Tecnologie per la sostenibilità ambientale e geopolitica dell'Elettrificazione

[xtom]

Oltre ai miglioramenti continui sull’efficienza ed il rendimento di tutto il sistema, ci sono anche da considerare i progressivi miglioramenti in termini di riduzione delle dimensioni, riduzione del peso, riduzione dell’utilizzo di materiali costosi, che si traducono in una riduzione di costi.

Per le prestazioni poi ci sono anche i progressi sul numero di giri massimi raggiungibili, ad esempio i motori anteriori della Ferrari SF90 raggiungono i 30.000 giri/min e pesano meno di 13 kg.

[4200blu]

49 minuti fa, vince-991 scrive:

Va bene ma penso che sia il caso di concentrarci sul sistema motore quindi visto nel suo complesso. Di fatto se i dati pubblicati da BMW sono reali abbiamo un miglioramento significativo dell’efficienza del “motore”

 

Un motore elettrico ha un rendimento tra 90-98%, dipende dal tipo e dai giri, quindi una miglioramento di 40% al motore non e possibile perche altrimenti diventerebbe un perpetuum mobile. I miglioramenti sono in maggior parte al inverter e miglioramente della efficienza da 40% non significa un miglioramente del consumo assoluto da 40%. Se un inverter Gen5 diciamo ha una perdita di energia (differenza tra energia input e energia output) durante fare il suo lavoro di diciamo 10%, con un miglioramento di 40% questa perdita si riduce a 6% con la Gen6, che alla fine per il consume e la autonomia e riconoscibilke ma non cambia niente fondamentale. 

 

 

 

Modificato 6 Marzo da 4200blu

[4200blu]

1 ora fa, vince-991 scrive:

Di fatto se i dati pubblicati da BMW sono reali abbiamo un miglioramento significativo dell’efficienza del “motore”

 

Testo media ufficiale BMW Group:

 

Neue Klasse additionally incorporates ASM technology

The Gen6 powertrain employs a second, additional electric motor technology in the form of the asynchronous motor (ASM). Here, instead of being generated by permanent magnets (PSM) or electrical excitation (EESM), the rotor’s magnetic field is induced by the stator. On this type of motor, the rotor takes the form of a metal cage. The asynchronous motor offers the advantage of a more compact design and superior cost efficiency. The ASM motor variants will be fitted at the front axle of Neue Klasse cars with BMW xDrive.

 

Extensive improvements to EESM technology

Besides the addition of ASM technology, the EESM technology has also undergone a major upgrade for Gen6: rotor, stator and inverter have all been fully designed for the new 800V architecture of the Gen6 tech in order to maximise drive system performance and efficiency. This has been further helped by a complete redesign of the oil and water cooling systems. In addition to this, the experts from the BMW Group have also succeeded in improving the electric motor and central housing in terms of their weight and rigidity too. The transmission still uses a two-stage helical design, but has been further optimised by enhancements to its geometry and cooling, lower friction levels and more pleasant acoustics. The electrically excited synchronous motor’s “brain”, the inverter, now features 800V technology along with silicon carbide (SiC) semiconductors to boost efficiency. The inverter is completely integrated into the electric motor’s housing. Its task is to convert the DC power supply from the high-voltage battery to AC for use in the electric motor. The inverter was developed in-house by the BMW Group and is produced at Plant Steyr in Austria.

 

Lower weight, costs and energy losses – greater efficiency in the vehicle

The results obtained from intelligently incorporating new technologies into the electric powertrain while consistently enhancing existing systems make impressive reading. When compared to a Gen5 xDrive model, a future Neue Klasse model complete with EESM and ASM technology boasts the following improvements: energy losses have been reduced by 40%, costs by 20% and weight by 10%. By combining different types of electric motor, the BMW Group’s technology-open approach is therefore clearly in evidence within the field of electric mobility. In future, customers will be able to choose from models equipped with one, two, three or four electric motors to suit their individual preferences and requirements. The sixth generation BMW eDrive technology is a significant factor in the gain in overall vehicle efficiency of around 20 per cent for the Neue Klasse. This figure is based on a comparison with the current generation of all-electric vehicles from the BMW Group.

