BMW E-Motor 5. Generation

BMW-Elektromotor (2020): 5. Generation, Technik, ESM, PSM

Technik: BMW wechselt mit dem iX3 sein E-Motorenkonzept

Die deutschen E-Pioniere bei BMW starten die fünfte Generation ihrer E-Motoren mit dem iX3. Das ändert sich zu den Vorgängermotoren.
Mit dem i3 leistete BMW so etwas wie E-Auto-Pionierarbeit in Deutschland. Die Münchner stiegen mit dem Kompaktmodell schon früh in den Markt ein und haben bewiesen, dass auch hiesige Hersteller im Geschäft mit den alternativen Antrieben mitreden können. Nun sind seit 2013 sieben Jahre vergangen, eine Zeitspanne, die in der Technik fast schon einem Sprung durch die Zeit gleicht. Besonders macht sich das beim Antrieb bemerkbar. BMW ist mittlerweile ganze vier Generationen vom Ursprungsmotor entfernt und wechselt in Generation fünf sogar den Motorentyp. Die Technik hinter dem Motor zeigte BMW im Rahmen des 29. Aachener Kolloquiums. AUTO BILD erklärt, was BMW in Zukunft bei seinen E-Autos anders macht.

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BMW wechselt den E-Motor

Der Stator setzt auf Kupferstifte anstelle klassischer Wicklungen. Das gibt ihm den Namen Hairpin-Stator.

©BMW Group

In der fünften Elektromotor-Generation verwendet BMW erstmals einen elektrisch erregten Synchronmotor (ESM). Wie alle E-Motoren besteht auch er im Wesentlichen aus zwei Teilen, einem Stator und einem Rotor. Im Gegensatz zum permanenterregten Synchronmotor (PSM) wird der Dauermagnet im Rotor hier aber durch einen Elektromagneten ersetzt. Das erlaubt in Zukunft eine deutlich feinere Steuerung des Motors und dadurch mehr Leistung und Drehmoment in allen Fahrbereichen.

Das unterscheidet ESM- von PSM-Motoren

Auch Akkus und Ladegerät sind bei neuen E-BMW modular skalierbar.

©BMW Group

PSM-Motoren haben sich in den letzten Jahren zum Standard in der Fahrzeugentwicklung gemausert. Sie haben, gemessen am Gewicht, eine ziemlich hohe Leistungsdichte und einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings sind diese Motoren immer auf einen festen Betriebspunkt ausgelegt. Nur an diesem Punkt läuft der Motor mit maximaler Effizienz. Daher müssen Ingenieure oft abwägen, ob sie viel Drehmoment am Anfang erzielen möchten, oder viel Leistung bei hohen Drehzahlen. Um hier eine möglichst große Spreizung zu erreichen, setzen einige Hersteller mittlerweile sogar auf Zweigang-Getriebe. Anders beim ESM-Motor. Er besitzt einen variablen Betriebspunkt. Über die Stromzufuhr im Rotor lässt sich der Motor sehr fein regeln und ist daher während der Fahrt flexibel abstimmbar. Das soll laut BMW sogar so gut funktionieren, dass ein Zweigang-Getriebe keinen nennenswerten Vorteil mit sich bringt!
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Erster Einsatz im neuen BMW iX3

Erstes Serienfahrzeug mit der neuen Motorengeneration ist der BMW iX3.

©BMW Group

Die neue Generation an E-Motoren bei BMW ist modular aufgebaut und soll Leistungswerte zwischen 90 und 300 kW erlauben. Alle Antriebsteile befinden sich nun erstmals in einem Gehäuse. Das reduziert nicht nur das Gewicht, sondern auch die Komplexität des Systems. Als Betriebsspannung setzen die Münchner weiterhin auf 400 Volt, perspektivisch versucht sich allerdings wohl auch BMW an der 800-Volt-Technik. Ein weiter Vorteil ist der Verzicht auf seltene Erden. Sie werden oft für die Herstellung von Dauermagneten benötigt und entfallen beim ESM. Neben einem saubereren Image, dürfte für BMW aber vor allem eine bessere Planbarkeit sowie Unabhängigkeit von diesen teuer gehandelten Rohstoffen wichtig sein. Das erste Serienfahrzeug mit neuem elektrisch erregten Synchronmotor wird der BMW iX3 sein. Das SUV kommt mit 210 kW Leistung und einer Reichweite von bis zu 460 km dank 74 kWh großen Akkus. Ob sich der Unterschied zum PSM auch im Fahrverhalten zeigt, wird der AUTO BILD-Test klarstellen.

*Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und zu den offiziellen spezifischen CO2-Emissionen und gegebenenfalls zum Stromverbrauch neuer Pkw können dem "Leitfaden über den offiziellen Kraftstoffverbrauch" entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der "Deutschen Automobil Treuhand GmbH" unentgeltlich erhältlich ist (www.dat.de).

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Fotos: BMW Group

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