Het elektrisch rijden dat door BMW de laatste tijd flink onder de aandacht wordt gebracht is niet helemaal nieuw. BMW pionierde hier al in de jaren 70 mee. Het begon met de Olympische spelen van 1972 in München.
Olympische gedachte: BMW 1602 Elektro E7 (1972)
In 1972 werden de Olympische spelen in München georganiseerd. Het nieuwe Olympiapark lag recht tegenover de BMW hoofdfabriek. BMW was in die tijd begonnen met de bouw van een nieuw hoofdkantoor. Tijdens de Olympische spelen kon de hele wereld op de achtergrond de “viercilinder” van BMW zien verrijzen. Dat de binnenkant nog kaal was maakte niets uit. Ook een leuke reclamestunt was een vloot van elektrisch aangedreven BMW’s ter ondersteuning van de langeafstandslopers en de marathonlopers. Hierdoor zouden deze mensen niet in de uitlaatgassen hoeven te lopen.
Deze omgebouwde 1602’s (E7) hadden een 350 kilogram zwaar accupakket met 12 loodaccu’s onder de motokap. De capaciteit was 12,6 kWh. Genoeg om de 1602 Elektro met 50 km/h ongeveer 60 kilometer te laten rijden. Deze accu’s hadden een levensduur van ongeveer 2.500 uur. De elektromotor was een gelijkstroom-motor met een vermogen van 12 kW (continu) of 32 kW (piekvermogen). De topsnelheid lag rond de 90 km/h en de accelleratie van 0-50 km/h duurde 10 seconden. Met een gewicht van 1.330 kilo was de auto 350 kilogram zwaarder dan een standaard BMW 1602. Hieronder zie je een dwarsdoorsnede van de BMW 1602 Elektro Antrieb.
De BMW LS Elektro E29 (1975)
Dit voertuig is nooit aan het publiek getoont. Als basis werd een uitgerangeerde BMW LS gebruikt. Maar in tegenstelling tot de 1602 werd hier een ander soort accu en elektromotor gebruikt. Het was een gelijkstroom-serie gewikkelde motor met extra stroomafschakelspoel. Het vermogen was met 8 kW ook een stuk lager. Hiermee werd de 50 km/h aangetikt in 11,4 seconden en lag de topsnelheid op ca. 65 km/h. De accu’s waren 10 loodzuur tractie batterijen (6V) met een gezamenlijk gewicht van 318 kg. De capaciteit was 10,8 kWh. Hiermee moest de auto ca. 69 km ver komen (bij constant 50 km/h rijden). Met stadsverkeer was het nog maar ca. 32 km. De LS Elektro had een gewicht van 1.076 kg. 
BMW 3-serie Elektro E30 (1987)
Hierna duurde het een aantal jaren voordat BMW weer met een elektrische auto kwam. Uiteindelijk werd het een prototype op basis van de BMW 325ix. Totaal werden er hier acht van gemaakt. Terwijl een 325ix natuurlijk vierwielaandrijving had, was de elektro E30 een voorwielaandrijver. De motor had een vermogen van 17 kW waarmee de E30 ongeveer 100 k/h haalde. 0-50 km/h ging in 9 seconden. De accu leverde een hoge capaciteit van 22 kWh en bestond uit 360 Natrium/zwafel cellen en woog 265 kg. Met dit pakket kwam de Elektro E30 in de stad ongeveer 150 kilometer ver.
BMW E1/E2 (1991/1993)
Na de positieve ervaring met de ABB hoge energie-batterij in de BMW 3-serie E30, wilde BMW in 1991 met de elektrische BMW E1 (oranje/rode auto) de praktische voor-en nadelen van het elektrisch rijden testen in de dagelijkse praktijk. Hij werd volledig ontwikkeld door het team van BMW Technik GmbH. Het interessante aan dit model is het feit dat dit de eerste BMW is conpleet gebouwd is als elektrische auto.
