BMW:s framtid: vi testar den nya eldrivna 3-serien

BMW har avslöjat den nya radikala Vision Driving Experience.

Det är ett fint namn, men det är helt enkelt  fyrmotorigt högpresterande textfordon utrustat med fem fläktar som suger ner det till marken och som används för att finslipa den avancerade teknik som kommer att driva nästa generation av Neue Klasse-elbilar - inklusive den kommande M3 EV.

I grund och botten är det en prototyp.

Medan drivlinans layout, med fyra högeffektsmotorer monterade på varje axel av fordonet, har tydliga paralleller till planerna för nästa generations M3, insisterar BMW på att Vision Driving Experience tjänar ett bredare syfte som en rullande testrigg - och avsaknaden av sportiga karosselement skiljer den från spionbilder av den första elbilen från Münchenföretagets prestandadivision. Eftersom fokus ligger på fordonsutveckling har BMW inte angett något effektuttag för maskinen.

Fokus för Vision Driving Experience är att vara en högpresterande maskin som kan användas för att driva på utvecklingen av "hjärtat av glädje", det nya datorsystemet med svart låda som kommer att kombinera drivlinan och kördynamiksystemen i alla framtida Neue Klasse EV-modeller.

Det systemet kommer först att synas i nästa generations iX3 som kommer att presenteras senare i år, och i nästa generations 3-serie sedan som kommer strax därefter.    

Frank Weber, BMW:s utvecklingschef, sade att Heart of Joy-systemet "gör det möjligt för oss att ta körglädjen inte bara till nästa nivå, utan ytterligare en nivå bortom det", och tillade att systemet skulle erbjuda "effektiv dynamik i kvadrat".

Autocar, Move Electrics systertidning, fick tillgång till Vision Driving Experience för en åktur i bilen och för att prata med ingenjörerna som har utvecklat den.

"Ingenjörerna vill inte ens tala om för mig hur mycket kraft den här har", säger utvecklingsföraren Jens Klingmann, medan han nonchalant slungar BMW Vision Driving Experience in i en kurva tillräckligt snabbt för att däcken ska tjuta i protest.

"Men det är mycket." Med tanke på att mina inälvor fortfarande skakar efter accelerationen i början behövde han egentligen inte säga det sista.

Vision Driving Experience är verkligen mycket. Det är en stor bil med många motorer, många fans (vi kommer till dem) och mycket prestanda.

Och den har stor betydelse för den pågående utvecklingen av BMW:s nästa generations Neue Klasse-elbilar, som kommer att börja levereras i år. Det här är alltså inte bara en vanlig prototyp.

Men i grund och botten är det vad det är: en fyrmotorig, högeffektiv EV-testmule utformad efter nästa generations 3-serie sedan, som har körts runt på olika testanläggningar under de senaste månaderna.

Fyra motorer och en löjlig uteffekt? Det låter ganska mycket som den kommande första elektriska M3, eller hur? Förutom att BMW insisterar på att Vision Driving Experience (låt oss kalla det VDE för kort) inte är en testmule för nästa M3.

Istället beskriver företaget det som en unik testrigg på hjul, ett rörligt laboratorium som används för att finslipa tekniken som utvecklas för alla framtida Neue Klasse-modeller i en extrem miljö.

Utvecklingsarbetet som görs med den är lika relevant för nästa enmotoriga iX3 SUV som för vad M-divisionens ingenjörer än kommer att hitta på för sina elektriska erbjudanden.

Kanske på grund av det utvecklingsarbete som den har skapats för, har VDE hittills varit höljd i dunkel - och vi talar inte bara om dess kamouflagehölje.

Men det faktum att BMW nyligen spände fast mig (tack och lov ordentligt) i passagerarsätet för en kort - men mycket snabb - åktur visar att München nu vill visa upp exakt varför den har skapats. Även om Klingmanns oförmåga (eller kanske vägran) att dela med sig av dess effekt tyder på att hemlighetsmakeriet inte är helt hävt.

