- La unidad de control central inteligente Energy Master en la batería de alto voltaje, desarrollada por BMW y producida en la planta de Landshut.
- Un nuevo concepto de batería de alto voltaje que, junto con la celda cilíndrica de BMW, promete dar un salto tecnológico cuántico, incluyendo mejoras significativas en la densidad de energía, la velocidad de carga y la autonomía.
- BMW también demuestra su apertura tecnológica con sistemas de propulsión eléctrica, mediante el uso de diferentes tipos de motores eléctricos: SSM y ASM.
- Un enfoque modular para la producción de motores eléctricos le da a BMW un grado excepcional de flexibilidad.
- BMW reúne la experiencia de toda la cadena de valor de la movilidad eléctrica en Baviera y Austria, desde el desarrollo, pasando por la compra y la producción, hasta el reciclaje.
- BMW demuestra tanto apertura tecnológica como experiencia total en todas las áreas de la movilidad eléctrica.
"Para BMW, la movilidad eléctrica es el futuro y un área clave de crecimiento. Estamos liderando el camino con esta tecnología de transmisión. Al mismo tiempo, estamos adoptando deliberadamente un enfoque abierto a la tecnología, reconociendo que las necesidades de movilidad varían entre las diferentes regiones del mundo", explica el Dr. Joachim Post, miembro del Consejo de Administración de BMW AG, Red de Compras y Proveedores. "Queremos ofrecer a nuestros clientes el mejor concepto de accionamiento para cada necesidad. Es posible hacer ambas cosas: ofrecer la mejor tecnología de propulsión para cada necesidad y estar a la vanguardia de la movilidad eléctrica".
Más delgadas, más rápidas, más lejos: las baterías de alto voltaje para Gen6
Con la nueva tecnología BMW eDrive de sexta generación (Gen6 para abreviar), BMW está dando un salto tecnológico cuántico. Las mejoras en el lado del producto incluyen una velocidad de carga un 30% más rápida y un aumento del 30% en la autonomía, y ciertos modelos logran cifras aún más altas. Además, el concepto de batería de alto voltaje Gen6 se beneficia de la nueva tecnología de 800 V. El Gen6 hará su debut este año en la Neue Klasse y posteriormente se utilizará para conducir modelos de toda la gama de productos totalmente eléctricos de BMW. El concepto de las baterías de alto voltaje Gen6 es fundamentalmente nuevo y encontrará aplicaciones en todos los segmentos de vehículos, hasta los modelos de alto rendimiento de BMW M GmbH. Su nuevo diseño, más delgado, permite que la batería de alto voltaje se integre en una variedad de diferentes modelos, independientemente de la altura del vehículo. La batería de alto voltaje asume el papel de un componente estructural en los cuerpos de los modelos Neue Klasse ("pack-to-open-body"), y las nuevas celdas cilíndricas se integrarán directamente en la batería de alto voltaje ("cell-to-pack"). La nueva celda cilíndrica de BMW tiene una densidad de energía un 20% mayor que su predecesora, la celda de batería prismática Gen5. Y la carga en ambas direcciones será posible: BMW ha confirmado la carga bidireccional de serie para el Gen6.
Unidad de control central altamente inteligente: el BMW Energy Master
Todos los elementos que permiten este salto tecnológico se unen en el BMW Energy Master. Esta unidad de control central está situada en la batería de alto voltaje y proporciona la interfaz para el suministro de energía de alto y bajo voltaje y para los datos de la batería de alto voltaje. También controla la fuente de alimentación para el motor eléctrico y el sistema eléctrico del vehículo y garantiza el funcionamiento seguro e inteligente de la batería de alto voltaje. BMW ha presentado toda una serie de nuevas solicitudes de patente para el sistema eléctrico del vehículo, incluidos sus fusibles electrónicos. Tanto el hardware como el software del Energy Master se desarrollaron íntegramente en BMW. Esto garantiza que los desarrollos tecnológicos y las actualizaciones de los vehículos se puedan implementar de forma independiente y en tiempo real a través de actualizaciones de software remotas, lo que proporciona un beneficio particular para los clientes.
Enfoque "local por local" para el ensamblaje de baterías de alto voltaje y la red de proveedores
Las baterías de alto voltaje para la Neue Klasse se ensamblan en cinco nuevas instalaciones de producción que BMW ha ubicado cerca de sus plantas de vehículos como parte de un enfoque de "local para local". Por ejemplo, se están formando lugares de montaje de última generación para baterías de alto voltaje Gen6 en Irlbach-Straßkirchen (Baja Baviera), Debrecen (Hungría), Shenyang (China), San Luis Potosí (México) y Woodruff, cerca de Spartanburg (EE. UU.). Este enfoque salvaguarda la producción incluso en caso de acontecimientos políticos y económicos imprevistos. Además, se están reforzando las ubicaciones existentes, con puestos de trabajo asegurados y creados. El principio de "local por local" continúa en la red de proveedores de celdas de batería: con el fin de cubrir la demanda de Gen6, BMW ha llegado a acuerdos contractuales para cinco fábricas de celdas de batería, repartidas por Europa, China y Estados Unidos, con varios socios.