Ook werd er een BMW E2 ontwikkeld (grijze auto). Deze werd in 1992 voorgesteld. Dit model was een stuk ruimer dan de E1 en was speciaal bedacht voor de Amerikaanse markt. De Elektromotor is dezelfde als de E1, maar het accupakket had met 28.8 kWh een grotere capaciteit. Hiermee was die auto vooral sneller tot de 80 km’h.
Twee jaar na de première van de BMW E1 die werd tentoongesteld op de IAA in 1993, kwam de tweede ontwikkelingsfase voor de E1. Die intern werd omgedoopt onder de codenaam Z15 (groene auto).
Van de BMW E1 bestond niet alleen een zuivere elektrische versie, maar ook een hybride-model en een variant met een verbrandingsmotor. Deze laatste had een 60 pk en 110 Nm sterke BMW motorfietsmotor uit de BMW K1100. Het ging bij deze versie om een pure voorwielaangedreven auto. de motor lag dwars voorin gebouwd en achter de achterbank stond een brandstoftank van 40 liter. De hybride had een combinatie van deze twee motoren waardoor de actieradius kon worden vergroot. Een totaal van vijf testauto’s van de tweede generatie (Z15) werden gebouwd. De E1 werd aangedreven door een permanente magneet synchroonmotor met een vermogen van 32 kW en een koppel van 150 Nm. Hiermee haalde de BMW E1 een topsnelheid van 120 km/h (Z15: 125 km/h). Acceleratiecijfers: 0-50 km/h: 6,0 sec; 0-80 km/h: 18 sec (Z15: 5,6/12,7 sec).
De accu was een high energy versie van 120 V die was samengesteld uit 360 natrium/zwafel cellen met een totaalgewicht van 200 kg. De Z15 had een accu op basis van natrium-nikkelchloride. Deze accu zou een levensduur hebben van meer dan 100.000 kilometer. De capaciteit van de E1 was twee tiende kWh hoger dan die van de Z15. (19.2 kWh/19 kWh). Met dit vermogen kwam de E1 in stadsverkeer ca. 150 km ver en de Z15 19 kilometer verder. Bij constant 50 km/h kon er bijna 265 kilometer worden gehaald uit het accupakket.
De auto’s waren ook een stuk lichter dan eerdere pogingen van BMW door het gebruik van kunststoffen en aluminium. De zelfdragende constructie was samengesteld uit profielen van geëxtrudeerd aluminium. De eerste BMW E1 woog hierdoor maar 880 kg en de Z15 maar 900 kg. Het grootste deel van de carrosserie bestond uit gerecycelde materialen. De E1 had een totale lengte van 3,4 meter en had hierdoor een behoorlijk kleine draaicircel. De Z15 was 3,7 meter lang. De voorruit was met een infrarood reflecterende laag behandeld om opwarming van het interieur te verminderen. Door de neerklapbare achterbank was de E1 ook nog eens een praktische auto. Met de bank naar beneden bedroeg de kofferruimte wel 900 liter. De velgen waren speciaal voor de E1 ontworpen en hadden geïntregeerde trommelremmen met ABS. Bij de Z15 zijn de voorste trommels door remschijven vervangen. Door bij deze auto een elektrische vacüumpomp te monteren werden de remmen ook bekrachtigd waardoor minder pedaalkracht nodig was om te remmen.
BMW 3-serie Elektro E36 (1992)
Nadat de nieuwe natrium-nikkelchloride accu’s al in de BMW E1 waren gebruikt, werden ze ook ingebouwd in de BMW-test voertuigen op basis van de E36 BMW 3-serie. Van deze auto’s zijn twee generaties gemaakt:
*1e Generatie BMW 3-serie Elektro E36 (1992-1995)
Met een leeggewicht van 1.325 kg was dit niet bepaald een lichte auto. Het accupakket (21.7 kWh) nam hierbij 260 kg voor zijn rekening. Deze accu had dezelfde levensverwachting als die van de E1. Toch haalde deze E36 nog 128 km/h. 0-50 km/h duurde ca. 8,0 seconden en 0-80 km/h ongeveer 18 seconden. Hiervoo zorgde de 32 kW sterke elektromotor voor. De trekkracht was 150 Nm. In de std kwam de elektrische e36 nog ongeveer 120 kilometer ver voordat er weer moest worden opgeladen.
