ALLE M MODELLE
sind bestens darauf vorbereitet, jede erdenkliche Fahrsituation im Alltag zu meistern, da sie während ihrer Entwicklung in jeder erdenklichen nicht alltäglichen Situationen getestet wurden. Damit ein beherzter Tritt aufs Gas- oder Bremspedal ohne jede unangenehme Überraschung mit maximaler Präzision auf den Asphalt übertragen wird, muss jedes BMW M Modell vorher tausende Kilometer auf Geröll und spiegelglattem Eis gemeistert haben – ohne auch dort für unangenehme Überraschungen zu sorgen.
Wie steinig, oder eisig der Weg für die ersten vollelektrischen Prototypen der neuen BMW M Elektroantriebe ist, davon durften wir uns in arktischer Landschaft und bei Temperaturen unter minus 30 Grad selbst ein Bild machen.
Das Beast, wie der Prototyp auf Basis eines BMW M2 F87 ehrfürchtig von den Entwicklern genannt wurde, bringt mehr als 1.000 PS auf die Straße – und ist dennoch nur die erste Stufe von BMW M auf dem Weg zur E-Mobilität der Zukunft für die Kunden von heute.
Ich kann die Möglichkeiten des Systems spüren – und sie sind unglaublich.
Geschäftsführer der BMW M GmbH
Die Entwickler testeten die Grenzen des Machbaren, indem sie dem Antrieb über 1.000 PS gaben. So gerüstet, machte die immense Leistung das Fahrzeug schwer kontrollierbar. Dennoch ist das Set-up bewusst gewählt. Auf diese Weise können die Ingenieure exakt erarbeiten, an welchen Stellen sie welche technischen Maßnahmen entwickeln müssen, um aus maximaler Leistung eine beherrschbare wie bahnbrechende neue BMW M Fahrdynamik zu erschaffen.
Im nächsten Schritt werden die gewonnenen Erkenntnisse auf einen neuen Prototyp übertragen. Aufgrund seiner Architektur als Elektrofahrzeug mit hoher Steifigkeit und einem ideal positionierten Stromspeicher fiel die Wahl der Entwickler auf einen BMW i4 M50. Dieses Testfahrzeug der zweiten Generation wurde nicht nur mit den neuesten Antriebs-, Steuerungs- und Stabilisierungstechnologien ausgestattet, sondern zur intensiven Erprobung in die unwirtlichsten Regionen der Erde geschafft.
EXTREMSTE BEDINGUNGEN.
EXTREMSTE BEDINGUNGEN.
Von Gluthitze bis arktische Kälte – entlegene Weltregionen mit extremen Umweltbedingungen sind für BMW entscheidend, um die Leistungsfähigkeit zu testen, eine Strapaze, die den entscheidenden Schliff bringt. Wie bei jedem M Modell gilt es auch für die komplexen Cutting-Edge-Technologien des neuen M Elektroantriebs, auf dem Weg zur Serienreife in aufwendigen Testreihen in Kälte, Regen, Hitze und Trockenheit ihre Belastbarkeit und Zuverlässigkeit unter Beweis zu stellen.
Der Gedanke hinter diesem aufwendigen Verfahren: Man kann nur dann die besten Ergebnisse erzielen, wenn die Anforderungen die höchsten sind.
BIS AN DEN POLARKREIS.
Eine dieser Weltgegenden der Extreme ist während der Wintermonate die Gemeinde Arjeplog in Nordschweden. In dem beschaulichen Ort kurz unter dem Polarkreis unterhält BMW ein vollausgestattetes Testcenter, in dem insbesondere zur kalten Jahreszeit reger Betrieb herrscht. Zwischen Dezember und Februar fallen die Temperaturen dort schon mal auf minus 30 Grad – mit anderen Worten: das perfekte Testlabor für den neuen vollelektrischen Prototyp der zweiten Generation.
NAHE NULL TRAKTION.
