Bmw, parte la sfida
verso l'elettromobilità

Nell'era in cui tutti i grandi costruttori di auto hanno compreso che la sfida verso il futuro passa attraverso una mobilità sostenibile e nuove forme di alimentazione, sorge il problema tecnico sul "come" affrontare questa sfida e muovere dunque dei passi concreti verso la tutela dell'ambiente. Costruire , ad esempio, una vettura con energia elettrica non significa semplicemente sostituire il motore a scoppio con un propulsore elettrico. L'elettrificazione di una vettura è indissolubilmente legata a costose rielaborazioni di tutta la carrozzeria in quanto i componenti elettrici del propulsore impongono criteri del tutto nuovi per gli spazi all'interno del mezzo meccanico.

Il lavoro di sviluppo sui progetti MINI E e BMW Concept ActiveE ha ben presto mostrato che le Conversion Cars - ossia vetture concepite per il funzionamento con motore a scoppio e che sono state riconvertite per il funzionamento ad energia elettrica - non consentono soluzioni ottimali a lungo termine per le esigenze dell'elettromobilità. Queste vetture sono state e sono tuttora molto importanti per raccogliere informazioni sull'uso e il funzionamento delle vetture elettriche, ma l'integrazione di un propulsore elettrico in un ambiente automotive estraneo non sfrutta idealmente il potenziale dell'elettromobilità.

Le Conversion Cars sono relativamente pesanti e l'alloggiamento dei moduli batteria, pesanti e ingombranti, nonché la speciale elettronica del propulsore sono complessi da progettare, dal momento che i fattori costruttivi all'interno delle vetture si basano su presupposti del tutto differenti. Era quindi necessario sviluppare un nuovo concetto di carrozzeria, che trattasse in modo mirato tutte le particolarità tecniche di un propulsore elettrico e, inoltre, gestisse in modo ottimale tutti i requisiti importanti per la sicurezza. Ma come deve essere la struttura razionale e funzionale della carrozzeria di una vettura elettrica?

Una carrozzeria oggi non deve più essere solo stabile, deve essere soprattutto anche leggera. La costruzione leggera è di grande importanza soprattutto per le vetture con propulsore elettrico perché, accanto alla capacità della batteria, il fattore limitante dell'autonomia è il peso della vettura. Più leggera è una vettura, più grande è l'autonomia, perché il mondo del motore elettrico deve mettere e mantenere in movimento una massa inferiore. Con l'accelerazione ogni singolo chilogrammo si traduce in modo fin troppo evidente in un'autonomia inferiore, ed è proprio in città, l'ambiente di utilizzo principale di una vettura elettrica, che a causa dell'elevata incidenza del traffico occorre accelerare più spesso.

Accanto a una portata superiore, un peso della vettura inferiore comporta inoltre prestazioni di guida sensibilmente migliori. Infatti, una vettura leggera accelera più rapidamente, percorre le curve con maggiore agilità e arriva prima all'arresto in frenata. La costruzione leggera consente quindi livelli superiori di piacere di guida, agilità e sicurezza. Inoltre, grazie alla massa accelerata inferiore, le strutture per l'assorbimento dell'energia in caso di impatto possono essere ridotte, il che ancora una volta incide sulla riduzione del peso.

Pertanto, occorre da subito contenere al massimo il peso complessivo di una vettura elettrica. Ciononostante, come si può immaginare, i presupposti correlati alla tipologia costruttiva sono sfavorevoli: in una vettura elettrica la catena cinematica pesa notevolmente di più rispetto a quella di un'automobile con motore a scoppio, incluso serbatoio pieno. Quindi il propulsore elettrico, batteria inclusa, pesa circa 100 kg in più. Questo è dovuto soprattutto al peso della batteria.

Per compensare questo svantaggio, il BMW Group punta su una costruzione leggera rigorosa e su un uso innovativo dei materiali. A seconda delle esigenze e dell'area di impiego, per ciascun componente gli ingegneri del BMW Group sfruttano il materiale in modo ottimale. Ed effettivamente gli sviluppatori sono riusciti a fare in modo che l'ingombro della batteria nel complesso "pesi relativamente".

Eppure la costruzione leggera è solo una, seppur molto importante, delle sfaccettature del lavoro di sviluppo nella moderna costruzione della carrozzeria. Con l'elettrificazione completa di una vettura gli ingegneri del BMW Group sfruttano ora la possibilità di ripensare completamente l'architettura dell'automobile e di adattarla ai requisiti e alle condizioni della mobilità di domani. Con il concetto LifeDrive hanno creato un'idea rivoluzionaria di carrozzeria nel Purpose Design, che si orienta in modo coerente all'obiettivo e al campo di utilizzo successivi della vettura e che ha in serbo un utilizzo innovativo dei materiali.

Analogamente a quanto accade per le vetture con struttura costruttiva a telaio, il concetto del LifeDrive è composto da due moduli orizzontali indipendenti. Il modulo "Drive", lo chassis, costituisce la base stabile e integra batteria, propulsore e funzioni strutturali e anticollisione di base in un'unica struttura. La controparte, il modulo "Life", consta essenzialmente della cella ad alta resistenza e ultraleggera in materiale plastico rinforzato con fibra di carbonio (CFRP). Con questo concetto innovativo, il BMW Group attribuisce una dimensione completamente nuova a tematiche come la costruzione leggera, l'architettura del veicolo e la sicurezza in caso di collisione.

Il modulo Drive coniuga in sé svariate funzioni sulla base di una struttura portante in alluminio, stabile e leggera: si tratta della carrozzeria di base con scocca, elementi di protezione da collisione, accumulatori di energia e unità di propulsione, tutto in uno. Con circa 250 kg e dimensioni analoghe a quelle di un materasso per bambini, l'accumulatore di energia è l'elemento trainante del design integrativo e funzionale del modulo Drive. Nella concezione in un primo momento si è mirato a integrare la batteria, in quanto fattore costruttivo ingombrante e importante della vettura elettrica, in modo da risultare sicura sia per il funzionamento che anche in caso di collisione all'interno della struttura del veicolo.

Il modulo Drive si suddivide quindi in tre parti. La parte centrale alloggia la batteria, circondandola in sicurezza con resistenti profili in alluminio. Le due strutture anticollisione attive dell'avantreno e del retrotreno assicurano la necessaria zona deformabile in caso di impatto frontale o posteriore. Sul modulo Drive si trovano anche componenti dell'unità elettrica di propulsione e numerosi componenti del telaio. Dal momento che complessivamente il propulsore elettrico presenta una struttura molto più compatta rispetto a un motore a scoppio analogo, motore elettrico, cambio, elettronica di potenza e assali possono venire alloggiati mediante soluzioni raffinate e in uno spazio molto contenuto.