 

Thermal management: complex interaction, crucial for performance
Thermal management involves highly complex interaction between various systems in an electric vehicle and is of critical importance for a host of performance parameters, including range, real-world consumption, acceleration and charging time. Thermal management is a question of constantly keeping the temperature of the electric motor, power electronics and high-voltage battery in the optimum range, while maintaining standards of passenger comfort at the same time. Efficient thermal management is important for fast charging too. Here, the battery temperature must be kept within a defined window in order to make optimum use of the available charging capacity. Unlike combustion engines, electric motors give off little heat. This means that, depending on the operating state, the battery and the passenger cell have to be not only cooled, but heated too. The Steyr site develops the thermal management systems for all electric vehicles from the BMW Group. The plant’s development centre is also responsible for the brain at the heart of the electric motor – the inverter.

 

Highly intelligent central control unit: the BMW Energy Master

All of the elements that enable this technological leap forward come together in the BMW Energy Master. This central control unit is positioned on the high-voltage battery and provides the interface for high- and low-voltage power supply and for data from the high-voltage battery. It also controls the power supply for the electric motor and vehicle electrical system and ensures the safe and intelligent operation of the high-voltage battery. The BMW Group has filed a whole series of new patent applications for the vehicle electrical system, including its electronic fuses. Both the hardware and software of the Energy Master were developed fully in-house at the BMW Group. This ensures technological developments and updates for vehicles can be implemented independently and in real time via Remote Software Upgrades, providing a particular benefit for customers.

 

 

[bik]

Il comunicato BMW parla di perdite di energia (energy loss) ridotte del 40%, non di miglioramento del rendimento.

Inoltre si riferisce alla generazione precedente dei motori prodotti da loro.

Io la leggo cosi "stiamo producendo un motore, che non utilizza magneti in terre rare come i brushless, e ci stiamo avvicinando al rendimento di tale motore con un costo minore".

[jameson]

3 ore fa, bik scrive:

Il comunicato BMW parla di perdite di energia (energy loss) ridotte del 40%, non di miglioramento del rendimento.

Inoltre si riferisce alla generazione precedente dei motori prodotti da loro.

Io la leggo cosi "stiamo producendo un motore, che non utilizza magneti in terre rare come i brushless, e ci stiamo avvicinando al rendimento di tale motore con un costo minore".

Ma soprattutto, se le perdite sono pari a una cippa, ridurle a 0,6 cippe non cambia la vita di nessuno.

[vince-991]

Insomma quella di BMW e’ tutta fuffa. Ne prendo atto anche se ho ancora qualche perplessità. Comunque grazie, se imparo qualcosa non è male

[bik]

14 ore fa, vince-991 scrive:

Insomma quella di BMW e’ tutta fuffa. Ne prendo atto anche se ho ancora qualche perplessità. Comunque grazie, se imparo qualcosa non è male

Non è fuffa, sostanzialmente stanno sviluppando un motore elettrico che non utilizzi magneti i terre rare.

Questi motori, per lo sviluppo dei motori brushless, che utilizzano magneti molto potenti in terre rare, hanno performance superiori ai motori con campi magnetici generati da correnti elettiche sul rame, sopratutto come curva di coppia.

Di contro, quel tipo di motori sono più costosi e la produzione è tendenzialmente Cinese e Statunitense, es. la Kollmorgen, che è all'avanguardia per i motori brushless industriali, ha gli stabilimenti produttivi in questi stati:

 

https://www.kollmorgen.com/en-us/company/worldwide-locations

 

Sicuramente anche in Europa ci sono dei costruttori all'avanguardia, come Bosch e Siemens, ma se si costruisce un motore elettrico per autotrazione di tipo diverso, con prestazioni comparabili, è sicuramente vantaggioso in termini economici e di dipendenza dal mercato delle terre rare, i cui effetti si sono visti nel periodo Covid, con una difficile reperibilità dei motori Brushless industriali.

