So lässt sich bislang nur eine begrenzte Menge Energie in einer Batterie speichern, die Energiedichte des Zellenverbunds ist vergleichsweise niedrig. Der hohe Wirkungsgrad eines Elektromotors von bis zu 96 Prozent gleicht das zum Teil jedoch wieder aus. Zwar sind die Reichweiten eines Elektrofahrzeugs heute noch nicht mit denen eines Verbrennungsmotors vergleichbar. Doch durch die deutlich erweiterten Forschungsleistungen bei automobilen Energiespeichern ist davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren weitere Technologiesprünge stattfinden und damit größere Reichweiten möglich werden.  

Das Gewicht des Energiespeichers ist der zweite reichweiteneinschränkende Faktor. Durch die geringe Energiedichte hat eine Batterie für den Betrieb eines Automobils ungefähr die Maße eines großen Reisekoffers und ist zudem sehr schwer. Um die Batterie nicht noch weiter zu vergrößern und damit noch schwerer zu machen, versuchen die Entwickler, die zur Verfügung stehende Batteriekapazität bestmöglich zu nutzen und die Reichweite durch Maßnahmen wie konsequenten Leichtbau sowie intelligente Lade- und Nutzungsstrategien weiter zu erhöhen. Darüber hinaus wird gezielt daran gearbeitet, die Ladezeiten deutlich zu verkürzen. Denn noch sind mehrere Stunden Lade- und damit Standzeit notwendig, um die Batterie eines E-Fahrzeugs vollständig zu laden.

Die Entwickler der BMW Group haben die noch offenen Arbeitsfelder der Elektromobilität erkannt und arbeiten intensiv an den optimalen, kundenwerten Lösungen. Umfangreiche Pilotprojekte in Deutschland, Großbritannien und den USA liefern wertvolle Informationen über die Nutzung und den Betrieb von E-Fahrzeugen und ermöglichen es der BMW Group, sie in Zukunft noch besser auf die Kundenbedürfnisse auszurichten. Wie die ersten Resultate der MINI E Erprobung zeigen, ist die BMW Group hier auf dem richtigen Weg.

Die BMW Group verfolgt einen zukunftsfähigen Gesamtansatz.
Elektromobilitätist integraler Bestandteil der Unternehmensstrategie, entsprechend richtet die BMW Group ihre Prozesse und Strukturen konsequent danach aus. Dies zeigt auch die Efficient Dynamics Strategie: Sie beschreibt die langfristige Ausrichtung der BMW Group Produktstrategie in Richtung emissionsfreier individueller Mobilität. Maßnahmen zur Realisierung dieses Ziels reichen von dem serienmäßigen Efficient Dynamics Technologiepaket mit optimierten verbrennungsmotorischen Antrieben sowie Leichtbau-, Aerodynamik- und Energiemanagementmaßnahmen über verschiedene Stufen der Elektrifizierung (Hybrid) bis hin zu vollständig CO2-freien Fahrzeugkonzepten wie Elektro- und Wasserstofffahrzeugen.

BMW richtet seine Prozesse und Strukturen konsequent auf Elektromobilität aus.
Um auch den Elektrofahrzeugen die Gene des Unternehmens mitzugeben, entwickelt die BMW Group die identitätsstiftenden Elemente eines Elektrofahrzeugs in Eigenleistung. Erst dann kann ein Produkt entstehen, das dem Anspruch der BMW Group gerecht wird. Energiespeicher, elektrischer Antrieb und Fahrwerk werden deshalb im Forschungs- und Innovationsnetzwerk der BMW Group entwickelt. Partner, wie SB LiMotive im Bereich Zellentwicklung oder SGL Automotive Carbon Fibers (SGL Group) bei der Entwicklung und Produktion von Carbonfasern und Carbonfasergelegen, ergänzen mit ihrem Know-how die Entwicklungsarbeit der BMW Group, um die individuelle Mobilität auch in Zukunft weiter voranzutreiben.

BMW denkt über das Produkt hinaus.
Die Elektromobilität eröffnet auch völlig neue Möglichkeiten um das Fahrzeug herum. Beispielsweise sind verschiedene Services rund um das Laden des E-Fahrzeugs denkbar. So arbeitet die BMW Group bereits mit Energieanbietern zusammen, um einen schnellen und flexiblen Zugang zu „grünem“ Strom zu ermöglichen. Intelligente Laderegelungen und fernbedienbares Laden sind weitere Möglichkeiten, E-Mobilität noch kundenwerter zu gestalten. Außerdem denkt die BMW Group auch über weiterreichende Mobilitätsdienstleistungen sowie intermodale Verkehrsangebote nach, um zukünftigen Mobilitätsanforderungen gerecht zu werden.