BMW har inte heller gett någon prestandastatistik, men efter min körning i den skulle jag säga att tiden 0-100 km / h kan beskrivas som "livlig".

Utöver de fyra motorerna är det andra vi har fått höra om fläktarna. Fem stycken, faktiskt. BMW kallar dem impellrar och de används för att bokstavligen suga ner bilen till marken.

Varje fläkt kräver 50 kW energi för att köras, men tillsammans tillför de cirka 1000 kg downforce utan att skapa något luftmotstånd, vilket i sin tur gör att Klingmann kan pressa ännu hårdare i kurvorna.

Allt vridmoment och all downforce är egentligen till för att utveckla en liten men mycket betydelsefull svart låda full av datachips och programvara.

Det skulle vara BMW:s nya Heart of Joy, den ovanligt namngivna hård- och mjukvarustacken som kommer att förena datorsystemen som styr drivlinan och kördynamiksystemen på framtida elbilar till en enda enhet.

Det är första gången BMW förenar dessa system, och företaget hävdar att systemet har utvecklats helt internt.

"Heart of Joy kommer att sköta alla viktiga körfunktioner i bilen", säger Christian Thalmeier, BMW:s expert på kördynamik. "Men för att utveckla dessa måste vi driva på tekniken.

Även produktionsbilar med bara en elmotor kommer att dra nytta av det arbete vi gör på en bil med fyra motorer."

Det kan verka överdrivet att bygga ett superkraftigt, fanfyllt utvecklingshack bara för att testa en datorprocessor, men tanken är att om Heart of Joy kan hantera allt som VDE kan kasta på den i den verkliga världen, kan den hantera i stort sett vad som helst.

Så hur fungerar det? Traditionellt sett har drivlinan och kördynamiksystemen varit separata enheter.

Drivlinjesystemet tar emot signalerna från din fot på gaspedalen och skickar dem som en begäran till drivlinan, oavsett om det är en förbränningsmotor eller en eller ett par elmotorer.

Samtidigt tar en separat kördynamikenhet emot information från ratten och bromsarna, tillsammans med all annan information som bilens sensorer kan få från den yttre miljön.

Dessa två system körs parallellt, så det finns en liten men potentiellt betydande fördröjning när de behöver skicka data till varandra, och det finns begränsningar för hur nära de kan arbeta tillsammans.

Heart of Joy förenar dessa system till en enda enhet som tar emot alla dessa indata på samma plats, bearbetar dem samtidigt och sedan skickar informationen till upp till fyra motorer tillsammans med bromsar, styrning och så vidare. BMW säger att det möjliggör kommunikation som är upp till 10 gånger snabbare än den som används på bilar som såldes 2021.

Det är en stor fördel när man försöker att exakt modulera effekt och bromsning för att bäst anpassa sig till förhållandena. Men det finns även andra fördelar. På de flesta nuvarande elbilar styrs friktionsbromsningen av kördynamikenheten medan regenerering genom motorerna är drivlinans ansvar.

Det är därför du ibland kan känna en obalans om du saktar in med hjälp av regenereringen och sedan måste bromsa.

"När återhämtningen bara görs av drivlinan kan man inte utnyttja hela dess potential", säger Thalmeier. "Du behöver ett kördynamiskt system för att räkna ut hur du kan utöka rekuperationen."

Han nämner exemplet med en bakåtriktad bil - ja, framtida elbilar från BMW kommer fortfarande att vara bakåtriktade - som svänger i hög hastighet.

"Vid en lastförändring kan du bara lägga en viss mängd längsgående kraft på däcken innan bilen blir instabil", säger han.

"Så för att hålla bilen balanserad måste du ta bort antingen den laterala eller den longitudinella kraften. Eftersom du kör i en kurva och inte kan ta bort den laterala kraften måste du minska rekuperationen för att hålla bilen stabil. Men det är inte det vi vill, utan vi vill öka stabiliteten genom rekuperation.

