https://efahrer.chip.de/news/akkureparatur-fast-unmoeglich-die-technik-der-neuen-klasse-von-bmw_1025550

BMW는 Neue Klasse에 대한 기술적 세부 정보를 점점 더 많이 공개하고 있습니다. 이제 바이에른 사람들은 iX3와 i3 세단에 사용될 배터리 팩과 모터를 처음으로 선보였습니다. 배터리의 한 요소는 놀랍습니다. 이는 개발자들이 배터리 기술에 얼마나 큰 자신감을 가지고 있는지 보여줍니다.

모든 신형 전기 자동차의 핵심 문제는 배터리, 구동 장치, 소프트웨어입니다. Neue Klasse 모델은 이전 모델보다 효율성이 20% 더 높고, 충전 속도는 약 30% 더 빠르며, 전기 구동 시스템은 이전 모델보다 비용이 약 50% 더 저렴할 것으로 예상됩니다. 더욱 중요한 것은 주행거리가 약 30% 늘어난다는 것입니다. iX xDrive 60이 한 번 배터리 충전으로 최대 701km를 주행할 수 있다는 점을 고려한다면, Neue Klasse 차량은 1,000km를 주행할 수 있고, 그렇게 되면 적어도 주행거리로 인한  불안은 과거의 일이 될 것입니다. 하지만 이러한 수치에 너무 현혹되어서는 안 됩니다. 다른 제조업체도 배터리와 제어 장치를 더욱 개발하고 비슷한 기술적 도약을 이룰 수 있기 때문입니다.

Neue Klasse의 배터리(왼쪽)는 용량이 상당히 커졌지만, 현재 i5의 배터리(오른쪽)보다 상당히 작습니다.

배터리의 모든 새로운 점: 원형 셀, 800볼트, 새로운 구조

하지만 그러한 혁신은 갑자기 하늘에서 떨어지지 않습니다. 이를 위해서는 몇 가지 근본적인 변화가 필요합니다. 이는 배터리와 모터뿐만 아니라, 자동차 전체에 적용됩니다. 에너지 저장을 위해 BMW는 직경 46mm의 자체 개발한 원통형 셀(테슬라가 개발한 4680 셀에 해당)로 전환하고 있습니다. 여기는 두 가지 버전이 있는데, 하나는 높이 95mm이고 다른 하나는 높이 120mm입니다. 둥근 셀을 사용한 완성된 배터리 팩은 그에 따라 평평하며, "팩-투-오픈-바디 컨셉"에 따라 차체의 일부가 됩니다.

란츠후트에 전시된 배터리 팩은 두 가지 면에서 놀랍습니다. 바로 옆에 전시된 BMW i5의 배터리(순용량 약 82kWh)와 비교했을 때, 신형 배터리는 모든 측면에서 훨씬 작지만 최대 용량은 100kWh가 넘습니다. i5 배터리의 특징은 배터리 팩이 모듈로 나뉘어져 있다는 점인데, 각 모듈은 프리즘 셀 주위에 자체 하우징이 있습니다. 차량 후면에는 용량을 확보하기 위해 필요한 두 번째 배터리 셀이 있습니다(차량 뒷좌석 아래에 배치). 하지만 Neue Klasse에서는 이것들이 모두 단일 영역에 수용됩니다. 이전 모델과 비교했을 때 용량 면에서 큰 차이가 나는 이유는 무엇보다도 "셀-투-팩" 원칙 때문입니다. 즉, 여기에는 모듈이 없고 셀이 중간 계층 구조 없이 전체 배터리에 직접 연결됩니다.

수리를 위해 자동차를 분해해야 합니다.

새로운 배터리팩 케이스 상단에는 자동차 시트 레일을 위한 나사 고정 지점이 부착되어 있습니다. 이는 실제로 Neue Klasse의 차체하단이 완전히 열려 있고, 배터리팩이 그것을 메꾼다는 것을 의미합니다. 이것은 광범위한 결과를 초래합니다. 예를 들어 i5(또는 포르쉐 타이칸)의 경우 배터리팩 전체를 분리하여 별다른 노력 없이 교체할 수 있지만, Neue Klasse에서는 이것이 거의 불가능하거나 적어도 엄청난 노력이 필요합니다. 이렇게 하려면 단열재와 카펫을 포함한 대부분의 내부 장식을 제거해야 합니다.

