Uma viagem ao Interior da Neue Klasse: o que está por trás dos €10 bilhões que a BMW está investindo em veículos elétricos com autonomia de 800 km

O texto a seguir é uma tradução do relato de Alberto de la Torre, editor do Xataka Movilidad

Em setembro de 2023, viajei para a Alemanha.

Foi o primeiro contato que tivemos com o BMW Vision Neue Klasse, o protótipo alemão que deveria nos dar uma prévia do futuro. Diante de nós, um carro caracterizado por linhas limpas e planas, um interior inovador para a empresa e faróis e grades duplas que se diferenciavam dos lançamentos recentes, criticados por suas grades enormes e aparentemente intermináveis.

BMW estava se reinventando

A questão era se estávamos testemunhando a (pen)última promessa do departamento de marketing ou uma realidade completa. O que era certo era que a BMW havia reservado 10 bilhões de euros para concretizar esta Neue Klasse, que, por sua vez, se baseava em uma reinvenção anterior que culminou no primeiro BMW Série 3 e definiu a marca como a conhecemos hoje.

10 bilhões de euros.

Menos de três anos depois, já tivemos a oportunidade de dirigir o BMW iX3 (o primeiro carro lançado sob este novo conceito "novo" da Neue Klasse) e confirmamos que a BMW não estava mentindo. Estamos testemunhando uma verdadeira revolução.

Fato é que o SUV elétrico da BMW vai muito além de ser a versão totalmente elétrica da opção com motor a combustão. É melhor. Simplificando, o BMW iX3 é um carro melhor.

Sua autonomia de até 800 quilômetros e sua potência de carregamento o tornam indistinguível de um carro a gasolina, exceto em cenários muito específicos (viajar em altíssimas velocidades por longos períodos sem parar por centenas e centenas de quilômetros, o que não é recomendado). Mas não é só isso; o carro é muito mais potente, mais refinado na condução, mais confortável, mais espaçoso e custa o mesmo... ou muito menos se igualarmos a potência.

Este ano, será acompanhado pelo novo BMW i3, a versão sedã da marca que promete maior autonomia graças a uma área frontal menor. A BMW também anunciou o gigantesco BMW iX5, que aumenta a capacidade da bateria para impressionantes 141 kWh, uma capacidade de armazenamento de energia extraordinária.

Como a BMW conseguiu isso?

Onde a energia é armazenada

É por isso que viemos ao norte de Madri, onde fica a sede da BMW na Espanha e onde há um centro de treinamento. Algumas coisas, porém, não podem ser reveladas: "É como a fórmula da Coca-Cola; todos sabemos que precisamos usar níquel, manganês e cobalto (a fórmula na qual a química da bateria NMC se baseia), mas as proporções são fundamentais."

Porque sob a carroceria do BMW iX3, e dos demais carros que chegarão sob os princípios de design da Neue Klasse (Nova Classe), a montadora alemã desenvolveu uma bateria completamente nova. Comparada à sua quinta geração de carros elétricos, a BMW afirma que desta vez economizou 65 kg de peso e evitou muitos problemas.

Apresentamos a bateria de 108 kWh do BMW iX3. A bateria é do tipo célula-pacote. Ou seja, a bateria não possui módulos individuais; ela é composta inteiramente de células cilíndricas, como grandes conjuntos. Estas são distribuídas em uma grade sobre uma superfície plana, e uma placa de conexão é colocada sobre elas.

As células são separadas por uma espuma que preenche todos os espaços para criar a estrutura e eliminar qualquer vestígio de oxigênio em seu interior. Isso é crucial porque o oxigênio é sinônimo de incêndio caso surja algum problema com as células. Um espaço é deixado sob as células para liberar a pressão, se necessário, e evitar que a célula exploda. Essas são medidas básicas de segurança.

A bateria é, na verdade, composta por duas baterias de 400 volts dispostas transversalmente ao carro. Ou seja, são duas baterias que podem operar independentemente com essa voltagem nominal, mas, por meio de software, podem ser conectadas em série para criar uma bateria de 800 volts. É como abrir e fechar a porta que separa duas casas fisicamente unidas, mas com espaços completamente separados e duplicados.

A grande vantagem é que, com essa voltagem, elas podem ser recarregadas com níveis de potência de até 400 kW (a BMW anuncia 372 km de autonomia recuperados em 10 minutos), eliminando o conversor entre as duas voltagens (que causou problemas para a Mercedes) e melhorando a potência de carregamento quando a tomada é de 400 volts.

Esse gerenciamento da bateria é feito por um módulo específico localizado em uma das extremidades do carro. Este módulo contém um conversor para alimentar a bateria de baixa tensão de 12 volts, essencial para o funcionamento do carro elétrico, e também um tipo de BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria) que atua como o cérebro do gerenciamento de energia.