"De la celda al paquete" y "del paquete al cuerpo abierto"
La producción de las baterías de alto voltaje Gen6 sigue los principios de "celda a paquete" y "paquete a cuerpo abierto". "Cell-to-pack" consiste en colocar las celdas cilíndricas, fabricadas por los proveedores de acuerdo con las especificaciones de BMW, directamente en la carcasa de la batería de alto voltaje, sin que se produzca el paso intermedio de producir un módulo. "Pack-to-open-body" se refiere al nuevo papel de la batería de alto voltaje como componente estructural en la arquitectura del vehículo. Aquí se pueden encontrar numerosas innovaciones patentadas por BMW.
Know-how de Baviera y Austria, demandados en todo el mundo
Antes de que se inicie la producción en serie de las baterías de alto voltaje en todo el mundo, se desarrollarán los procesos de producción y se someterán a pruebas exhaustivas las baterías de preserie. Esto sucederá en las plantas piloto de BMW para baterías de alto voltaje en Parsdorf, Hallbergmoos y Munich. Las nuevas plantas de producción en serie en todo el mundo estarán listas. La experiencia en productos y procesos se centra en Baviera. La producción del Energy Master se llevará a cabo en la planta Landshut, que luego abastecerá a todas las plantas de ensamblaje de baterías de alto voltaje en todo el mundo. Allí, se instalará la unidad de control altamente inteligente en la batería de alto voltaje. El motor eléctrico con tecnología BMW eDrive de sexta generación se produce en la planta de Steyr en Austria, que también alberga un centro de desarrollo para sistemas de propulsión eléctrica y gestión térmica.
Producción del Energy Master en la planta de BMW en Landshut
Un sistema de producción de última generación para el BMW Energy Master está tomando forma en la planta de Landshut. Actualmente, la planta está produciendo la unidad de control de alta complejidad en preserie. La producción en serie de la primera línea de producción comenzará en agosto de 2025, con una nueva etapa de expansión a mediados de 2026. Esta es la primera vez que el desarrollo y la producción de esta unidad de control central se lleva a cabo internamente en BMW. "Como el mayor fabricante de componentes interno de la empresa, Landshut desempeña un papel importante para la Neue Klasse", dice el Dr. Joachim Post. "La planta es un centro de innovación y un motor de transformación". Alrededor de 200 personas trabajarán en el área de producción de Energy Master en Landshut cuando comience la producción, aumentando hasta 700 personas a medida que aumente aún más. BMW ha canalizado inversiones por valor de cientos de millones de euros en la expansión de la movilidad eléctrica en la planta de Landshut desde 2020, reforzando tanto la propia planta de producción como el estatus de Alemania como potencia industrial a largo plazo. El sistema de fabricación modular utilizado para producir el Energy Master también fue diseñado íntegramente por BMW. Se suministra con subcomponentes a través de una cadena de suministro establecida por BMW. Esto se extiende a la cadena de suministro de n niveles para componentes críticos para el suministro, como los semiconductores. Los beneficios de esta configuración se pueden ver tanto en términos de costos como de seguridad de suministro. El sistema de producción escalable permite a la empresa responder de forma rápida y flexible a las necesidades del mercado. El alto grado de automatización, que involucra hasta 400 robots en la etapa final de expansión, maximiza la eficiencia. La supervisión exhaustiva durante el proceso, que incluye el uso de sistemas de cámaras basados en IA, y las comprobaciones del sistema al final de la línea al 100% en un entorno de sala limpia garantizan una calidad óptima.
Diferentes procesos de reciclaje dentro de la cadena de valor
A medida que aumenta la movilidad eléctrica, se presta cada vez más atención al reciclaje de las baterías de alto voltaje al final de su ciclo de vida. En el marco de una asociación a largo plazo con SK tes, un proveedor líder de soluciones tecnológicas innovadoras para el ciclo de vida, el cobalto, el níquel y el litio de las baterías al final de su vida útil se recuperan de BMW y se integran en la cadena de suministro para la fabricación de nuevas baterías. Este enfoque de circuito cerrado aumenta la eficiencia y la resiliencia de BMW como parte de una economía circular. BMW seguirá un camino similar en Estados Unidos, México y Canadá hasta 2026 con una asociación separada.
