Розвиток акумуляторних батарей BMW: від п'ятого до шостого покоління

В Україні акція на BMW X3 та X4 (посилання давати не будемо, тому що це не рекламна), намагання детальніше зʼясувати подробиці про Х4 наштовхнуло Brd24 на інформацію про акумуляторну батарею для електрокарів БМВ шостого покоління. Де тут звʼязок спитаєте ви? Ось як це вийшло:

Спочатку ми зʼясували що наступного BMW X4 в кузові G46 не буде. Замість цього, очікується вихід повністю електричної моделі iX4 у 2026 році. Вона буде вироблятися на новій платформі Neue Klasse та оснащена батареями шостого покоління, які обіцяють покращення характеристик, зокрема збільшення дальності на 30% і швидкості зарядки на 30%, а також зниження вартості виробництва на 50%. Перші прототипи iX4, ймовірно, будуть представлені до 2024 року.

на фото лабороторія випробовування нової батареї для нового класу БМВ, джерело BMW Gorup

 

Пʼяте покоління було значущим

Назва "шосте покоління" для батарей BMW вказує на продовження розвитку та вдосконалення технологій акумуляторів, які компанія використовує у своїх електромобілях. Шосте покоління є наступником п'ятого покоління, яке вже використовувалося в моделях, таких як BMW iX та i4.

П'яте покоління батарей BMW було важливим кроком у розвитку електромобілів компанії. Ці батареї характеризуються підвищеною енергетичною щільністю і зменшеним використанням критичних матеріалів, таких як кобальт. Компанія BMW забезпечила, що всі постачальники батарейних елементів для п'ятого покоління технології BMW eDrive використовують лише електроенергію з відновлюваних джерел. Батареї виготовлялися з акцентом на сталість і мінімізацію вуглецевого сліду виробництва.

Однією з особливостей п'ятого покоління є високоефективний електродвигун, що розробляється внутрішніми силами BMW Group. Ці двигуни використовують принцип синхронного двигуна зі збудженням струмом, що дозволяє уникати використання рідкоземельних магнітів. Такий підхід не тільки збільшує ефективність, але й зменшує залежність від критичних матеріалів.

Також, п'яте покоління включало адаптивну рекуперацію енергії, що дозволяє збільшувати ефективність використання батареї, оптимізуючи процес зарядки в залежності від умов дороги та водіння.

У цілому, п'яте покоління батарей BMW було важливим кроком у напрямку більш сталого та ефективного використання енергії в електромобілях, задаючи основу для подальших інновацій, які реалізуються в шостому поколінні

Експертиза в кожну клітинку - BMW Group робить крок вперед, створюючи Центр компетенції з виробництва клітин у Парсдорфі (CMCC). Це унікальне об’єднання всієї бази знань про продукт і процес.

Шосте покоління батареї BMW

Шосте покоління батарей від BMW (називають Next generation of BMW iDrive, або sixth-generation BMW eDrive technology) - має значні поліпшення порівняно з попередніми поколіннями. Ось деякі ключові особливості та інновації, які BMW впроваджує в ці нові батареї:

1. Підвищена дальність і швидкість зарядки: шосте покоління батарей пропонує до 30% покращення дальності їзди та до 30% збільшення швидкості зарядки порівняно з попереднім поколінням. Це значно підвищує зручність використання електромобілів.

2. Зменшення викидів CO2 при виробництві: BMW планує знизити викиди CO2 при виробництві нових батарей на 60%, зосереджуючись на рециклованості та зменшенні впливу на довкілля. Це включає використання відсотка вторинних матеріалів для сировини, таких як літій, кобальт та нікель, а також використання зеленої енергії для виробництва батарей

3. Новий формат комірок: BMW вперше використовує круглі комірки в шостому поколінні електромобільних батарей. Ці комірки мають діаметр 46 міліметрів і дві різні висоти – 95 та 120 міліметрів, що дозволяє їх ефективно інтегрувати в архітектуру Neue Klasse. Шосте покоління батарей BMW використовує циліндричні комірки, на відміну від прямокутних комірок попереднього покоління. Це дозволяє більш гнучко інтегрувати батареї в автомобіль, зменшуючи споживання енергії через покращену аеродинаміку та забезпечуючи хороший запас ходу навіть у менших автомобіля

4. Підвищена напруга та ефективність: батареї мають підвищену напругу в 800 вольт, що сприяє швидшій зарядці на станціях швидкої зарядки. Нові батареї BMW будуть мати напругу 800 вольт, що оптимізує подачу енергії до станцій швидкої зарядки і дозволяє досягти значно вищої зарядної потужності зі струмом до 500 ампер. Це зменшує час, необхідний для зарядки автомобіля з 10 до 80 відсотків, на до 30%

5. Використання вторинних матеріалів: шосте покоління батарей включає використання вторинних матеріалів для літію, кобальту та нікелю, що зменшує потребу в нових сировинних матеріалах і сприяє сталості виробництва.

6. Зосередження на використанні "Зеленої" енергії: BMW планує, що виробництво батарейних комірок буде здійснюватися з використанням виключно електроенергії з відновлюваних джерел.

Ці інновації показують важливість, яку BMW приділяє розвитку сталої електромобільності, постійно покращуючи характеристики своїх батарей і зменшуючи їхній вплив на довкілля. Докладніше по кожному пукту можете прочитати тут, тут і тут

BMW Group робить серйозний крок у майбутнє з Neue Klasse. Багато аспектів електромобільності переосмислюються, включно з акумуляторною батареєю. Це визначає радіус дії, час заряджання та вартість.