Esse design de módulo independente é fundamental porque, anteriormente, a empresa precisava desmontar toda a bateria para acessá-lo. Agora, a bateria é removida do carro, mas esse módulo independente pode ser acessado separadamente, economizando tempo e permitindo que a empresa identifique a origem do problema. Eles afirmam que mais de 90% dos danos à bateria são causados ​​por falhas de software.

Que tipo de dano? Basicamente, células defeituosas da bateria. Eles ressaltam que essas células não podem ser substituídas individualmente, mas, como são independentes, a condição ruim de uma célula não afeta todo o módulo de células agrupadas. Aproximadamente 10 células precisam estar completamente fora de serviço para que se perca 10% da capacidade da bateria. O que a BMW cobre em sua garantia é a garantia de que a bateria terá 70% de sua capacidade após 8 anos ou 160.000 quilômetros, o que ocorrer primeiro.

A bateria pode ser substituída fora do período de garantia?

Sim, mas prepare-se para gastar uma quantia considerável. Atualmente, o preço é de € 26.000. A esse preço, é preciso adicionar o IVA e o custo da mão de obra. Em outras palavras, quase certamente custará mais de € 30.000.

A BMW afirma que é muito raro a saúde da bateria cair abaixo de 70%. Eles alegam que as baterias de carros elétricos estão amadurecendo melhor do que o esperado e, de fato, é isso que os estudos mais recentes indicam. No entanto, quando perguntamos sobre a perda média de autonomia que seus carros apresentam após atingirem 160.000 quilômetros, ou o que a marca considera uma "baixa perda na saúde da bateria", nas palavras de seus funcionários, eles não forneceram um número específico.

Eles ressaltam que tudo isso é projetado pela BMW. A empresa informa à EVE Energy e à CATL, suas fornecedoras de baterias, como produzir as células e a composição química a ser utilizada. O controle de qualidade também é realizado na BMW. É simplesmente o mesmo sistema que a Apple usa com seus iPhones, ou que muitas outras empresas usam para projetar no Ocidente e terceirizar a produção para empresas chinesas ou de outros países asiáticos.

Da bateria ao volante

A energia armazenada na bateria não seria nada sem os motores. Ou melhor, sem as unidades de acionamento, como a BMW chama o conjunto de seus motores elétricos.

Elas são chamadas de unidades de acionamento porque incluem o motor elétrico, sim, mas também a unidade de controle que gerencia a eletricidade usada a qualquer momento e a transmissão que leva a potência gerada internamente para as rodas. À primeira vista, é impressionante que tudo isso esteja contido em um bloco do tamanho de um pequeno motor a combustão.

No caso da BMW, os motores não usam ímãs permanentes, o que, por sua vez, reduz a dependência de elementos de terras raras, minerais cuja produção é quase monopolizada pela China. Em vez disso, eles usam a tecnologia de motor síncrono de excitação elétrica (EESM), que permite eliminar esses elementos de terras raras e gerenciar a potência fornecida com maior precisão.

Este motor é usado no eixo traseiro porque pode gerar muita potência e assume a liderança na manutenção da sensação de tração traseira do carro. Na dianteira, as versões xDrive utilizam um motor assíncrono (ASM), que tem a vantagem de ser menor e mais pesado. Este último motor não é produzido pela BMW e destina-se a auxiliar o motor traseiro, fornecendo potência quando necessário.

Este tipo de motor funciona por indução; não requer ímanes nem energia elétrica externa. No entanto, não é capaz de produzir tanta potência e é menos eficiente, mas como se destina apenas a um apoio ocasional, o seu menor peso compensa estas desvantagens.

Esta gestão de potência é conseguida graças à unidade de controlo localizada no interior do carro, mas também a um dos quatro "supercérebros" distribuídos por todo o veículo. Neste caso, referimo-nos ao IPF (Integrated Power Factor), um módulo que gere a dinâmica do carro.

Este módulo IPF consolida os comandos de funcionamento do veículo. Anteriormente, os comandos para acelerar e travar o carro provinham de locais diferentes. Agora, este novo módulo integra-os num único computador. Isso tem a vantagem de que os cálculos são até 10 vezes mais rápidos e os comandos são executados em menos de um milissegundo.

Este módulo, como mencionado, é o que instrui o motor elétrico a fornecer mais ou menos potência, dependendo do nosso estilo de condução, do modo de condução selecionado e do ambiente ao redor. Uma câmera monitora se estamos nos aproximando de uma curva ou dirigindo em linha reta, e o posicionamento por GPS confirma ao computador se estamos em uma rodovia ou em uma estrada sinuosa.

