Nach dem Marktstart der BMW i-Fahrzeuge bereitet sich das Unternehmen auf die Einführung von Plug-in-Hybridfahrzeugen in allen Modellbaureihen vor. Dazu fließen von BMW i die grundsätzlichen Technologien der Batteriezellen und der Elektromotoren sowie die Leistungselektronik in die künftigen, elektrifizierten Modelle ein. Insbesondere setzt BMW im nächsten Schritt mit „Power eDrive“ auf die deutliche Erhöhung der rein elektrisch erzielbaren Reichweite.
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Konkreter Ausblick auf den BMW 3er Plug-in-Hybrid
Die Plug-in-Hybride verfügen sowohl über einen hocheffizienten Verbrennungsmotor als auch über einen E-Antrieb mit Hochvoltspeicher (Batterie), der sich an einer herkömmlichen Steckdose laden lässt. Auf kürzeren Stadt- oder Pendel-Strecken ist ein rein elektrischer Betrieb möglich. Auf längeren Strecken fahren die Fahrzeuge in der Regel im „Mischbetrieb“. In den Prototypen des BMW 3er Plug-in-Hybrids gelangen ein Vierzylinder-Benziner mit doppelter Turbo-Aufladung und ein Elektroantrieb zum Einsatz.
Die Systemleistung des Plug-in-Hybrid-Antriebs im BMW 3er-Prototypen beträgt etwa 245 PS und rund 400 Nm. Aufgrund dieser Werte und der bei der Beschleunigung deutlich spürbaren Boost-Funktion des Elektromotors soll sich eine im Alltagsverkehr intensiv erlebbare Fahrdynamik ergeben. Die Durchschnittswerte für den Kraftstoffverbrauch liegen derzeit bei etwa 2 Litern je 100 Kilometer und etwa 50 Gramm CO2 pro Kilometer. Rein elektrisches Fahren ist mit einer Geschwindigkeit von bis zu 120 km/h und einer Reichweite von rund 35 Kilometern möglich.
Der Weg von BMW in die nachhaltige Mobilität von morgen wird mehrspurig erfolgen. Die ohnehin effizienten Verbrennungsmotoren werden noch sparsamer sein. Als zentraler Schwerpunkt erweist sich die Elektrifizierung der Antriebsstränge. Die Plug-in-Technik soll sogar leistungsstarke Fahrzeuge deutlich unter 100 Gramm CO2 pro Kilometer bringen. Parallel dazu wird die reine Elektromobilität ausgebaut. Wasserstoff bleibt langfristig ein wichtiges Thema der Antriebsentwicklung - vor allem im Zusammenspiel mit seiner regenerativen Erzeugung.
Auf Knopfdruck: Starke Performance oder extreme Effizienz
Mit dem Fahrerlebnisschalter auf der Mittelkonsole lässt sich - analog zu aktuellen BMW-Serienmodellen - auch im BMW 3er Plug-in-Hybrid Prototyp die Fahrzeugabstimmung bedarfs- und situationsgerecht anpassen. Per Tastendruck stehen die Modi „Comfort“, „Sport“ und „Eco Pro“ zur Wahl. Neben den Fahrwerksfunktionen und der Schaltcharakteristik des 8-Gang-Steptronic-Getriebes wird dadurch die Betriebsstrategie des Hybrid-Antriebs beeinflusst.
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Im Modus „Comfort“, der auf eine ausgewogene Balance zwischen Komfort und Effizienz auf der einen sowie Dynamik auf der anderen Seite ausgerichtet ist, wird der Einsatz des Elektromotors so gesteuert, dass er zum ebenso entspannten wie verbrauchsgünstigen Fahren beiträgt. Bei Bedarf bietet das System im Zusammenwirken mit dem Verbrennungsmotor eine möglichst souveräne Kraftentfaltung. Die maximale Performance unter Ausnutzung der vollständigen, von beiden Motoren erzeugten Systemleistung steht im Modus „Sport“ im Mittelpunkt. In dieser Einstellung sind permanent beide Motoren aktiv. Das Antriebssystem kann so besonders spontan auf jede Bewegung des Fahrpedals reagieren.