Modificato Venerdì alle 08:57 da bik

[vince-991]

3 hours ago, bik said:

Non è fuffa, sostanzialmente stanno sviluppando un motore elettrico che non utilizzi magneti i terre rare.

Questi motori, per lo sviluppo dei motori brushless, che utilizzano magneti molto potenti in terre rare, hanno performance superiori ai motori con campi magnetici generati da correnti elettiche sul rame, sopratutto come curva di coppia.

Di contro, quel tipo di motori sono più costosi e la produzione è tendenzialmente Cinese e Statunitense, es. la Kollmorgen, che è all'avanguardia per i motori brushless industriali, ha gli stabilimenti produttivi in questi stati:

 

https://www.kollmorgen.com/en-us/company/worldwide-locations

 

Sicuramente anche in Europa ci sono dei costruttori all'avanguardia, come Bosch e Siemens, ma se si costruisce un motore elettrico per autotrazione di tipo diverso, con prestazioni comparabili, è sicuramente vantaggioso in termini economici e di dipendenza dal mercato delle terre rare, i cui effetti si sono visti nel periodo Covid, con una difficile reperibilità dei motori Brushless industriali.

Insomma senza voler girare attorno alle singole parole a me pare che margini di miglioramento del "motore" elettrico ce ne siano. Metto motore tra le virgolette per intendere tutto cio' che fa muovere la macchina a parte la batteria

[savio.79]

On 05/03/2025 at 22:48, xtom scrive:

Se si parla di BEV e di Europa allora bisogna considerare che la situazione nel 2024 era questa

Basare tutte le considerazioni sulla realtà italiana completamente marginale è assai fuorviante

Sì ma mi chiedo, anzi, diciamo che sarei pronto a scommettere, che probabilmente il numero totale di auto vendute dai Paesi nelle fasce 1 e 2 non riesce ad eguagliare il numero di auto vendute da metà dei Paesi nella sola fascia tre, per non parlare del totale venduto in tutta Europa.

Voglio dire: le percentuali non dicono nulla se non raffrontate ai numeri reali, perché se in un Paese vendi un milione di auto di cui il 3% sono BEV, e in altro vendi ottanta auto di cui il 90% BEV (numeri messi a caso) la storia raccontata dalle percentuali rischia di essere fuorviante 😉

[4200blu]

1 ora fa, savio.79 scrive:

Sì ma mi chiedo, anzi, diciamo che sarei pronto a scommettere, che probabilmente il numero totale di auto vendute dai Paesi nelle fasce 1 e 2 non riesce ad eguagliare il numero di auto vendute da metà dei Paesi nella sola fascia tre, per non parlare del totale venduto in tutta Europa.

Voglio dire: le percentuali non dicono nulla se non raffrontate ai numeri reali, perché se in un Paese vendi un milione di auto di cui il 3% sono BEV, e in altro vendi ottanta auto di cui il 90% BEV (numeri messi a caso) la storia raccontata dalle percentuali rischia di essere fuorviante 😉

 

Si hai ragione, in modo di considerare tutto il mercato europeo, non c'e molto movimento e neanche molto sviluppo/crescita del segmento bev, dipende dal mese, ma il corridoio di 15-20% al momento sembra quella che e fattibile se la tecnica di ricaricare non cambiera fondamentale.

 

 

Anche nel mercato bev "per eccellenza", Cina, ha una quota bev non oltre 30%, anche California rimane tra 20-25%. Paesi come Norvegia e Danimarcia sono piccoli casi particolari e non trasferibili al quadro generale.

 

 

 

 

Modificato Sabato alle 09:05 da 4200blu