Pentru prima data se va folosi la scara larga fibra de carbon pentru caroseria unui automobil de serie mare, preocuparea pentru emisii zero incepe de la procesul productie pentru care BMW Group va folosi exclusiv energie din surse regenerabile, in timp ce o serie de servicii extinse ofera o experienta unica a condusului electric, asigurand, de exemplu, utilizarea optima a infrastructurii de condus.

Inceputul unei noi ere – procese inovative de fabricatie cu fibra de carbon in prim-plan

Utilizarea constanta a materialelor ultrausoare reprezinta un factor foarte important pentru automobilele cu propulsie electrica, deoarece, pe langa capacitatea limitata a acumulatorului, masa masinii este un factor de limitare a autonomiei. Cu cat este mai usor un automobil, cu atat este mai mare autonomia, pentru ca este mai mica masa pe care electromotorul trebuie sa puna in miscare la accelerare. Si in special in trafic urban, fazele de franare si accelerare alterneaza frecvent. Pe langa autonomia mai mare, masa redusa a masinii inseamna un consum mai mic de putere si o dinamica mai buna, iar acumulatorul poate fi mai mic.

Industrializarea productiei CFRP.
Pentru a compensa plusul de masa al componentelor electrice, BMW i utilizeaza constant constructii ultrausoare si materiale inovatoare in automobilele sale. Unul din importantele avantaje oferite de solutia BMW este un concept dezvoltat de la zero pentru propulsia electrica, nu un automobil adaptat de la un model conventional. Astfel a fost posibila o structura completa noua, asa-numitul concept LifeDrive, cu o caroserie din fibra de cabon (Life) si un sasiu construit din aluminiu (Drive).

Moses Lake: productie de fibra de carbon cu energie hidro.
Un precursor - fibra textila de termoplastic, realizata din poliacrilonitril - este utilizat pentru producerea fibrei de carbon la SGL ACF, la Moses Lake (SUA). In cadrul unui proces complex in mai multe etape, toate elementele fibrei sunt separate in forma gazoasa pana cand nu ramane decat o singura fibra, care consta din carbon aproape pur cu o structura stabila de grafit. Aceasta are o grosime de numai 7 microni (0,007 mm) - prin comparatie, firul de par uman masoara aproximativ 50 microni (0,05 mm). Pentru utilizare ulerioara, circa 50.000 de filamente individuale sunt infasurate in rulouri si poarta denumirea de „rovings” sau „heavy tows“. Alaturi de industria auto, materialele compozite din fibre de asemenea grosime sunt folosite si la palele elicelor mari de la sistemele eoliene.

Wackersdorf: prefabricate in structuri textile.
La cea de-a doua locatie a acestui joint venture, la Wackersdorf Innovation Park, legaturile de fibre produse la Moses Lake sunt procesate suplimentar, la scara industriala, intr-o structura textila. Spre deosebire de tesaturi, care sunt impletite sau intretesute, fibrele sunt aranjate unele langa altele pe un singur nivel. O structura tesuta ar indoi fibrele si ar reduce proprietatile excelente, pentru ca insasi alinierea fibrei in tesatura este cea care garanteaza caracteristicile optime ale componentei produsa in procesul final.

Landshut: procesare suplimentara in componente CFRP.
Tesaturile din fibra de carbon livrate de la Wackersdorf sunt procesate suplimentar in piese CFRP pentru caroserie la uzinele de presare din Landshut si Leipzig. De-a lungul ultimilor zece ani, specialistii BMW Group de la Landshut au reusit dezvoltarea si automatizarea procesului de productie pentru componentele CFRP, astfel incat productia in masa este posibila in prezent atat din punct de vedere al costurilor, cat si al calitatii, iar procesul este unul sigur. Acoperisul modelelor BMW M3 si M6 si suportul barelor de la BMW M6 sunt produse de ceva timp in procesul CFRP industrializat de la Landshut. Primul model BMW la care s-a folosit fibra de carbon a fost versiunea speciala BMW M3 CSL , deja din 2004.

Industrializarea CFRP a inceput.
Cu o forta de pana la 4.500 de tone, presele lucreaza dupa parametri de timp, presiune si temperatura bine definiti, dezvoltati intern, pana cand rasina reactioneaza cu agentul de intarire. Patentat de BMW, acest proces special de productie elimina etapa de intarire intr-un cuptor separat, etapa care urmeaza intr-o faza de presare CFRP. Se economiseste astfel timp, dar si o cantitate semnificativa de energie si in premiera este posibila astfel productia la scara industriala a componentelor CFRP de mari dimensiuni. Prin acest proces se pot realiza piese preformate intr-un timp mai mic de zece minute.

Revolutie in constructia caroseriei cu noi unelte de precizie.
Componentele CFRP produse la noua uzina de presare din Leipzig si piesele CFRP livrate de la fabrica de presare din Landshut sunt asamblate in noua hala de constructie a caroseriilor. Aproximativ 150 de piese - cu o treime mai putine decat la constructia conventionala cu panouri de otel - alcatuiesc forma de baza a modulului Life de la BMW i3.