Innovador reciclaje directo en BMW
BMW también está explorando otras opciones de reciclaje en el proceso de creación de valor. Un ejemplo de ello es el método de reciclaje directo desarrollado internamente. BMW está trabajando con su empresa conjunta Encory para establecer un centro de competencia para el reciclaje de celdas de batería en la Baja Baviera, donde la compañía pondrá en práctica sus ideas de reciclaje directo. Este innovador proceso permitirá que los materiales residuales de la producción de celdas de batería y celdas de batería completas se descompongan mecánicamente en sus valiosos componentes constituyentes. Las materias primas obtenidas de esta manera se reutilizarán directamente en el proceso piloto de producción de celdas de batería en los centros de competencia de la compañía.
Enfoque tecnológico abierto para la movilidad eléctrica: el nuevo sistema e-drive de Gen6
BMW ha mantenido el principio de un motor síncrono excitado eléctricamente (EESM) para su unidad de potencia Gen6. En este tipo de motor síncrono, el campo magnético en el rotor es generado por devanados alimentados con corriente continua en lugar de imanes permanentes. De esta manera, la fuerza del campo magnético del rotor se puede ajustar de manera óptima a las condiciones de carga predominantes. Esto da como resultado excelentes niveles de eficiencia en puntos de funcionamiento relevantes para el cliente y una potencia de salida constante a altas velocidades de rotación. Al igual que en la versión Gen5, el motor síncrono se colocará por encima del eje trasero y contará con una carcasa compacta que incorpora la unidad de accionamiento eléctrico, la electrónica de potencia y la transmisión. Muchos de los detalles técnicos del motor se crearon con la ayuda de la experiencia patentada, y solo el rotor no encapsulado representó más de diez solicitudes de patente.
Neue Klasse incorpora adicionalmente la tecnología ASM
El tren motriz Gen6 emplea una segunda tecnología de motor eléctrico adicional en forma de motor asíncrono (ASM). Aquí, en lugar de ser generado por imanes permanentes (PSM) o excitación eléctrica (EESM), el campo magnético del rotor es inducido por el estator. En este tipo de motor, el rotor toma la forma de una jaula de metal. El motor asíncrono ofrece la ventaja de un diseño más compacto y una rentabilidad superior. Las variantes del motor ASM se instalarán en el eje delantero de los coches de la Neue Klasse con BMW xDrive.
Amplias mejoras en la tecnología EESM
Además de la incorporación de la tecnología ASM, la tecnología EESM también se ha sometido a una importante actualización para Gen6: el rotor, el estator y el inversor han sido completamente diseñados para la nueva arquitectura de 800 V de la tecnología Gen6 con el fin de maximizar el rendimiento y la eficiencia del sistema de accionamiento. Esto se ha visto favorecido por un rediseño completo de los sistemas de refrigeración por aceite y agua. Además de esto, los expertos de BMW también han logrado mejorar el motor eléctrico y la carcasa central en términos de peso y rigidez. La transmisión sigue utilizando un diseño helicoidal de dos etapas, pero se ha optimizado aún más mediante mejoras en su geometría y refrigeración, niveles de fricción más bajos y una acústica más agradable. El "cerebro" del motor síncrono excitado eléctricamente, el inversor, ahora cuenta con tecnología de 800 V junto con semiconductores de carburo de silicio (SiC) para aumentar la eficiencia. El inversor está completamente integrado en la carcasa del motor eléctrico. Su tarea es convertir la fuente de alimentación de CC de la batería de alto voltaje a CA para su uso en el motor eléctrico. El inversor fue desarrollado internamente por BMW y se produce en la planta de Steyr en Austria.
Menor peso, costes y pérdidas de energía: mayor eficiencia en el vehículo
Los resultados obtenidos de la incorporación inteligente de nuevas tecnologías en el tren motriz eléctrico, al tiempo que se mejoran constantemente los sistemas existentes, son una lectura impresionante. En comparación con un modelo Gen5 xDrive, un futuro modelo Neue Klasse completo con tecnología EESM y ASM cuenta con las siguientes mejoras: las pérdidas de energía se han reducido en un 40%, los costes en un 20% y el peso en un 10%. Al combinar diferentes tipos de motores eléctricos, el enfoque abierto a la tecnología de BMW es claramente evidente en el campo de la movilidad eléctrica. En el futuro, los clientes podrán elegir entre modelos equipados con uno, dos, tres o cuatro motores eléctricos para adaptarse a sus preferencias y requisitos individuales. La sexta generación de la tecnología BMW eDrive es un factor importante en el aumento de la eficiencia general del vehículo de alrededor del 20% para la Neue Klasse. Esta cifra se basa en una comparación con la generación actual de vehículos totalmente eléctricos de BMW.