Dabei geht es nicht nur darum, die Leistungsfähigkeit der Technik bei Minusgraden sicherzustellen. Arktische Temperaturen schaffen zudem ideale Bedingungen, um die Kraftübertragung des Fahrzeugs auf dem Untergrund mit – wie die Ingenieure es nennen – „niedrigem Reibwert“ zu testen. Dafür werden die zugefrorenen Seen rund um Arjeplog zu Teststrecken umfunktioniert. Auf dem spiegelglatten Eis reichen minimale Unterschiede in der Kraftübertragung, dass die Räder Grip verlieren. Nirgendwo ist die Schwelle für den Kontrollverlust über das Fahrzeug so niedrig wie unter diesen Bedingungen.
Um diese unerwünschten Situationen zu vermeiden, sind Steuerungssysteme mit – wie die Ingenieure es wiederum nennen – „höchster Regelgüte“ notwendig. Um auch auf Eis optimalen Grip zu gewährleisten, müssen etliche Faktoren simultan geregelt werden: Kraftübertragung, Antriebsmoment und Schlupfrate der Räder, Seitenführungskraft, Brems- und Lenkmanöver – um nur einige zu nennen. Die Menge der Daten ist immens und wird durch eine Hightech-Anwendung wie den M Elektroantrieb weiter ansteigen. Und hier kommt die, von den Entwicklern anvisierte höchste Regelgüte ins Spiel.
NEW STANDARDS 3.0.
NEW STANDARDS 3.0.
Denn bisher hat jedes System sein eigenes Steuergerät. Ganz gleich ob Motorelektronik, Bremsen, Lenkung, Stabilisierungsfunktionen – überspitzt ausgedrückt, kocht jedes System sein eigenes Süppchen. Um Daten effizienter zu verarbeiten und vorzubeugen, dass sich Steuerungssysteme im ungünstigsten Fall gegenseitig behindern – was die Ingenieure „Zielkonflikte“ nennen –, haben die Entwickler des neuen vollelektrischen Antriebs nunmehr ein Zentralgehirn entwickelt, das alle die Fahrdynamik betreffenden Funktionen regelt. Das Ergebnis: schnellere Regelaktivitäten bei nochmals verbesserten Fahreigenschaften.
Das Fazit der ersten Testfahrten, einschließlich jener auf den spiegelglatten, gefrorenen Seen am Polarkreis, lässt sich laut den Entwicklern in etwa so zusammenfassen: der Hammer!
Oder etwas nüchterner ausgedrückt: Die neue zentrale Steuerung ermöglicht eine nie dagewesene Regelgüte und damit eine neue Stufe der M Fahrdynamik.
Wie das genau funktioniert
dazu haben wir Axel Theiling befragt. Er ist Projektleiter für Elektrifizierung Antrieb & Leiter Hochvoltspeicher & Laden bei BMW M und gehört damit zu den Personen, die den vollelektrischen BMW M Antrieb der neuen Generation wie kaum ein anderer kennen.
Hi Axel, schön, dass du dir die Zeit nimmst, mit uns zu sprechen. Magst du unseren Lesern kurz beschreiben, was deine Aufgabe in diesem Projekt ist?
Ja, sehr gerne. Ich freue mich immer, über unsere spannenden Projekte zu sprechen. Beim High-Performance BEV habe ich tatsächlich eine Doppelfunktion. Auf der einen Seite bin ich Projektleiter für den vollelektrischen Antrieb und zusätzlich darf ich die Hochvoltspeicherentwicklung bei BMW M leiten. Zwei herausfordernde, aber auch superspannende Aufgaben.
Was habt ihr euch vorgenommen für das erste vollelektrische High-Performance Modell von BMW M? Was soll das Fahrzeug können, wo soll es neue Benchmarks setzen – und wie macht sich euer Prototyp hinsichtlich dieser Zielsetzungen?