Timp economisit cu adeziv instant.
In prezent, compartimentele CFRP de la caroserie sunt produse numai pentru automobile speciale, in motorsport si pentru modele supersport. Costurile de productie au o importanta relativ minora pentru aceste cantitati mici de productie. Timpul de intarire pentru lipirea cu adeziv poate fi mai mare de o zi. Pentru minimizarea acestui timp in productia de serie a BMW i3, acest proces a fost optimizat semnificativ.

Conceptele de culoare pot fi alese cu pana la sase zile inainte de asamblarea finala.
Foarte rezistenta, celula CFRP pentru pasageri - modulul Life - este produsa la Leipzig, unde trece de la constructia caroseriei la noua hala de asamblare - este locul unde este unita cu modulul Drive din aluminiu. Modulul Drive de baza, livrat de la Dingolfing, este completat la Leipzig inainte de a fi fixat definitiv de modulul Life. Doar atunci celula interna din CFRP a modulului Life primeste carcasa externa finala, din plastic. Pentru invelisul exterior, vopsit si format din mai multe piese, se foloseste in special plastic turnat prin injectie termoplastica, asa cum este si cazul constructiei traditionale de automobile (bara fata/spate, praguri laterale etc). In faza finala de asamblare, piesele vopsite din plastic sunt fixate prin suruburi si prinderi speciale pentru o imbinare perfecta.

Reciclarea CFRP si BMW i: o bucla inchisa.
De-a lungul dezvoltarii BMW i, BMW Group a creat o premiera mondiala: primul concept de reciclare pentru productia de serie al componentelor CFRP, componentelor caroseriei si al deseurilor de productie. Prin diferite proceduri, resturi de materiale obtinute in faza de productie, dar si de la automobile distruse/casate sunt refolosite in constructia de masini si reintroduse in procesul de productie sau utilizate in alte aplicatii.

Procesul de productie: preocuparea pentru impact minim asupra mediului inca de la inceput.
La Leipzig, productia modelului cu propulsie electrica BMW i3 incepe in toamna anului 2013 si se utilizeaza surse de energie care nu emit CO2. BMW i8 va urma la inceputul anului 2014 - o masina sport hibrid plug-in cu electromotor, dar si motor cu ardere interna.

Turbinele eoliene produc mai multa energie decat este necesara pentru productie la Leipzig.
La aproximativ 26 GWh pe an, cele patru sisteme eoliene Nordex N100/2500 vor genera in viitor chiar mai multa electricitate decat este necesara pentru productia modelelor BMW i. Se anticipeaza un surplus anual de pana la 2 GWh, care poate fi utilizat in alte sectii ale uzinei din Leipzig.

Solutii pentru E-mobilitate.
Energia furnizata pentru BMW i3 provine de la un acumulator litiu-ion foarte performant, special dezvoltat pentru model, care include 96 de celule grupate in 8 module. Bateria este integrata compact sub podea, unde este protejata in mod optim si asigura o distributie excelenta de mase intre punti si un centru de greutate foarte jos. Acumulatorul a fost optimizat continuu de-a lungul perioadei de dezvoltare pentru gasirea echilibrului optim intre performante, autonomie, masa si durata de viata. Celulele de stocare au aceeasi durata de viata ca si automobilul. Cand este complet incarcat, BMW i3 are o autonomie de 160 km in conditii normale.

360° ELECTRIC.
Pentru a usura utilizarea optima a BMW i3, BMW i furnizeaza o gama completa de produse si servicii care acopera nevoile personale ale clientilor dincolo de automobil. Cu pachetul complet 360° ELECTRIC, avantajele electromobilitatii pot fi experimentate in fiecare zi, intr-o maniera sigura, confortabila si flexibila. Clientii aleg produsele si serviciile pe care le vor. Portofoliul 360° ELECTRIC se bazeaza pe patru principii de baza: Incarcarea acasa, Incarcarea la statii publice, Asigurarea mobilitatii si Integrarea in concepte inovatoare de mobilitate pentru depasirea limitarilor de autonomie.

Incarcarea acasa: realimentare convenabila la domiciliu.
Pentru clientii care detin propriul garaj sau propriul loc de parcare, BMW i ofera solutii personalizate de incarcare sigura, confortabila si foarte rapida la domiciliu. In acest scop, BMW i a incheiat, in luna ianuarie 2013, un parteneriat de anvergura cu Schneider Electric si The Mobility House (TMH). Obiectivul acestei colaborari este optiuni de realimentare eficiente pentru clienti care permit incarcarea cu usurinta in propriul garaj atunci cand BMW i3 va fi lansat pe piata. Acordul cuprinde servicii precum verificarea instalatiei la domiciliul clientului, livrarea si asamblarea statiei de incarcare (panou BMW i), intretinere, consultanta si alte servicii.

