Cargar más rápido para conducir más lejos: BMW Group presenta un revolucionario tren motriz eléctrico con tecnología de 800V para la Neue Klasse

Múnich/Landshut.  BMW Group está presentando su próximo avance en el campo de la tecnología de trenes motrices eléctricos – y en el proceso inaugurando una nueva era de conducción totalmente eléctrica. En el evento Tech Days en Landshut, la compañía ha proporcionado algunas ideas iniciales sobre el desarrollo y la producción de baterías de alto voltaje y sistemas de conducción eléctrica utilizando la sexta generación de la tecnología BMW eDrive. Cada vehículo totalmente eléctrico de la Neue Klasse incluirá estos beneficios. El primer modelo de la Neue Klasse entrará en producción en serie a finales de este año en BMW Group Planta Debrecen en Hungría. A continuación, se presenta una visión general de los aspectos destacados de la tecnología:

La unidad de control central inteligente Energy Master en la batería de alto voltaje – desarrollada por BMW Group y producida en la Planta Landshut.

• Un nuevo concepto de batería de alto voltaje que, junto con la celda cilíndrica de BMW, promete un salto cuántico tecnológico – incluyendo mejoras significativas en la densidad de energía, velocidad de carga y autonomía.

• BMW Group también demuestra su apertura tecnológica con trenes motrices eléctricos – mediante el uso de diferentes tipos de motores eléctricos: SSM y ASM.

• Un enfoque modular para la producción de motores eléctricos da a BMW Group un grado excepcional de flexibilidad.

• BMW Group agrupa conocimientos de toda la cadena de valor de la electromovilidad en Bavaria y Austria – desde el desarrollo, la cadena de suministro, la producción y el reciclaje.

• BMW Group demuestra apertura tecnológica y una amplia experiencia en todas las áreas de la electromovilidad.

Adoptando un enfoque de apertura tecnológica mientras se marca el ritmo en la electromovilidad

“Para el BMW Group, la electromovilidad es el futuro y un área clave de crecimiento. Estamos liderando el camino con esta tecnología de tren motriz. Al mismo tiempo, estamos adoptando deliberadamente un enfoque de apertura tecnológica, reconociendo que las necesidades de movilidad varían entre 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 tren motriz para cada necesidad. Es posible hacer ambas cosas: ofrecer la mejor tecnología de conducción para cada necesidad y estar a la vanguardia de la electromovilidad.”

Más delgadas, más rápidas, con mayor autonomía: las baterías de alto voltaje para Gen6

Con la nueva tecnología BMW eDrive de sexta generación (Gen6 para abreviar), BMW Group está dando un salto cuántico tecnológico. Las mejoras en el producto incluyen una velocidad de carga 30% mayor y un aumento del 30% en la autonomía, con ciertos modelos alcanzando incluso cifras más altas. Además, el concepto de batería de alto voltaje Gen6 se beneficia de la nueva tecnología de 800V. Gen6 debutará este año en la Neue Klasse y posteriormente se utilizará para modelos en toda la gama de productos totalmente eléctricos del BMW Group.

El concepto para 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, aún 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 la carrocería de los modelos de la 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 célula cilíndrica de BMW tiene una densidad de energía un 20% mayor que su predecesora, la célula prismática Gen5. Y la carga en ambas direcciones será posible: el BMW Group ha confirmado la carga bidireccional como estándar para Gen6.

Unidad de control central altamente inteligente: el BMW Energy Master

Todos los elementos que permiten este avance tecnológico se reúnen en el BMW Energy Master. Esta unidad de control central está ubicada 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 el suministro de energía para el motor eléctrico y el sistema eléctrico del vehículo y garantiza el funcionamiento seguro e inteligente de la batería de alto voltaje.

BMW Group ha presentado toda una serie de nuevas solicitudes de patentes para el sistema eléctrico del vehículo, incluyendo sus fusibles electrónicos. Tanto el hardware como el software del Energy Master fueron desarrollados de forma completamente interna en BMW Group. Esto asegura que los desarrollos tecnológicos y las actualizaciones para los vehículos puedan implementarse de manera independiente y en tiempo real a través de Actualizaciones Remotas de Software, proporcionando un beneficio particular para los clientes.

