Johannes Liebl

The thermoelectric generator from BMW is making use of waste heat

Even in a highly efficient, state-of-the-art internal combustion engine, the majority of the energy contained in the fuel is converted into wasted heat. With a thermoelectric generator, a part of this wasted energy can be converted into electric energy. So far there are no high temperature thermoelectric materials commercially available. The BMW Group decided to develop a prototype vehicle with a thermoelectric generator in order to investigate the interactions of this technology with the powertrain as well as further fundamental topics.

Der thermoelektrische Generator von BMW macht Abwärme nutzbar

Selbst bei einem hocheffizienten Verbrennungsmotor der neuesten Generation wird ein Grossteil der im Kraftstoff chemisch gebundenen Energie in nicht genutzte Waermeenergie gewandelt. Mit einem thermoelektrischen Generator kann ein Teil dieser Verlustwaerme in nutzbare elektrische Energie zurueckgewandelt werden. Derzeit gibt es fuer den automobilen Einsatz noch keine kommerziell verfuegbaren Hochtemperaturmaterialien. Um die Wechselwirkungen des Systems mit dem Antriebsstrang und weitere wichtige Grundsatzfragen zu untersuchen, hat die BMW Group ein Prototypenfahrzeug aufgebaut. Die Zukunft des thermoelektrischen Generators (TEG) haengt sehr stark davon ab, inwieweit die heute im Labor dargestellten, effizienten Materialien so weiterentwickelt werden koennen, dass sie kostenguenstig herstellbar sind und auch den strengen Anforderungen einer Abgasanlage standhalten koennen. Da sich Thermoelektrik gerade auch fuer Langstreckenfahrzeuge gut eignet, ist eine Integration nicht nur in Fahrzeuge mit Ottomotor, die gute Rekuperationsbedingungen bieten, sondern auch in dieselbetriebene Fahrzeuge sinnvoll. Neue Ansaetze zur Integration und eine Wirkungsgradsteigerung bei niedrigen Abgastemperaturen sollten angestrebt werden. Eine weitere Moeglichkeit zur Leistungssteigerung bietet langfristig die Integration eines TEG in einen motornahen Katalysator.

Real-time engine models

Engine management systems in modern motor vehicles are becoming increasingly extensive and complex. The functionality of the control units which are the central components of such systems is determined by the hardware andsoftware. They are the result of a lengthy development and production process. Road testing of control units, together with testing them on the engine test bench, is very time consuming and costly. An alternative is to test control units away from their actual environment, in a virtual context. This involves operating the control unit on a Hardware-in-the-Loop test bench. The control units large number of individual and interlinked functions necessitates a structured, reproducible test procedure. These tests can, however, only be conducted once an engine prototype has been completed, as the parameters for the existing conventional models are determined from the data measured on the test bench. The model depth is a further aspect: today, models are based on data that are averaged over a cycle. Investigation e.g. of the momentary acceleration of crankshafts is thus not possible. This article, based on work conducted jointly by BMW AG, Munich, and the Technical University of Dresden, consequently investigates strategies for the model based testing of engine management systems. The potential for time-saving with a new model of considerable depth is also considered here. The representation of certain subsidiary functions of the real-time model by means of neural networks is in addition investigated.

Die Steuerung der neuen BMW Valvetronic-Motoren

Mit der Einfuhrung der BMW Valvetronic-Motorenfamilie, erstmals umgesetzt beim neuen Vierzylindermotor, werden Zeichen bei der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs gesetzt. Der vorliegende Bericht erlautert die Strategie der Steuerung und Regelung, die erforderlichen neuen elektrischen/elektronischen Komponenten und Funktionen sowie das Vorgehen beider Umsetzung der Entwicklung.