Für das erste vollelektrische High-Performance-Fahrzeug bei BMW haben wir uns nicht weniger als die ultimative Fahrmaschine vorgenommen. Wir orientieren uns stark an den grundsätzlichen Eigenschaften des aktuellen M3 und seiner Vorgänger – Präzision, Agilität, Reproduzierbarkeit, Emotionalität und Performance. Darüber hinaus streben wir aber auch ein komplett neues Fahrgefühl an. Die neuen Freiheitsgrade mit vier elektrischen Maschinen ermöglichen uns eine jederzeit optimale Reibwertausnutzung. Das führt zu bisher nicht gekannten Kurvengeschwindigkeiten und Handlingeigenschaften. Das kann man bereits jetzt in unseren Prototypen sehr eindrucksvoll erleben.
Ihr habt euren Prototyp gerade erst am Polarkreis ausgiebig auf Schnee und Eis getestet, Stichwort „volle Reibwertnutzung“: Kannst du uns erklären, was damit gemeint ist und wie sich das durch die von euch entwickelte E-Maschine am besten erreichen lässt?
Unter voller Reibwertausnutzung verstehen wir, dass wir zu jedem Zeitpunkt genau die maximal übertragbare Kraft an den Rädern absetzen, um maximalen Vortrieb oder maximale Bremsperformance zu erzeugen. Hierzu müssen die elektrischen Maschinen möglichst genau an der gewünschten Schlupfgrenze entlang geregelt werden. Die E-Maschinen sind dabei nur ein Beitragsleister in einer Kette verschiedener Steuergeräte, Sensoren und Aktoren, die gemeinsam genau dieses Fahrgefühl erzeugen.
Fahrdynamik und High-Performance sind das A und O bei einem M Modell – ist die Umsetzung dieser Eigenschaften bei dem neuen Elektroantrieb im Vergleich zu einem Verbrenner schwieriger, fordert sie also den ganzen Ingenieur in euch heraus?
Die Entwicklung eines M Fahrzeugs fordert grundsätzlich die maximale Ingenieurskunst heraus! Wir wollen immer an die Grenze des technisch Machbaren gehen, um unseren Kunden ein einmaliges Fahrerlebnis zu ermöglichen. Bei der Entwicklung des ersten vollelektrischen Antriebs haben wir es uns deshalb auch absolut nicht einfach gemacht. Wir entwickeln sowohl einen spezifischen Hochvoltspeicher, der sich insbesondere in der Dauerperformance signifikant von allem, was bei BMW bisher dagewesen ist, abheben wird. Als auch spezifische E-Maschinen, die den perfekten Spagat zwischen Performance und Effizienz beherrschen werden.
Als langjähriger Ingenieur bei der M GmbH nehmen wir an, dass du auch privat BMW M fährst: Wenn ja, kannst du uns sagen, welche Modelle du fährst und was dir an ihnen gefällt?
Aktuell fahre ich einen M3 Touring. Mein absolutes Traumauto und eine tolle Referenz für unsere ersten HP BEV Fahrzeuge. Für mich ist der M3 Touring der alltagstaugliche Sportwagen – entspannt, jederzeit souverän und mit viel Stauraum im Alltag, und auf Tastendruck kann ich das Biest entfesseln und habe eine Rennmaschine, der man den „Touring-Rucksack“ nicht anmerkt. Selbst bei einer entspannten Runde auf der Nürburgring Nordschleife lässt man den ein oder anderen Sportwagen locker hinter sich.
Nun kennst du ja gewissermaßen alle Geheimnisse und Finessen unserer Fahrzeuge und trotzdem ist deine Faszination, einen BMW M zu fahren ungebrochen: Woran liegt das?
Nicht obwohl, sondern weil ich die Details kenne, ist meine Faszination ungebrochen! Es ist ein Privileg für BMW M arbeiten zu dürfen und an diesen herausragenden Produkten beteiligt zu sein. Ich bin ein echter BMW M Fan. Bei mir fließen sowohl Benzin als auch Strom im Blut… Ich bin Hobbymotorsportler und fahre mit einem E90 325i auf der Nordschleife. BMW M verkörpert daher für mich die perfekte Lösung für alle, die einen voll alltagstauglichen Sportwagen suchen.
Ich bin Ingenieur für Fahrzeugeigenschaften, ich habe also schon viele Autos gefahren. Auf das hier habe ich seit 45 Jahren gewartet.
Geschäftsführer der BMW M GmbH