2... Das project i.

Mit project i startete Ende 2007 eine Initiative, deren Aufgabe darin besteht, als Speerspitze der BMW Group nachhaltige und zukunftsweisende Mobilitätskonzepte zu entwickeln. Das langfristige Ziel ist die Weiterentwicklung des gesamten Unternehmens durch neue Denkanstöße und konkrete Projekte in den Bereichen Produktion, Entwicklung und Vertrieb.

„Mit project i stellt sich die BMW Group den zukünftigen Herausforderungen der individuellen Mobilität.“ (Martin Arlt)

Eine revolutionäre Herangehensweise für ein revolutionäres Produkt.
Für die Umsetzung dieser Ziele sind nicht nur neue Prozesse und Technologien erforderlich. Die Entwickler der BMW Group hinterfragen dafür den Automobilbau, wie man ihn bisher kennt. Deshalb schuf die BMW Group mit project i einen Thinktank, der unkonventionell arbeiten darf und soll. Er setzt sich aus Wissensträgern und Vordenkern aus dem gesamten Unternehmen außerhalb bestehender Strukturen zusammen. Die kleine und effiziente Organisationseinheit engagiert sich seitdem dafür, die Anforderungen von Nachhaltigkeit, Wertschöpfung und Zukunftsfähigkeit in Produkten zu vereinen und dann gemeinsam mit den eigenen Fachabteilungen und geeigneten Kooperationspartnern außerhalb des Unternehmens umzusetzen. In diesem fokussierten Umfeld arbeiten die Entwickler unabhängig – und doch mit voller Unterstützung der Experten des gesamten Unternehmens.

Die Prämissen von project i.
Die Entwickler der BMW Group begannen ihre Arbeit bei project i jedoch nicht auf einem weißen Blatt Papier. Basis der Entwicklungsarbeit war eine intensive Recherche, die sich mit den Fragen der Mobilität und den Kundenbedürfnissen der Zukunft beschäftigte. Schnell waren daraus die Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt abgeleitet: ein Fahrzeug, das möglichst umweltschonend, also emissionsfrei zu bewegen ist und gleichzeitig die Ansprüche an die moderne urbane Mobilität erfüllt – das Megacity Vehicle (MCV). Die eigens gewählte Zielsetzung, unter der dies alles erreicht werden sollte, war eine möglichst ausgeprägte Nachhaltigkeit. Vom ersten Lieferanten bis hin zur Bauteilverwertung nach dem eigentlichen Fahrzeugleben sollte Nachhaltigkeit in ihren drei Facetten prozessbestimmend sein: ökologisch, ökonomisch und sozial verträglich. Also hinterfragten die Entwickler sämtliche Prozesse und Elemente der Wertschöpfungskette. Die Ergebnisse waren gleichzeitig die Prämissen für die Entstehung des Megacity Vehicles.

„In den 2,5 Jahren in diesem Projekt habe ich mehr gelernt als in den acht Jahren zuvor.“ (Peter Ratz)

Das Ergebnis überzeugt.
Alle zur Verfügung stehenden Freiheiten und Möglichkeiten hat das Projekt intensiv genutzt. Das Ergebnis ist ein ganzheitliches und nachhaltiges Mobilitätskonzept und zeigt einen Weg, wie sich die BMW Group zukünftig individuelle Mobilität vorstellt. Aufgrund der neuen Eigenschaften bei Antrieb und Fahrzeugarchitektur sowie des Einsatzes neuer Materialien wird die Produktion des Megacity Vehicles teilweise vereinfacht, teilweise sind völlig neue Prozesse erforderlich. Um das optimale Ergebnis zu gewährleisten, ergänzen leistungsfähige Partner wie SB LiMotive (Batteriezellentwicklung) und SGL Automotive Carbon Fibers (Carbonfaser- und Carbonfasergelegeherstellung) das Know-how der BMW Group.