"Nu är vi dock så snabba på att ta data från sensorerna på bilen om girhastighet, lateral och longitudinell acceleration och hur stabil bilen är att vi kan ändra saker och ting. Om den fortfarande är stabil kan vi göra lite återhämtning, och när den blir instabil kommer den snabbt att reduceras."

Det finns ytterligare en fördel: Heart of Joy kan ta emot dina bromsinmatningar och räkna ut det mest effektiva sättet att stoppa bilen, vilket i de flesta fall är via motorn.

Det ökar användningen av regenerering, vilket enligt BMW gör bilen upp till 25 % mer effektiv. Det är inte så mycket, men det är en användbar vinst, med tanke på att målet är att de flesta förare inte ska veta om det är bromsarna eller motorn som bromsar deras maskin.

Heart of Joy hjälper dig dock inte bara när du saktar ner din BMW: det hjälper dig att gå snabbare.

Återigen, en förbränningsbil har en enda kraftkälla, så system som variabel fyrhjulsdrift eller torque vectoring måste gå igenom olika mekaniska system för att dela upp kraften.

Men det nya systemet kan ta kraft från en, två, tre eller fyra motorer och kontinuerligt justera vart den skickas, vilket gör att bilen blir bättre balanserad och mer stabil. Förutom att helt enkelt lägga till rå kraft, säger Thalmeier att tillägg av motorer kommer att göra stor skillnad för framtida Neue Klasse-modeller.

"Vi påverkar kördynamiken", tillägger han. "Om man tänker sig tre elmotorer med en på framaxeln och två på bakaxeln kan man hjälpa till att styra med bakaxeln genom att göra ett hjul snabbare och det andra långsammare.

"Så du kan göra bilen smidig enbart genom att köra elmotorerna i olika hastigheter. Alla befintliga ställdon eller bakhjulsstyrningssystem är inte lika snabba som våra nya elmotorer kommer att vara."

Det för oss tillbaka till passagerarsätet i VDE, där Klingmann skrattar när han trycker på gaspedalen och skickar maskinen nedför raksträckan på testbanan BMW Spartanburg Performance Centre i något som liknar warpfart.

Den är faktiskt förvånansvärt bekväm inuti, med bekväma sportstolar och en fungerande version av BMW:s nya iDrive-system på instrumentbrädan. Även i sina testhackar gör München premium bra.

Men kan du känna hur glädjehjärtat arbetar? Ärligt talat, nej, inte riktigt, men det beror delvis på att däckgreppet är begränsat under en kall dag i South Carolina och Klingmann erkänner att det väglagliga gummit är den begränsande faktorn.

Men när mina inälvor sakta lägger sig tillrätta efter att jag har lämnat passagerarsätet är prestandan hos Vision Driving Experience - och de system som ligger till grund för den - tydlig.

Den närmaste jämförelse jag kan göra är med en passagerartur i en elektrisk rallycross-superbil. Imponerande, alltså. Och det väcker verkligen aptiten för potentialen hos en eldriven M3 med fyrhjulsmotor.

De fem impellerfläktarna i BMW Vision Driving Experience är utan tvekan bilens festföremål, vilket visades när ingenjörerna startade upp dem för en demonstration när bilen var tillbaka i garaget.

För att få en jämförelse av hur högljudda de är kan du tänka dig att du står under vingen på en Airbus A380 när piloten trycker på startknappen. I grund och botten tjänar de till att hålla fast bilen vid marken, vilket ger ökat grepp utan att skapa aerodynamisk downforce. Men kan de någonsin nå produktion?

"Du kommer inte att se något liknande i en serieproducerad bil", säger Thalmeier. "Det är helt enkelt för dyrt. De är bara till för systemet på den här bilen. Om du har mycket downforce och sedan lägger till mycket vridmoment blir det väldigt svårt att accelerera. Det vi är intresserade av med den här bilen är hur vi ska hantera accelerationen i mjukvaran.

"Det är ett rent utvecklingsverktyg. Det är inte ens ett kördynamiskt verktyg, det är bara ytterligare en sak som gör det snabbare för oss att utveckla funktioner."