O sistema calcula quase instantaneamente quanta energia fornecer aos motores, bem como a força de frenagem aplicada e se esta será obtida pela regeneração de eletricidade através do motor elétrico ou pela utilização dos freios hidráulicos. De fato, os freios hidráulicos são menos utilizados, pois o carro consegue parar completamente usando apenas os motores elétricos, algo antes impossível abaixo de 20 km/h (onde apenas os freios físicos atuavam nas rodas). Isso resulta em maior eficiência e uma condução mais suave.

A toda essa dinâmica de condução, devemos adicionar o que a BMW chama de Symbiotic Drive. Isso significa que o motorista pode assumir o controle parcial e ajustar os auxílios à condução atuando nos freios e no sistema de assistência, mas os auxílios não se desativam automaticamente. Quando detectam que o motorista está aliviando a pressão, o controle de cruzeiro ou o assistente de manutenção de faixa voltam a funcionar automaticamente.

Para isso, a BMW dedica mais um de seus "supercérebros" exclusivamente. Agora temos dois dos quatro que compõem o carro, que dividem todos os comandos em áreas claramente definidas e organizadas. Assim, as informações provêm do IPF (dedicado à dinâmica de condução), do IPA (para sistemas de assistência à condução), do IPB (para funções básicas de conforto, como o controle climático) e do XX (dedicado ao sistema de infoentretenimento).

Isso, como já mencionamos, permite que os alemães dividam o veículo em quatro áreas claramente definidas, enviando apenas as informações relacionadas a cada função através de seus chicotes elétricos. Essa estrutura, por sua vez, é dividida em pequenos módulos que foram instalados o mais próximo possível do destino de sua função. Ou seja, o módulo que gerencia a luz de freio traseira está localizado próximo às lanternas traseiras.

Tudo isso permitiu economizar até 600 metros de fiação e 30% em peso. Os módulos não são caixas de fusíveis convencionais; são unidades eletrônicas (substituindo até 200 fusíveis tradicionais) que param de funcionar automaticamente se detectarem um problema. A vantagem é que, se o problema for resolvido (por exemplo, se conectarmos um acessório que estava causando um curto-circuito em alguma função), o fusível volta a funcionar instantaneamente. Ele também pode ser monitorado e reparado remotamente (OTA), uma solução oferecida pela BMW que permite aos clientes realizar a manutenção do carro à distância, quando possível, sem precisar ir a uma concessionária.

Esses são os pilares que confirmam que este carro é definido por software. O exemplo mais óbvio disso é o Panoramic Vision, o novo design de interiores da empresa, que discutimos detalhadamente neste artigo e durante nosso teste de direção do BMW iX3.

Não nos aprofundaremos muito nisso aqui, além de lembrar que este é um sistema que distribui funções e informações por meio de um volante com controles táteis que ativam e desativam recursos com base no seu estilo de direção a qualquer momento (por exemplo, a função de estacionamento automático só está disponível quando você dirige em baixa velocidade e o carro entende que você quer estacionar), e também por meio de uma tela central de 17,9 polegadas em formato de losango que coloca suas funções mais usadas no lado esquerdo para facilitar o acesso do motorista.

Na frente, o display Panoramic Vision, que dá nome ao sistema, se destaca: um enorme Head-Up Display dividido em três pequenas zonas que projeta informações essenciais durante a condução (velocidade ou navegação) à esquerda e inclui seis widgets adicionais para a área central, todos totalmente personalizáveis ​​pelo motorista.

Tudo isso significa que você precisará dedicar um tempo considerável para aprender as inúmeras funções do carro, e pode ser um caos se três pessoas da mesma casa usarem o mesmo carro, mas tiverem preferências muito diferentes. O que a BMW propõe no BMW iX3 (e repetirá na Neue Klasse) é que cada condutor tenha o seu próprio ID e possa configurar as suas preferências nos ecrãs ou no Head-Up Display. Este ID também guarda as configurações elétricas do banco, volante, espelhos e climatização.

O carro permite o carregamento de até sete perfis diferentes, e a chave (apenas uma chave tradicional é fornecida juntamente com um cartão branco) pode ser partilhada por até 18 condutores. O carro foi concebido para ser acedido e ligado através de um telemóvel. O desbloqueio pode ser feito via NFC (com o cartão mencionado ou com o telemóvel), mas também via Bluetooth. Este método de acesso duplo permite a utilização de iPhones mesmo quando a bateria está descarregada, uma vez que o iPhone mantém a conectividade NFC até cinco horas após o esgotamento da bateria.

Este é apenas o exemplo mais recente de um carro que, como já dissemos, incorpora verdadeiramente o conceito de ser definido por software. Isso vai muito além dos recursos mais chamativos (como a capacidade de usar a tela e a câmera do carro para videoconferências no Zoom).

O software permeia todas as funções, desde o sistema de Visão Panorâmica de última geração até o gerenciamento de energia, a saúde da bateria e até mesmo algo tão crucial em um BMW quanto a dinâmica de condução.

Imagens | BMW