Enfoque “local para local” para el ensamble 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 el BMW Group ha ubicado cerca de sus plantas de vehículos como parte de un enfoque “local para local”. Por ejemplo, se están construyendo sedes de ensamble de vanguardia para baterías de alto voltaje Gen6 en Irlbach-Straßkirchen (Baja Bavaria), Debrecen (Hungría), Shenyang (China), San Luis Potosí (México) y Woodruff, cerca de Spartanburg (Estados Unidos).

Este enfoque garantiza la producción incluso en caso de eventos políticos y económicos imprevistos. Además, las ubicaciones existentes se están fortaleciendo, con empleos asegurados y creados. El principio “local para local” continúa en la red de proveedores para las células de batería: para cubrir la demanda de Gen6, BMW Group ha alcanzado acuerdos contractuales para cinco fábricas de celdas de batería – distribuidas por Europa, China y EE.UU. – con varios socios.

“Cell-to-pack” y “pack-to-open-body”

La producción de las baterías de alto voltaje Gen6 sigue los principios “cell-to-pack” y “pack-to-open-body”. “Cell-to-pack” implica posicionar las células cilíndricas – fabricadas por los proveedores según las especificaciones del BMW Group – directamente en el alojamiento de la batería de alto voltaje, sin el paso intermedio de que se produzca un módulo. “Pack-to-open-body” se refiere al nuevo papel de la batería de alto voltaje como un componente estructural en la carrocería del vehículo. Aquí se pueden encontrar numerosas innovaciones patentadas por BMW Group.

Tecnología desarrollada en Bavaria y Austria

Antes de que comience la producción en serie de las baterías de alto voltaje en todo el mundo, los procesos de producción se desarrollarán y las baterías de pre-serie se someterán a pruebas exhaustivas. Esto sucederá en las plantas piloto del BMW Group para baterías de alto voltaje en Parsdorf, Hallbergmoos y Múnich. Luego, las nuevas plantas de producción en serie estarán listas en todo el mundo. La experiencia en producto y proceso está centrada en Bavaria.

La producción del Energy Master tendrá lugar en la BMW Group Planta Landshut, que luego suministrará este módulo a las plantas de ensamblaje de baterías de alto voltaje en todo el mundo. Allí, la unidad de control altamente inteligente se instalará en la batería de alto voltaje. El motor eléctrico con tecnología BMW eDrive de sexta generación se produce en BMW Group Planta Steyr en Austria, que también alberga un centro de desarrollo para sistemas de electromovilidad y gestión térmica.

Producción del Energy Master en la Planta Landshut del BMW Group

Un sistema de producción de última generación para el BMW Energy Master está tomando forma en la Planta Landshut. La planta actualmente está produciendo la unidad de control altamente compleja en pre-serie. La producción en serie en la primera línea de producción comenzará en agosto de 2025, con una etapa de expansión adicional planeada para 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 el BMW Group.

“Como el mayor fabricante de componentes internos de la compañía, Landshut juega 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 estarán empleadas en el área de producción del Energy Master en Landshut cuando comience la producción, aumentando a hasta 700 personas a medida que se intensifique aún más.

BMW Group ha canalizado inversiones de cientos de millones de euros en la expansión de la electromovilidad en BMW Group Planta Landshut desde 2020, fortaleciendo tanto la instalación de producción en sí como el estatus de Alemania como una potencia industrial a largo plazo. El sistema de fabricación modular utilizado para producir el Energy Master también fue diseñado de forma totalmente interna por BMW Group. Se suministra con subcomponentes por una cadena de suministro establecida por BMW Group. Esto se extiende a los diversos escalones (tier) de la cadena de suministro para componentes críticos 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 los requisitos del mercado. El alto grado de automatización, que involucra hasta 400 robots en la etapa de expansión final, maximiza la eficiencia. El monitoreo integral en el proceso, que incluye el uso de sistemas de cámara basados en IA, y los controles del sistema al 100% al final de la línea en un entorno de sala limpia aseguran una calidad óptima.

Diferentes procesos de reciclaje dentro de la cadena de valor

A medida que la electromovilidad se desarrolla, hay un enfoque cada vez mayor en el reciclaje de baterías de alto voltaje al final de su ciclo de vida. Bajo una asociación a largo plazo con SK tes – un proveedor líder de soluciones innovadoras para el ciclo de vida de la tecnología – se recuperan cobalto, níquel y litio de las baterías al final de su vida útil y son integrados en la cadena de suministro para la fabricación de nuevas baterías. Este enfoque de circuito cerrado aumenta la eficiencia y la resiliencia de BMW Group como parte de una economía circular. BMW Group seguirá un camino similar en Estados Unidos, México y Canadá hasta 2026 con otros socios en la región de Norteamérica.

