BMW iX3: Bayrisches E-Auto aus China

BMW iX3

BMWs erstes batterie-elektrisches Auto nach dem i3 kommt aus China. Der BMW iX3 wird in Shenyang, dem Produktionsstandort des Joint Ventures BMW Brilliance Automotive, gefertigt. Shenyang ist die Hauptstadt der Provinz Liaoning und das wirtschaftliche Zentrum Nordostchinas. Dabei steckt viel Technologie aus Bayern in dem „Sports Activity Vehicle“, wie BMW es nennt.

Elektromotor, Leistungselektronik, Ladetechnik und Hochvoltspeicher werden in Eigenregie entwickelt und gebaut. Das alles kommt ab 2021 auch im BMW iNEXT und im BMW i4 zum Einsatz. Bis zum Jahr 2023 soll es 25 elektrifizierte BMW-Modelle geben, davon 13 batterie-elektrische. Ist das nun endlich die E-Mobilität 2.0 bei BMW? Unter Vorstandschef Oliver Zipse hat man Zweifel, ob BMW nun endgültig die Kurve zur Elektromobilität bekommt. Dabei hatte 2007 alles so hoffnungsvoll mit dem Project i begonnen. 2013 kam mit dem BMW i3 das erste Elektroauto eines deutschen Herstellers auf den Markt. Ein Jahr später folgte der Hybride Sportwagen BMW i8. Dann kam lange nichts …

BMW iX3
BMW iX3-Produktion im chinesischen Shenyang

Reichweite von 460 Kilometern

In China wird man den BMW iX3 noch im Laufe des Jahres 2020 kaufen können. Der neu konzipierte Elektromotor an der Heckachse erzeugt eine Höchstleistung von 210 kW/286 PS und maximales Drehmoment von 400 Nm. Der BMW iW3 beschleunigt in 6,8 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h. Bei Tempo 180 km/h ist Schluss.

Die Reichweite (WLTP) liegt bei 460 km. Die Batterie fasst 80 kWh (74 kWh netto). Der Verbrauch liegt kombiniert bei 18,5 bis 19,5 kWh auf 100 km. Geladen wird an einem dreiphasigen Wechselstromanschluss (AC) mit bis zu 11 kW. Schnellladen (DC) erfolgt mit bis zu 150 kW Leistung. Hier lässt sich die Batterie innerhalb von 34 Minuten von null auf 80 Prozent ihrer Kapazität aufladen. Innerhalb von zehn Minuten hat man genügend Energie für 100 km Reichweite nachgeladen. BMW iX3-Fahrer laden an Ionity-Ladesäulen in Deutschland zum Preis von 0,29 Euro pro Kilowattstunde.

5. Generation BMW eDrive: Stromerregte-Synchronmaschine, Elektromotor, Leistungselektronik und einstufiges Getriebe in einem kombinierten Gehäuse 

BMW eDrive: Alles in einem Gehäuse

Besonders stolz ist BMW auf die fünfte Generation seiner eDrive-Technologie. Hier nutzen die Ingenieure das gewonnene Know how aus der Formel E. Beim BMW iW3 sind Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe zusammen in einem Gehäuse untergebracht. Die integrierte Antriebseinheit ermöglicht den Bauraum und das Gewicht zu reduzieren. Im Vergleich zur bisher in elektrifizierten Modellen eingesetzten BMW eDrive Technologie verbessert sich die Leistungsdichte um rund 30 Prozent. 

Zudem beträgt der Motorwirkungsgrad bis zu 93 Prozent. Das bedeutet, der größte Teil der Energie wird in Bewegung umgesetzt und nur sieben Prozent entweichen als Wärme. Bei aktuellen Verbrennungsmotoren liegt der Wirkungsgrad laut BMW unterhalb von 40 Prozent. 

eDrive BMW Antriebseinheit
Alles in einer Einheit zu platzieren, schafft Platz- und Gewichtsvorteile im BMW iX3

Keine seltenen Erden im E- Motor

Während viele Hersteller auf einen permanent-erregten Synchronmotor setzten, nutzt BMW eine stromerregte Synchronmaschine. Der Unterschied: BMW kann hierbei auf Materialien verzichten, die zu den seltenen Erden zählen. Deren Vorkommen, Abbaubedingungen und Recyclingmöglichkeiten gelten als kritisch. Meist werden starke Neodym-Magnete verwendet.

Bei permanent-erregten E-Motoren besteht bereits ein Magnetfeld und es muss weniger Energie aufgewendet werden, um den Läufer (Rotor) im Magnetfeld des Stators zum Rotieren zu bringen. Der Wirkungsgrad ist bei diesen Motoren höher und der Stromverbrauch niedriger. Doch BMW schätzt den Vorteil durch den Verzicht auf seltene Erden höher ein. Zudem gibt es einen weiteren Vorteil bei der Rekuperation bzw. dann, wenn man mit dem Auto „segeln“, also ohne Verzögerung dahingleiten möchte. Das ist beispielsweise auf der Autobahn praktisch, wenn man die aufgewandte Energie für das aktuelle Tempo nutzen bzw. nur geringfügig verringern möchte. Eine Rekuperation würde den Wagen zu stark abbremsen, man müsste später wieder mehr Energie aufwenden, um den Wagen zu beschleunigen. Bei der stromerregte Synchronmaschine kann der Rotor frei laufen, ohne dass ein Magnetfeld oder eine Verzögerung entsteht. Nur der Rollwiderstand der Reifen verlangsamt das Fahrzeug.