*2e Generatie BMW 3-serie Elektro E36 (1995-1997)
Deze was nog zwaarder als de eerste versie: 1.500 kg. Het topvermogen lag op 45 kW met een nominaal vermogen van 32 kW. Het koppel was aanzienlijk hoger met 210 Nm. Hierdoor steeg ook de topsnelheid naar een bruikbare 135 km/h. De sprint van 0-50 km/h duurde 6 sec. en naar 80 km/h ging in een seconde of 12. Het accupakket was ook een stuk zwarder. 350 kg gewicht was best veel voor een natrium-nikkelchloride accu. Maar de levensduur was ook aanzienlijk verlengd. Deze moest tussen de 160.000 en 180.000 kilometer meegaan. De capaciteit was 29 kWh. Hiermee haalde de tweede generatie elektrische E36 155 kilometer in de stad. Hierna wordt het een tijdje stil op elektrisch gebied bij BMW.
MINI gaat elektrisch in 2008 met de MINI E
Op de Los Angeles Motorshow van 2008 toont MINI de volledig elektrische MINI E, een krachtige MINI die een 204 pk sterke elektromotor aan boord heeft. Deze haalt z’n energie uit lithium-ion-accu’s. Deze accu’s zijn ingebouwd op de plek waar normaal de achterbank zit. Het maximumkoppel bedraagt 220 Nm. De elektrische MINI sprint in 8,5 seconden naar 100 kilometer per uur, de topsnelheid is begrensd op 152 km/h.
Door het accupakket ligt het gewicht op 1.465 kilogram. MINI heeft het DSC-systeem aangepast aan dit hogere gewicht. De actieradius van de MINI E bedraagt 200 kilometer. Dat komt mede doordat de elektromotor remenergie terugwint, waardoor de actieradius met 20 procent toeneemt. MINI start een pilot waarbij in de Verenigde Staten een geselecteerde groep mensen meedoet aan een praktijktest.
BMW Vision EfficientDynamics Concept: de toekomst is begonnen in 2009
Op de IAA van frankfurt werd in 2009 de BMW Vision EfficientDynamics Concept voorgesteld. De aandrijflijn van de Vision Efficient Dynamics bestaat uit twee elektromotoren en een driecilinder turbodiesel. Deze heeft een cilinderinhoud van 1,5 liter. Ondanks de kleine cilinderinhoud heeft deze een vermogen van 163 pk en een maximumkoppel van 290 Nm. Het studiemodel heeft een transmissie met dubbele koppeling. De ene elektromotor bevindt zich bij de vooras, de andere bij de achteras. De voorste elektromotor levert permanent 60 kW, dit kan voor een periode van maximaal 30 seconden stijgen naar 84 kW. Gedurende tien seconden behoort zelfs 104 kW tot de mogelijkheden. Het maximumkoppel van deze motor ligt op 220 Nm.
De tweede elektromotor, die zich tussen de versnellingsbak en de dieselmotor bevindt, levert constant 25 kW en heeft een piekvermogen van 38 kW. Het maximumkoppel is 290 Nm. De kracht van deze elektromotor is er om de dieselmotor te ondersteunen of om volledig elektrisch te rijden. Bij het uitrollen en het remmen is deze elektromotor een generator, die elektrokracht naar de lithiumpolymeer accu’s in de auto voert.
De BMW heeft vierwielaandrijving. Het totale vermogen –inclusief de dieselmotor- ligt op 356 pk en het maximumkoppel is 800 Nm. De sprint naar 100 kilometer per uur kost de Vision Efficient Dynamics 4,8 seconden en de topsnelheid is begrensd op 250 kilometer per uur. Het gemiddeld verbruik is 3,76 liter per 100 kilometer. De CO2-uitstoot bedraagt 99 gram per kilometer, een indrukwekkende waarde als je de karrenvracht pk’s van deze BMW in ogenschouw neemt. De elektrische actieradius is 50 kilometer, de energie wordt opgeslagen in 98 lithium-polymeer accu’s.