Reciclaje directo innovador en el BMW Group

BMW Group también está explorando otras opciones de reciclaje en el proceso de creación de valor. Un ejemplo de esto es el método de reciclaje directo desarrollado internamente. BMW Group está trabajando con su empresa conjunta Encory para establecer un centro de competencia para el reciclaje de celdas de batería en Baja Bavaria, donde la compañía pondrá en práctica sus ideas de reciclaje directo. Este proceso innovador permitirá que los materiales residuales de la producción de celdas de batería y las celdas de batería completas se descompongan mecánicamente en sus valiosos componentes. Las materias primas obtenidas de esta manera se reutilizarán directamente en el proceso de producción piloto para células de batería en los centros de competencia de la compañía.

Enfoque de apertura tecnológica para la electromovilidad: el nuevo sistema de tren motriz eléctrico Gen6

BMW Group 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 se genera mediante embobinados alimentados con corriente continua en lugar de imanes permanentes. De esta manera, la fuerza del campo magnético del rotor puede ajustarse óptimamente a las condiciones de carga prevalecientes. Esto resulta en excelentes niveles de eficiencia en puntos de operación relevantes para el cliente y una salida de potencia constante a altas velocidades de rotación. Al igual que con la versión Gen5, el motor síncrono se posicionará sobre el eje trasero y contará con un alojamiento compacto que incorpora el motor eléctrico, la electrónica de potencia y la transmisión. Muchos de los detalles técnicos del motor fueron creados con la ayuda de conocimientos patentados, siendo el rotor no encapsulado responsable de más de diez solicitudes de patentes.

La Neue Klasse incorpora además tecnología ASM

El tren motriz Gen6 emplea una segunda tecnología de motor eléctrico adicional en forma del motor asíncrono (ASM). Aquí, en lugar de ser generada 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 eficiencia de costo superior. Las variantes de motor ASM se instalarán en el eje delantero de los autos de la Neue Klasse con BMW xDrive.

Mejoras extensivas a la tecnología EESM

Además de la adición de la tecnología ASM, la tecnología EESM también ha experimentado una mejora importante para Gen6: rotor, estator e inversor han sido completamente diseñados para la nueva arquitectura de 800V de la tecnología Gen6 para maximizar el desempeño y la eficiencia del sistema de conducción. Esto se ha visto aún más ayudado por un rediseño completo de los sistemas de enfriamiento de aceite y agua. Además de esto, los expertos del BMW Group también han logrado mejorar el motor eléctrico y el alojamiento central al reducir su peso y aumentar su rigidez.

La transmisión aún utiliza un diseño helicoidal de dos etapas, pero ha sido aún más optimizada mediante mejoras en su geometría y enfriamiento, niveles de fricción más bajos y una acústica más agradable. El “cerebro” del motor síncrono excitado eléctricamente, el inversor, ahora cuenta con tecnología de 800V junto con semiconductores de carburo de silicio (SiC) para aumentar la eficiencia. El inversor está completamente integrado en el alojamiento del motor eléctrico. Su tarea es convertir el suministro de energía de corriente continua de la batería de alto voltaje a corriente alterna para su uso en el motor eléctrico. El inversor fue desarrollado internamente por BMW Group y se produce en la BMW Group Planta Steyr en Austria.

Menor peso, costos y pérdidas de energía – mayor eficiencia en el vehículo

Los resultados obtenidos al incorporar inteligentemente nuevas tecnologías en el tren motriz eléctrico mientras se mejoran consistentemente los sistemas existentes son impresionantes. En comparación con un modelo xDrive Gen5, un futuro modelo de la Neue Klasse completo con tecnología EESM y ASM cuenta con las siguientes mejoras: las pérdidas de energía se han reducido en un 40%, los costos en un 20% y el peso en un 10%. Al combinar diferentes tipos de motores eléctricos, el enfoque de apertura tecnológica del BMW Group es claramente evidente en el campo de la electromovilidad.

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 tecnología BMW eDrive de sexta generación es un factor significativo 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 Group.