Im „Eco Pro“-Modus nutzt das Fahrzeug das Effizienz-Potenzial der Elektrifizierung besonders umfassend, um beim Zusammenwirken von Elektro- und Verbrennungsmotor die größtmögliche Gesamtsystem-Effizienz zu erzielen. Ein besonders effizientes Energie-Management ist das Resultat der gezielten Leistungssteuerung für elektrisch betriebene Komfortfunktionen wie Klimatisierung, Sitz- und Außenspiegelbeheizung. Auch dies hilft, die Reichweite zu maximieren.
Zudem vermag der Fahrer per Knopfdruck die Einstellung „Max eDrive“ aktivieren, um in den rein elektrischen und lokal emissionsfreien Fahrmodus zu wechseln. Ebenso lässt sich der Modus „Save Battery“ auswählen, der die Energiekapazitäten der Batterie bewusst konstant hält bzw. bei einem Ladezustand von weniger als 50 Prozent diesen anhebt. Bei Bedarf ist es möglich, die Energie dann etwa für rein elektrisches Fahren auf einem durch den Stadtverkehr führenden Teilstück zu nutzen.
Im BMW 3er Plug-in-Hybrid Prototyp kann der Fahrer außerdem einen in das Navigationssystem integrierten hybridspezifischen Vorausschau-Assistenten nutzen, der neben den in der Hochvoltbatterie zur Verfügung stehenden Energiekapazitäten das Streckenprofil, eventuelle Geschwindigkeitsbegrenzungen und die Verkehrslage bei der Antriebssteuerung berücksichtigt.
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Bei aktiver Zielführung aggregiert das Navigationssystem die Information über die vorausliegende Strecke und versendet diese an die Antriebssteuerung. Hierbei greift das System sowohl auf statische Daten aus der interaktiven Karte, wie Geschwindigkeitsbegrenzungen und Steigungsinformationen, als auch auf Echtzeitinformationen über die aktuelle Verkehrslage zurück. Das vorausschauende Energie-Management identifiziert auf Basis dieser Informationen definierte Fahrabschnitte wie Langsamfahrzonen, Zielzonen und Gefälle und berechnet eine vorausschauende, streckenspezifische E-Fahrstrategie bis zum eingegebenen Zielort.
Power eDrive: BMW legt nochmals kräftig nach
Die wichtigsten E-Antriebstechnologien und -komponenten entwickelt BMW selbst - und produziert diese bereits 2015 in Deutschland. Die konsequente Weiterentwicklung von Hybrid-Antriebssystemen zielt darauf ab, die elektrischen Fahranteile zu steigern, um Dynamik, uneingeschränkten Alltagsnutzen und eine möglichst hohe Langstreckentauglichkeit zu bieten. Dazu setzt BMW auf die sogenannte Hochelektrifizierung. Besondere Merkmale der künftigen „Power eDrive“-Technologie stellen deutlich leistungsstärkere Elektromotoren und eine verdoppelte Energiespeicherkapazität dar.
Die für künftige Hybrid-Systeme entwickelten Antriebskomponenten können dabei eine Systemleistung von mehr als 500 kW erreichen. Die Speicherkapazität der darin eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien geht mit bis zu 20 Kilowattstunden (kWh) weit über die Werte aktueller Hybrid-Systeme hinaus. Dadurch sowie mit einer Erhöhung der rein elektrisch erzielbaren Reichweite auf bis zu 100 Kilometer wird es möglich, den Alltagsverkehr nahezu vollständig im lokal emissionsfreien Fahrmodus zu bewältigen.
Bei künftigen Plug-in-Hybrid-Konzepten überträgt der im Alltagsverkehr überwiegend genutzte Elektroantrieb seine Kraft über die Hinterräder auf die Straße. Durch den Einsatz eines zweiten Elektromotors an der Vorderachse realisiert BMW einen rein elektrisch straßenverkoppelten Allradantrieb.