Stator-Fertigung bei BMW
Statoren: Der BMW-Elektromotor ist frei von seltenen Erden

Rohstoffe aus geprüften Minen

BMW setzt noch an einer anderen Stelle auf die Karte „Umweltschutz“. Kein Hersteller mag sich dauerhaft mit Schlagzeugen um seltene Erden, Kinderarbeit und Ausbeutung beim Rohstoffabbau herumschlagen.

Die Bayern nehmen den Beschaffungsprozess für Kobalt und Lithium in die eigenen Hände, auch wenn sie die Zellen für die Batterie nicht selbst herstellen. Darum geht es den Einkäufern vor allem um die Einhaltung von Umwelt- und Sozialstandards. Auf Kobalt aus dem Kongo verzichtet man dabei. Kürzlich hat das Unternehmen einen Liefervertrag mit dem marokkanischen Bergbau-Unternehmen Managem Group unterzeichnet. „Das Vertragsvolumen beträgt rund 100 Millionen Euro“, sagt Andreas Wendt, Vorstand der BMW AG für Einkauf und Lieferantennetzwerk. Die BMW Group deckt damit allerdings nur ein Fünftel seines Kobalt-Bedarfs ab. Rund vier Fünftel wird das Unternehmen aus Australien beziehen. Die eingekauften Rohstoffe werden dann an Auftragsfertiger für die Zell-Produktion geliefert. Die fertigen Zellen verarbeitet BMW anschließend zu einer Hochvoltbatterie.

Die Zell-Produzenten hat BMW verpflichtet, Strom aus erneuerbaren Quellen für die Herstellung zu verwenden. Das Auftragen und anschließende Trocknen des flüssigen Anonden- und Kathoden-Materials auf der Trägerfolie gehört zu den energieintensiven Schritten der Batterieherstellung. „Die Zell-Fertiger sparen so rund zehn Millionen Tonnen CO 2 in den kommenden zehn Jahren ein. Das ist ungefähr die Menge CO2, die eine Stadt wie München mit fast 1,5 Millionen Einwohnern pro Jahr ausstößt„, sagt Vorstandschef Zipse bei der Präsentation des BMW iX3.  

BMW iX3
Der BMW iX3 ist 4,73 Meter lang und hat die typische SUV-Form

Wärmepumpe und Klimaanlage für Batterie

Die Hochvoltbatterie im BMW iX3 basiert auf der NMC-811-Technologie, in der Nickel, Mangan und Cobalt im Mengenverhältnis 8:1:1 auf einer Elektrode aufgetragen werden. Die gesamte Einheit besteht aus 188 prismatischen Batteriezellen, die in zehn Modulen gruppiert werden. Insgesamt wiegt die Batterie im Fahrzeugboden 518 Kilogramm.

Für die optimale Temperierung der Batterie sorgt ein Kühl- und Heizsystem. Die Flüssigkeitskühlung beziehungsweise -heizung versorgt sowohl den Akku als auch die Leistungselektronik und den Elektromotor. Mit einem separaten, elektrisch betriebenen Durchlauferhitzer wird sichergestellt, dass die Batterie auch bei tiefen Außentemperaturen von bis zu minus 30 Grad Celsius eine konstante Leistung beim Fahrzeugstart erreicht. Darüber hinaus unterstützt eine Wärmepumpe die Beheizung des Innenraums und der Batterie. Sie beansprucht je nach Außentemperatur zwischen 40 und 80 Prozent weniger Energie als eine konventionelle elektrische Heizung. Die Wärmepumpe nutzt Abwärme aus dem Motor, der Antriebssteuerung, der Batterie und der Außenluft. Gegenüber dem BMW i3 wurde der Energieeinsatz für gleiche Heizleistung um rund 30 Prozent verringert. 

BMW iX3 mit positiver Umweltbilanz: bis zu 60 % besser

Interessant in den Presseunterlagen von BMW ist die Umweltbilanz. Dabei werden die CO2-Emissionen über den Gesamtzyklus bestehend aus Rohstoffbeschaffung, Lieferkette, Produktion, Nutzungsphase und Recycling des Fahrzeugs erfasst und verglichen. Erstaunliches Ergebnis: Der elektrische BMW iX3 ist einem konventionellen Fahrzeug in seiner CO2-Umweltbilanz deutlich überlegen. Für den BMW iX3 beträgt der Vorteil gegenüber einem BMW X3 xDrive 20d (Dieselmotor) mehr als 30 Prozent bei normalem Strom aus der Steckdose (europäischer Durchschnittsstrom) und rund 60 Prozent bei Verwendung von Grünstrom in der Nutzungsphase.

Der neue Elektro-BMW enthält noch eine praktische Funktion: den Smartphone-Schlüssel. Der BMW Digital Key für iPhones ist auch für den BMW iX3 verfügbar. Dabei wird das iPhone zum Autoschlüssel. Es kann beim Aufschließen in der Hosentasche bleiben. Außerdem kann man den Schlüssel digital an Dritte weitergeben (zeitlich begrenzt und inkl. Tempo- und Musiklautstärke-Limit). Den Sound beim Ein- und Ausschalten des Elektroautos hat übrigens kein geringerer als Hollywood-Komponist Harald Zimmer entwickelt.

Wann genau der BMW iX3 in Deutschland zu haben sein wird, schreibt BMW nicht. Aber der Preis steht schon mal fest: ab 69.800 Euro (inkl. 19% Mehrwertsteuer) bzw. ab 68.040,34 Euro (inkl. 16% Mehrwertsteuer).

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