El concepto modular proporciona una ventaja crucial para la fabricación de motores eléctricos

El concepto de fabricación para el sistema de conducción eléctrica Gen6 utiliza el principio de bloques de construcción modulares. Esto forma la base para la fabricación altamente flexible de varias variantes de conducción eléctrica en toda la gama de modelos de la Neue Klasse. El concepto de "bloque de construcción" modular lleva a economías de escala positivas y ahorros de costos en desarrollo y producción. También tiene el efecto de mejorar la escalabilidad de los volúmenes de producción. El enfoque modular asegura un alto grado de flexibilidad en la producción, las redes de suministro y la adquisición.

Los sistemas de tren motriz eléctrico Gen6: hechos en Steyr

La producción en serie de los sistemas de tren motriz eléctrico Gen6 comenzará en BMW Group Planta Steyr en el verano de 2025. La pre-producción ya comenzó en la instalación austriaca en septiembre de 2024. Los motores de pre-producción están siendo sometidos a rigurosas pruebas y algunos ya se están instalando en vehículos de prueba de la Neue Klasse de la Planta Debrecen. Para 2030, BMW Group 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 tren motriz eléctrico.

Gracias al aumento de capacidad, la planta mantendrá su estatus como la instalación líder de BMW Group para sistemas de tren motriz. La planta ha estado desarrollando y construyendo motores de combustión para las marcas BMW y MINI durante más de 40 años. La amplia experiencia y el alto nivel de habilidades de BMW Group Planta Steyr en el campo de los sistemas de conducción la convierten en el sitio ideal para la fabricación de los motores eléctricos Gen6. Tiene una capacidad de producción anual de 600,000 unidades de tren motriz eléctrico. Los motores a diésel y a gasolina continúan fabricándose allí junto con los motores eléctricos.

Para 2030, alrededor de la mitad de los empleados en el sitio deberían estar trabajando en la electromovilidad – un paso vital para salvaguardar los más de 4,700 empleos de la planta a largo plazo. En el futuro, todos los componentes clave de la unidad de la electromovilidad innovadora y altamente integrada – es decir, el rotor, el estator, la transmisión, el inversor y el alojamiento – se producirán 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 la conducción eléctrica se construirán en dos nuevas líneas de ensamblaje en Steyr.

Gestión térmica: interacción compleja, crucial para el rendimiento

La gestión térmica implica una interacción altamente compleja entre varios sistemas en un vehículo eléctrico y es de importancia crítica para una serie de parámetros de rendimiento, incluyendo la autonomía, el consumo en el mundo real, 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, mientras se mantienen los estándares de confort del pasajero al mismo tiempo. La gestión térmica eficiente es importante para la carga rápida también. Aquí, la temperatura de la batería debe mantenerse dentro de una ventana definida para hacer un uso óptimo de 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 operación, la batería y la celda de pasajeros no solo deben enfriarse, sino también calentarse. El sitio de Steyr desarrolla los sistemas de gestión térmica para todos los vehículos eléctricos del BMW Group. El centro de desarrollo de la planta también es responsable del cerebro en el corazón del motor eléctrico – el inversor.

BMW Group Planta Landshut – un fabricante de componentes polifacético

BMW Group Planta Landshut es la planta de componentes más grande de BMW Group en todo el mundo, suministrando componentes a todas las plantas de vehículos y sistemas de conducción de la compañía. Su fuerza laboral de alrededor de 3,700 empleados produce una amplia gama de componentes de vanguardia para vehículos del BMW Group. Trabajando estrechamente con el Centro de Investigación e Innovación (FIZ) de BMW Group en Múnich, la Planta Landshut juega un papel fundamental como un centro de innovación para la industria automotriz. Desarrolla tecnologías y procesos de fabricación pioneros que sirven para mantener la ventaja competitiva de la compañía.

En el transcurso del proyecto Neue Klasse, el sitio está invirtiendo alrededor de 200 millones de euros en su fundición de metales ligeros para aumentar la capacidad de producción anual para las carcasas de motores eléctricos. El proceso de Fundición con Inyectores (ICA) desarrollado y patentado en Landshut es un ejemplo destacado de la fuerza innovadora de la planta. Este proceso único en el mundo se utiliza para fabricar los alojamientos de aluminio altamente complejos de los motores eléctricos que establecen nuevos estándares para el diseño ligero y la integración funcional.