Die Aerodynamik des neuen BMW X5

Ziel der aerodynamischen Entwicklung des neuen BMW X5 war es, den niedrigsten Luftwiderstand in seiner Klasse zu erreichen. Um den niedrigen Wert des Vorgangers noch weiter zu reduzieren, war eine enge Zusammenarbeit von Aerodynamik und Design unerlasslich. Zusatzlich zur Optimierung der auseren Form, wurden technische Masnahmen zur Widerstandsreduzierung angewandt. Auserdem wurden klassische Zielkonflikte der Aero dynamik einer detaillierten Analyse unterzogen. Die Bearbeitung aller die Aerodynamik betreffenden Themen unter der Pramisse eines moglichst geringen Stromungswiderstands war reprasentativ fur die aerodynamische Entwicklung des neuen BMW X5.

Energiemanagement in Motor und Fahrzeug

Die Suche nach Potenzialen zur Verbrauchsreduktion beim Betrieb von Kraftfahrzeugen ist eine der zentralen Forschungs- und Entwicklungsebenen im Automobilbau. Dies insbesondere, weil mit einer Senkung des Kraftstoffverbrauchs auch die direkte Minderung von CO2-Emissionen einhergeht.

Aerodynamics of the new BMW X5

The goal pursued in the development of the aerodynamics of the new BMW X5 was to achieve the lowest drag coefficient in its class. Close cooperation between aerodynamics and design was imperative in order to further reduce the already low value of the predecessor. Besides optimising the exterior shape, also technical measures designed to reduce drag were employed while additionally subjecting classic conflicts of aerodynamics objectives to detailed analysis. Consequently, the aerodynamic development of the new BMW X5 was characterised by meticulous attention paid to all aspects under the premises of achieving the lowest possible drag values.

Einsatz einer Motorbaureihe in verschiedenen Fahrzeugtypen am Beispiel des BMW-Reihensechszylinders

BMW-Produkte werden entscheidend vom Antrieb gepragt. Das Sechszylindertriebwerk stellt mit seiner unubertroffenen Laufkultur die Kernmotorisierung in allen Fahrzeugtypen dar. Am Beispiel des neu uberarbeiteten Reihensechszylindermotors wird aufgezeigt, wie die Bayerischen Motoren Werke AG die “Freude am Fahren” durch konsequente Nutzung der fahrzeugspezifischen Anpassungsumfange gestalten. Der Motor wird sowohl zur Differenzierung gegenuber dem Wettbewerb, als auch zur unterschiedlichen Positionierung der verschiedenen Fahrzeugbaureihen im Hause BMW eingesetzt.

Der neue BMW Achtzylindermotor mit Valvetronic. Teil 2: Funktionale Eigenschaften

Mit dem neuen 7er ist ein Fahrzeug der automobilen Oberklasse mit einem ausergewohnlich hohen Innovationsgehalt entstanden. Diesem Anspruch wird auch der Antrieb mit einem neuen Sechsgang-Automatikgetriebe und dem neuen V8-Motor mit VALVETRONIC gerecht. Mit der Einfuhrung dieser Technologie auch bei den neuen Achtzylindermotoren dokumentiert BMW, dass die VALVETRONIC fur den kurzfristigen Einsatz in der Grosserie geeignet ist und als Basistechnologie zur Verbrauchsreduzierung fur alle Motorbaureihen und Markte eingesetzt wird. Neben der signifikanten Verbrauchsreduzierung werden mit den neuen V8-Motoren auch absolute Spitzenwerte im spezifischen Drehmoment und in der spezifischen Leistung erreicht.

Senkung der Pkw-CO2-Emission - wirksame Massnahmen fuer alle Betriebsbedingungen

Die standige Reduzierung der CO2-Emission gehort zu den Prioritaten bei der Entwicklung von Fahrzeugen und Antrieben. Die Auswahl geeigneter Masnahmen orientiert sich bei BMW nicht nur an der Wirksamkeit in den standardisierten Testzyklen der Gesetzgeber, sondern auch an den Fahrprofilen der Kunden. Uberzeugendes Beispiel einer Motorentechnik, die diese Anforderungen erfullt, ist die BMW VALVETRONIC, ein vollvariabler Ventiltrieb, der beginnend mit dem 316ti in die Serie eingefuhrt wird.