Der Weg von project i – MINI E, BMW Concept ActiveE und MCV.
Mit dem MINI E begann im Frühjahr 2008 die Erfolgsstory von project i. Gleichzeitig trat das Projekt damit erstmals in den Fokus der Öffentlichkeit. Als erstes Befähigungsprojekt setzte der MINI E mit einer Reichweite von durchschnittlich 150 Kilometern im Alltagsbetrieb und 204 PS nicht nur technische Maßstäbe. Er leistet seitdem zusätzlich wichtige Pionierarbeit für die BMW Group im Rahmen der Entwicklung alternativer Antriebskonzepte auf dem Weg zur CO2-freien Mobilität. Ziel war es, den MINI E so schnell wie möglich in Kundenhand zu übergeben, um durch die Nutzer wertvolle Erkenntnisse über den Alltagsgebrauch eines E-Fahrzeugs zu gewinnen. Bereits seit Mitte 2009 fahren Kunden in USA, Großbritannien und Deutschland den MINI E und tragen mit ihren Erfahrungen aktiv zur Weiterentwicklung der CO2-freien Mobilität bei.

USA und Deutschland sind sich einig: Elektromobilität ist alltagstauglich.
Die ersten Ergebnisse der Erprobungen aus Berlin und den USA stimmen bereits überaus positiv. Die Studien zeigen, dass sich über 90 Prozent der Teilnehmer durch die durchschnittliche Reichweite von 150 Kilometern in ihrem gewohnten Mobilitätsverhalten nicht beeinträchtigt sehen. Auch die Ladezeiten stellen entgegen den ursprünglichen Erwartungen der Kunden keine Einschränkung dar. Insgesamt unterscheidet sich das Nutzungsverhalten der MINI E Fahrer nur marginal vom Verhalten vergleichbarer MINI Cooper und BMW 116i Benutzer. Zudem betonen alle Nutzer, wie viel Spaß es macht, MINI E zu fahren. Fahrspaß und E-Mobilität schließen sich keineswegs aus, sondern gehen Hand in Hand. Aus den Studienergebnissen lässt sich ableiten, dass ein Megacity Vehicle mit etwas größerer Reichweite und mit einem erweiterten Platzangebot die Mobilitätsbedürfnisse von Großstädtern fast zu 100 Prozent abdeckt.

BMW Concept ActiveE.
Mit dem BMW Concept ActiveE werden die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der BMW Group zur Elektromobilität im Rahmen von project i konsequent fortgesetzt. Der speziell für den ersten rein elektrisch angetriebenen BMW entwickelte Motor leistet 125 kW/170 PS und stellt ein maximales Drehmoment von 250 Newtonmetern zur Verfügung. Seine Energie bezieht der Elektroantrieb aus ebenfalls völlig neu konzipierten Lithium-Ionen-Akkus. Sie ermöglichen eine Reichweite von rund 160 Kilometern (100 Meilen) im Alltagsbetrieb. Zudem verfügt das BMW Concept ActiveE über vier Sitzplätze sowie einen vollwertigen Kofferraum. Die Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs wurden mit Blick auf die Anforderungen des MCV konzipiert und werden hier in einem Vorserienstadium erprobt.

Auf Grundlage dieser Konzeptstudie, die im Dezember 2009 vorgestellt wurde, wird die BMW Group im Jahr 2011 eine weitere Erprobungsflotte von Elektrofahrzeugen in Kundenhand geben. Diese Erprobung dient dazu, das bereits gewonnene Wissen über die alltagsgerechte Nutzung von Fahrzeugen mit Elektroantrieb zu vertiefen und weitere Erkenntnisse über die Kundenwünsche zu liefern.

Megacity Vehicle (MCV).
Mit dem Megacity Vehicle (MCV) wird die BMW Group eine neuartige Lösung für nachhaltige Mobilität im urbanen Umfeld anbieten, die im Jahr 2013 unter einer Marke von BMW auf den Markt kommen wird. Das MCV verfügt über einen neu entwickelten Antrieb (s. Kap. 3) sowie eine revolutionäre Fahrzeugarchitektur (LifeDrive, Kap. 4), die konsequenten Leichtbau, optimale Raumfunktionalität und höchste Crashsicherheit miteinander verbindet.

„Künftig wird derjenige Hersteller beim Wettbewerb im Premiumsegment führend sein, der am effizientesten und ressourcenschonendsten produziert – und seinen Kunden die zukunftsweisendsten und emotionalsten Lösungen für eine umweltfreundliche, individuelle Mobilität bietet. Die BMW Group wird auch zukünftig diese Vorreiterrolle einnehmen.“ (Martin Arlt)

Vollständige Pressemappe im Anhang zum Download.