Perspectiva: incarcare prin inductie.
In timp ce realimentarea cu cablu si panou de incarcare a fost dezvoltata pentru a deveni o dotare standard de serie, BMW Group lucreaza deja la optiuni suplimentare posibile in viitor. Un exemplu este incarcarea prin inductie, care functioneaza fara cabluri sau prize electrice. Cu aceasta tehnologie, masinile cu propulsie electrica sunt oprite pe o placa de incarcare de pe sol, iar curentul este transferat fara contact prin intermediul unui camp electromagnetic. O asemenea solutie este posibila teoretic pentru garajele de acasa, dar ar putea deveni disponibila si in zonele publice - cu asemenea placi incorporate pe drumuri sau in parcarile publice. Cand a inceput dezvoltarea BMW i3, unitatile de incarcare erau prea mari si prea grele si ar fi dus la o reducere inutila a autonomiei automobilului. Acum, cercetatorii BMW Group au redus de 10 ori dimensiunea si masa placii de realimentare din masina.

Realimentare publica: incarcare pe drum.
Clientii care nu pot realimenta BMW i3 la domiciliu sau la munca vor gasi solutii personalizate in pachetul 360° ELECTRIC. In colaborare cu operatorii parcarilor si furnizorii statiilor publice de realimentare, BMW i ofera clientilor acces sigur la infrastructura publica de incarcare. Impreuna cu partenerii sai, BMW i sustine interconectarea cu terminalele smartphone si sistemele de navigatie pentru a furniza utilizatorilor informatii precum afisarea statiilor de realimentare disponibile si metode simple si transparente de plata cu cardul ChargeNow. Cardul ChargeNow permite acces complet la statiile de realimentare si plata fara cash. Cardul ChargeNow aduna numarul maxim posibil de furnizori ai infrastructurii publice de realimentare din toate pietele BMW i, astfel incat clientii sa poata accesa punctele de incarcare ale diferitilor furnizori cu un singur card si sa primeasca o factura standardizata de la BMW i.

Racire cu agent frigorific.
BMW i utilizeaza agentul frigorific al sistemului de aer conditionat pentru racirea directa a acumulatorului. Aceasta racire ofera eficienta frigorifica maxima in comparatie cu racirea cu apa sau aer si nu sunt necesare componente suplimentare precum ventilatoare sau pompe, ceea ce reduce masa si dimensiunile instalatiei. Caldura de preincalzire cand temperatura este scazuta este furnizata direct de reteaua de electricitate, daca automobilul este conectat la panoul BMW i.

Modulul LifeDrive ofera siguranta optima.
Cerintele in caz de accident sunt foarte stricte in productia de automobile. In considerare sunt luate numeroase criterii de impact stipulate de directivele stricte ale organizatiilor globale de protectia consumatorilor si ale legiuitorilor. Chiar si in timpul dezvoltarii conceptului BMW i3 a existat o comunicare intensa cu institutiile internationale de teste de impact cu privire la caroseria inedita si conceptul sigurantei modelelor BMW i.

Combinatia de aluminiu si CFRP incorporeaza bateria in siguranta.
Acumulatorul este amplasat sub podeaua din aluminiu a modulului Drive pentru protectie maxima, unde, conform statisticilor, automobilele absorb cel mai mic nivel de energie la impact si astfel experimenteaza cea mai mica deformare. In testul de impact lateral efectuat de Euro NCAP, in care o bara loveste automobilul din lateral in punctul mort cu 32 km/h, materialul compozit cu fibra de carbon demonstreaza o capacitate extraordinara de absorbtie a energiei. Modulul Life absoarbe intregul impact cu deformare minima, garantand astfel protectie optima a pasagerilor.

Acumulatorii litiu-ion sunt sigur chiar si in caz de incendiu.
Siguranta este un criteriu important in dezvoltarea modelelor BMW i. O gama de sisteme si masuri a fost implementata in automobil pentru a asigura functionarea normala si in caz de incendiu accidental. Sistemul de inalta tensiune este conceput pentru a face fata accidentelor dincolo de cerintele legale. Acumulatorul include dotari (de exemplu, unitate de ventilare) pentru a asigura ventilarea controlata a gazelor de incendiu de langa baterie.

Costurile de reparatie pentru modelele BMW i sunt la nivelul segmentului.
Conform testelor efectuate de asiguratori si de BMW Accident Research, in principal rezulta doar daune minore din majoritatea accidentelor. Cuprinzand aproximativ 90% din totalul accidentelor inregistrate de automobilele conventionale, daunele sunt la nivelul exteriorului. BMW i3 tine cont de acest aspect si este placat de jur-imprejur cu elemente din plastic, prinse cu suruburi sau cu cleme. Micile lovituri sunt absorbite fara a lasa urme, asa cum se intampla de obicei cu piesele metalice. Daca este afectata vopseaua, nu apare rugina. Daca o sectiune exterioara de la BMW i3 trebuie inlocuita, aceasta poate fi efectuata rapid si economic. Per total, costurile de reparatie dupa accident sunt similare cu cele ale unui BMW Seria 1. Prin urmare, se poate presupune ca prima de asigurare va fi la nivelul obisnuit al segmentului compact.