BMW ActiveE Concept: voorbode voor wat komen gaat
Op de Detroit Auto Show van 2010 stelt BMW de ActiveE Concept voor. Deze 1 Serie Coupé met oorlogskleuren heeft een elektromotor van 125 kW (170 pk) die goed is voor 250 Nm koppel. Hiermee accelereert de Concept ActiveE in 4,5 seconden naar 60 km/u en doortrekken tot 100 km/u duurt totaal 9 seconden. Volgens BMW onderscheidt hun nieuwe synchroonmotor zich van andere elektromotoren doordat hij ook bij hogere toerentallen nog voldoende koppel levert. De topsnelheid is begrensd op 145 km/u.
De motor wordt gevoed door een vloeistofgekoeld, lichtgewicht lithium-ion-accupakket. De koeling moet ervoor zorgen dat de accu onder alle omstandigheden optimaal presteert. De accu-unit is ondergebracht op de plekken waar in de reguliere BMW 1 Serie de aandrijflijn en de brandstoftank te vinden zijn. De elektromotor met de elektronische regelunit is gemonteerd op de plaats van het achterdifferentieel.
BMW i3 Concept. Megacity Vehicle
De BMW i3 Concept met eDrive is een compromisloos duurzame auto die is ontworpen voor stedelijke gebieden. Op de IAA werd hij, samen met zijn broer de BMW i8, voorgesteld in 2011. Puur aangedreven door elektrische energie en gebouwd als antwoord op de behoefte aan duurzame en emissievrije mobiliteit. De Concept belichaamt een intelligente vorm van grootstedelijk reizen en vervoer. De eDrive technologie bestaat uit een extreem soepele elektrische motor die is ontwikkeld en gebouwd door BMW, innovatieve batterij-technologie en een intelligent motormanagement systeem. Dat maakt de BMW i3 Concept extreem beweeglijk en een plezier om in te rijden. De elektrische motor boven de achteras – die een vermogen genereert van 125 kW/170 pk en een indrukwekkend koppel van 250 Nm vanuit stilstand zorgen samen voor aangenaam soepele rijeigenschappen.
De BMW i3 Concept accelereert van 0 tot 60 km/h in minder dan vier seconden en vanuit stilstand naar 100 km/h in minder dan acht seconden. De accu kan volledig worden herladen aan een standaard stopcontact in zes uur tijd. Wanneer een hogesnelheidsoplader wordt gebruikt, kan 80 procent oplading worden bereikt in slechts 1 uur. De auto is grotendeels uit met carbon versterkte kunststof gebouwd (CRFP) om het gewicht te reduceren.
Zoals de MINI E praktijktests al lieten zien, kon 90 procent van de mobiliteitsbehoefte van de testgebruikers worden gedekt met de MINI E. Sommige klanten willen echter een hogere actieradius, of willen dat hun auto zo flexibel mogelijk is. De BMW i3 Concept biedt daarom een optionele range extender, de REx, die de actieradius van de auto vergroot. REx, een kleine, heel soepel lopende en stille benzinemotor, drijft een generator aan die het oplaadniveau in stand houdt, zodat de auto kan blijven rijden op elektrische energie.
http://www.youtube.com/watch?v=eJ3DzF5e9CM
Het beste van twee werelden – de BMW i8 Concept.
De spectaculaire BMW i8 Concept, geboren uit de BMW Vision EfficientDynamics Concept, combineert de voordelen van twee verschillende aandrijfsystemen. Als plug-in hybride profiteert hij van de positieve eigenschappen van zowel een elektrische motor als een interne verbrandingsmotor, voor maximale efficiency en maximale dynamiek. Aan de voorzijde is de elektrische motor van de BMW i3 Concept overgenomen en aangepast voor gebruik in de hybride aandrijving van de BMW i8 Concept, terwijl een 164 kW/220 pk turbogeladen driecilinder benzinemotor een maximaal koppel ontwikkelt van 300 Nm voor aandrijving van de achteras. Samen brengen de twee aandrijfunits de auto naar een ingestelde topsnelheid van 250 km/h.