El concepto modular proporciona una ventaja crucial para la fabricación de motores eléctricos
El concepto de fabricación del sistema de accionamiento eléctrico Gen6 utiliza el principio de bloques de construcción modulares. Esto constituye la base para la fabricación altamente flexible de diversas variantes de accionamiento eléctrico en toda la gama de modelos de Neue Klasse. El concepto de "bloque de construcción" modular conduce a economías de escala positivas y ahorros de costos en el desarrollo y la producción. También tiene el efecto de mejorar la escalabilidad de los volúmenes de producción. El enfoque modular garantiza un alto grado de flexibilidad en la producción, las redes de suministro y las compras.
Los sistemas de accionamiento eléctrico Gen6: made in Steyr
La producción en serie de los sistemas de propulsión eléctrica Gen6 comenzará en la planta de BMW en Steyr en el verano de 2025. La preproducción ya se puso en marcha en las instalaciones austriacas en septiembre de 2024. Los motores de preproducción están siendo sometidos a rigurosas pruebas y algunos ya se están instalando en los vehículos de prueba Neue Klasse de la Planta Debrecen. Para 2030, BMW habrá invertido más de mil millones de euros en el sitio desde el lanzamiento del proyecto en 2022 para expandir su experiencia en desarrollo y producción de sistemas de propulsión eléctrica. Gracias al aumento de la capacidad, la planta mantendrá su estatus como la principal instalación de BMW para sistemas de propulsión. La planta ha estado desarrollando y construyendo motores de combustión para las marcas BMW y MINI durante más de 40 años. Los muchos años de experiencia y el alto nivel de conocimientos de la planta Steyr en el campo de los sistemas de accionamiento la convierten en el lugar ideal para la fabricación de los motores eléctricos Gen6. Tiene una capacidad de producción anual de 600.000 unidades de accionamiento eléctrico. Allí se siguen fabricando motores diésel y de gasolina junto con los motores eléctricos. Para 2030, alrededor de la mitad de los empleados in situ deberían trabajar en movilidad eléctrica, un paso vital para salvaguardar los más de 4.700 puestos de trabajo de la planta a largo plazo. En el futuro, todos los componentes clave de la innovadora unidad de accionamiento eléctrico altamente integrada, es decir, el rotor, el estator, la transmisión, el inversor y la carcasa, se fabricarán en Steyr. Esto incluirá la fabricación de los inversores en un entorno de sala limpia interna por primera vez, llevando así la planta de motores al ámbito de la ingeniería eléctrica. Los componentes de accionamiento eléctrico se construirán en dos nuevas líneas de montaje en Steyr.
Gestión térmica: interacción compleja, crucial para el rendimiento
La gestión térmica implica una interacción muy compleja entre los distintos sistemas de un vehículo eléctrico y es de vital importancia para una serie de parámetros de rendimiento, como la autonomía, el consumo en condiciones reales, la aceleración y el tiempo de carga. La gestión térmica consiste en mantener constantemente la temperatura del motor eléctrico, la electrónica de potencia y la batería de alto voltaje en el rango óptimo, manteniendo al mismo tiempo los estándares de confort de los pasajeros. La gestión térmica eficiente también es importante para la carga rápida. En este caso, la temperatura de la batería debe mantenerse dentro de una ventana definida para aprovechar al máximo la capacidad de carga disponible. A diferencia de los motores de combustión, los motores eléctricos emiten poco calor. Esto significa que, dependiendo del estado de funcionamiento, la batería y la celda del pasajero no solo deben enfriarse, sino también calentarse. La planta de Steyr desarrolla los sistemas de gestión térmica para todos los vehículos eléctricos de BMW. El centro de desarrollo de la planta también es responsable del cerebro en el corazón del motor eléctrico: el inversor.
BMW Plant Landshut – a multi-talented component manufacturer
BMW Plant Landshut es la planta de componentes más grande de BMW en todo el mundo, que suministra componentes a todas las plantas de vehículos y sistemas de propulsión de la compañía. Su plantilla de unos 3.700 empleados produce una amplia gama de componentes de última generación para vehículos de BMW. Trabajando en estrecha colaboración con el Centro de Investigación e Innovación de BMW (FIZ) en Múnich, la planta Landshut desempeña un papel fundamental como centro de innovación para la industria automotriz. Desarrolla tecnologías pioneras y procesos de fabricación que sirven para mantener la ventaja competitiva de la empresa. En el marco del proyecto Neue Klasse, la planta está invirtiendo unos 200 millones de euros en su fundición de metales ligeros para aumentar la capacidad de producción anual de las carcasas de los motores eléctricos. El proceso de fundición por inyector (ICA) desarrollado y patentado en Landshut es un excelente ejemplo de la fuerza innovadora de la planta. Este proceso, único en el mundo, se utiliza para fabricar las carcasas de aluminio altamente complejas de los motores eléctricos que establecen nuevos estándares para el diseño ligero y la integración funcional.