이로 인해 일반 작업장에서 배터리를 수리하는 것이 거의 불가능해졌습니다. BMW의 고전압 배터리 프로젝트 매니저인 필립 게레로는 이것이 큰 문제가 아닌 이유를 설명합니다. BMW에서 드물게 발생하는 배터리 수리의 80%는 배터리 셀과 관련된 것이 아니라 배터리 팩의 배터리 관리와 관련된 것입니다. 기존 i5의 배터리 전체에 분산되어있었던 관리 장치는 Neue Klasse에서는 "에너지 마스터"에 통합되어 있습니다. 이 모듈은 실제 배터리의 차량 뒷좌석 아래에 위치하므로 이전 기술보다 훨씬 쉽게 접근할 수 있습니다. 더불어 BMW는 배터리 셀의 결함 가능성을 최소한으로 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 모든 원형 셀은 설치되기 전에 여러 가지 품질 테스트를 거칩니다. 각 셀에 대한 엑스선 검사도 실시합니다. 

아마도, 새로운 배터리의 구성 요소들은 단일 셀이 고장나도 성능이나 주행거리가 크게 감소하지 않도록 배선되어 있을 것입니다. 다만 이에 대한 정확한 정보는 없으며, 배터리 팩 내부를 살펴볼 수 있는 자료도 현재까지는 없습니다.

배터리 및 전원 관리의 모든 기능은 Energy Master 모듈에 통합되어 있습니다.

양방향 충전 기술은 란츠후트에서 나왔습니다.

배터리는 800볼트 기술을 사용하며 양방향으로 충전하거나 에너지원으로 사용할 수 있는데, 적합한 벽면 콘센트에서 직류로 충전할 수도 있고, 교류로 직접 충전할 수도 있어 이동 중에도 전기 장치를 사용할 수 있습니다.

배터리 팩은 BMW의 유럽(데브레첸/헝가리, 슈트라스키르헨/니더바이에른 포함), 미국, 중국 공장에서 현지 생산되지만, 전 세계에 공급되는 에너지 마스터 모듈은 란츠후트에서 제조됩니다. BMW는 80%가 넘는 자동화 생산을 특히 자랑스럽게 생각합니다. 이는 일부는 최대한의 유연성을 갖춘 청정실 조건에서 수행되며 향후 개발에도 대응할 수 있도록 설계되었습니다.

비동기식 프론트를   활용한 새로운 모터 컨셉

물론 운전의 즐거움에는 적절한 모터가 필요합니다. Neue Klasse는 이 분야에서도 진전을 이루고 있습니다. 최대 2개의 EESM(전기적 동기 모터, BMW의 특기 분야로 iX3 이후 모든 전기 BMW에 사용됨) 대신, 앞으로는 최대 4개의 전기 모터가 사용될 수 있으며, 이는 이전보다 더 가볍고, 더 효율적이며 더 저렴합니다. 기술자 Michael Salmansberger는 6세대 전기 모터를 가리키며 "우리는 E-Drive 장치를 모든 세부 사항에서 개선했습니다."라고 설명했습니다. 기술적인 세부 사항은 흥미롭습니다. BMW는 현재 EESM 엔진의 네 가지 변형 모델을 계획하고 있으며, 각 모델은 무게가 약 125kg이고 200kW/272마력에서 300kW/408마력 사이의 출력을 냅니다.

즉, M 모델은 쉽게 800kW/1,088마력을 낼 수 있다는 뜻입니다. 뮌헨에 본사를 둔 이 회사는 최근 BMW Vision Driving Experience 연구를 통해 이것이 동화같은 목표가 아니라고 밝혔습니다. 4개의 EESM 모터를 탑재한 iM3는 아마도 1,000kW/1,360마력에 도달할 것입니다. 바이에른에서는 테슬라에 끌려다닐 생각이 없는 것이 확실합니다.

새로운 BMW iX3는 후륜 차축에 EESM 모터를 장착하고, 사륜구동 모델에서는 전륜 차축에 3상 비동기 모터(ASM)를 장착해 120kW/163hp에서 180kW/245hp의 출력을 제공하며, 이 시스템의 무게는 약 75kg입니다. 특히 정교한 EESM 기본 구동 장치와 비교해 보면, 새로운 전면 모터는 크기가 더 작습니다. 이 모터는 높은 출력이 필요하거나 견인력이 약할 때만 지원을 제공하는 데 사용됩니다. ASM 모터의 가장 중요한 특징 중 하나는 전원을 끄면 큰 회전 저항 없이 작동한다는 것입니다. 이렇게 하면 에너지와 비용이 절약됩니다.

BMW는 Neue Klasse에 대한 원대한 계획을 가지고 있습니다. 2030년까지 그룹 브랜드에서 판매하는 차량의 약 50%를 순수 전기 모델로 만들 계획입니다. 하지만 BMW가 Neue Klasse로 아직 달성하지 못한 것이 하나 있습니다. 그것은 바로 내연 기관과의 비용 동등성입니다.

배터리에서 BYD의 CTB와 유사한 방식을 보다 급진적인 형태로 도입한 것으로 보입니다.