Net als de elektrische motor is de 1,5-liter driecilinder benzinemotor compleet ontwikkeld binnen BMW Group en is dan ook helemaal state of the art als het gaat om conventioneel motordesign. Een acceleratie van 0 naar 100 km/h in minder dan vijf seconden, in combinatie met een brandstofverbruik in de Europese cyclus van minder dan drie liter per 100 kilometer, zijn cijfers die momenteel buiten het bereik liggen van welke auto met verbrandingsmotor dan ook met dezelfde prestaties. Afhankelijk van oplaadgewoontes en de aard van de route kunnen deze cijfers zelfs nog worden verbeterd. De energie die het speciaal ontworpen accu-systeem tussen de voor- en achterasmodules naar de elektrische motor aan de vooras leidt, geeft de BMW i8 Concept een zuiver elektrische actieradius van ongeveer 35 kilometer. De accu kan volledig worden herladen in twee uur tijd aan een standaard stopcontact.
Voorbode op de BMW i3: BMW Active E
In navolging van de BMW ActiveE Concept en ook op basis van de BMW 1 Serie Coupé (E82) bouwt BMW in 2011 een serie van 1.100 exemplaren om de techniek van de komende BMW i3 in de praktijk te testen. Nadeel van deze auto is het hogere gewicht en de verdeling van de accu’s. Dit probleem is bij de i3 geëlimineerd doordat deze purpose build is. De BMW ActiveE slaat zijn energie op in lithium-ion-accu‘s, de meest efficiënte accutechnologie van dit moment. Een actieradius van 160 km bij reëel gebruik is het meest zichtbare resultaat. Vier tot vijf uur aan een oplaadstation later zijn de high-voltage accu’s weer volledig opgeladen. Uitgekiende elektronica bewaakt en regelt permanent elke afzonderlijke cel, de vloeistofkoeling houdt ze in het optimale temperatuurbereik. De speciaal ontwikkelde accublokken zijn bestand tegen temperatuurschommelingen, vibraties en crashes. Ze zijn optimaal geplaatst: onder de motorkap, in de ‘vroegere‘ cardanastunnel en op de plek waar normaliter de brandstoftank zit.
Het vermogen van 125 kW (170 pk) en 250 Nm koppel zorgen voor dynamische rijprestaties. De elektromotor bevindt zich direct aan de achteras, zonder koppeling of versnellingsbak. De synchroonmotor ontwikkelt zijn maximale koppel meteen vanaf stilstand en brengt de BMW ActiveE in slechts 9 seconden op 100 km/h. De topsnelheid is begrensd op 145 km/h.
Als derde land ter wereld wordt in Nederland door BMW nu een proef gestart met 30 BMW ActiveE’s in de Randstad. Tijdens het Mobility of the Future evenement in Rotterdam werd onlangs het startschot gegeven.
De conclusie van BMW is dat de elektrische auto voorlopig nog geen alternatief voor de verbrandingsmotor zal zijn. Wel zal het aandeel elektrische auto’s en hybride modellen gaan stijgen. De elektrische auto zal hoofdzakelijk als tweede auto worden ingezet. Het wachten is nog op de grote doorbraak om de accu’s beter en lichter te maken waardoor de actieradius groter zal worden. De beperkte actieradius is voor veel consumenten nog een obstakel. In de praktijk valt het mee. Het meeste woon-werkverkeer is bijvoorbeeld gemiddeld slechts 50 kilometer. Meer dan genoeg voor de huidige elektrische auto’s. Dat over een jaar of 10 deze vorm van aandrijving niet meer is weg te denken is zeker.
In een volgende BMWblog.nl Special gaan we in op de huidige ActiveHybrid modellen en onderzoeken we de geschiedenis van de waterstof aangedreven BMW’s.