 

Порівняльна таблиця по батареям BMW, Hyundai та Tesla

останніх моделей Tesla та Hyundai Ioniq 5 або 6:

Особливість	BMW 5-те Покоління	BMW 6-те Покоління	Tesla (Остання Модель)	Hyundai Ioniq 5 або 6
Виробник	BMW	BMW	Tesla	Hyundai
Генерація / Модель	5-те Покоління	6-те Покоління	Остання Модель (2023)	Ioniq 5 або 6
Тип Батареї	Літій-іонна	Літій-іонна	Літій-іонна	Літій-іонна полімерна
Енергетична Щільність	Висока (точне значення не вказане)	До 30% збільшення	Дуже Висока (значення залежить від моделі)	Висока (точне значення не вказане)
Швидкість Зарядки	Покращена (точне значення не вказане)	До 30% швидше	Суперзарядка до 250 кВт	Ультрашвидка зарядка до 350 кВт
Зменшення Викидів CO2 при Виробництві	Фокус на сталості (точне значення не вказане)	До 60% зменшення	Зусилля на сталість (точне значення не вказане)	Фокус на сталість (точне значення не вказане)
Формат Комірки	Призматичні комірки	Круглі комірки (46 мм діаметр, дві різні висоти)	Залежить від моделі	Пакетные комірки
Напруга	Близько 400 вольт	800 вольт	Залежить від моделі	800 вольт (для деяких моделей)
Використання Вторинних Матеріалів	Використання перероблених матеріалів (точний відсоток не вказано)	Певний відсоток вторинного матеріалу	Зусилля на використання перероблених матеріалів (конкретні деталі залежать від моделі)	Використання сталих матеріалів (конкретні деталі залежать від моделі)

 

Чому напруга у 800 вольт краща за 400?

Напруга у 800 вольт має кілька переваг порівняно з 400 вольтами в контексті електромобілів, особливо щодо зарядки та ефективності:

1. Швидша зарядка - одна з найважливіших переваг 800-вольтової системи полягає в її здатності до швидшої зарядки. Вища напруга дозволяє передавати більшу кількість енергії за коротший час, що означає, що батареї можуть заряджатися швидше. Це особливо важливо для далеких поїздок, де можливість швидкого "заправлення" електромобіля може значно знизити загальний час подорожі.

2. Ефективність використання енергії - вища напруга може також сприяти більш ефективному використанню енергії. Це пов'язано з тим, що при більшій напрузі для передачі однакової потужності потрібен менший струм, що може зменшити втрати енергії через нагрівання проводів і компонентів.

3. Зменшення ваги та об'єму кабелів - використання 800-вольтової системи може дозволити використовувати тонші кабелі, оскільки для передачі великої потужності потрібен менший струм. Це може знизити вагу та об'єм кабелів у електромобілі, що є важливим для збереження енергії та покращення загальних характеристик автомобіля.

4. Краще управління теплом - вища напруга може покращити управління теплом в системі електромобіля. Оскільки при нижчому струмі втрати тепла зменшуються, це може спростити систему охолодження та зробити її більш ефективною.

Враховуючи ці переваги, багато виробників електромобілів, таких як Porsche і Audi, вже впроваджують 800-вольтові системи в своїх нових моделях. Це стандарт, який може стати більш розповсюдженим у майбутньому для електромобілів високої продуктивності.

Дослідники Стенфордського університету працюють над експериментами з батареями - джерело Stanford News

 

А що після шостого покоління?

Розробка наступного покоління батарей зосереджується на декількох ключових аспектах:

Розвиток нових матеріалів для електродів

Шукаються нові матеріали, які можуть забезпечити вищу енергетичну щільність та триваліший цикл життя батарей. Це включає розвиток нових хімічних складів та структур, які можуть підвищити ефективність та надійність батарей​​.

Перехід від традиційних рідких електролітів до твердотільних батарей (SSBs)

Твердотільні батареї мають потенціал бути безпечнішими, мають вищу енергетичну щільність і можуть зменшити ризик утворення дендритів літію, що покращує безпеку та циклічність батареї​​.

Використання штучного інтелекту для аналізу та поліпшення батарей

Дослідники Стенфордського університету використовують штучний інтелект для аналізу атомних масштабних зображень, щоб краще розуміти та поліпшити батареї нового типу​​. 

Екологічний вплив батарей: Важливим аспектом розробки батарей є зменшення їхнього впливу на навколишнє середовище. Це включає в себе використання екологічно безпечних процесів, заміну токсичних розчинників, які використовуються під час виробництва літій-іонних батарей​​.

Що стосується строків впровадження цих технологій, то, хоча деякі з них, як наприклад твердотільні батареї, активно досліджуються, комерційна реалізація цих інновацій може зайняти деякий час. Наприклад, твердотільні батареї ще не готові до комерційного впровадження через розрив між практичним виробництвом та академічними дослідженнями, але вони серйозно досліджуються на сьогоднішній день

У підсумку, розвиток акумуляторних батарей BMW відображає значний технологічний прогрес у сфері електромобілів. Від п'ятого до шостого покоління, ми бачимо стрімкі зміни у підвищенні енергетичної щільності, швидкості зарядки, та ефективності використання ресурсів. Ці інновації не тільки покращують характеристики автомобілів, але й вносять важливий внесок у зменшення вуглецевого сліду та забезпечення сталого розвитку. З впровадженням технологій, таких як циліндричні комірки та 800-вольтові системи, BMW встановлює нові стандарти для майбутнього електромобілів, демонструючи своє прагнення до інновацій та відповідальності перед довкіллям. З кожним новим поколінням батарей, BMW відкриває нові горизонти для електромобільності, роблячи електромобілі більш доступними, ефективними та привабливими для споживачів по всьому світу.