宝马集团向国际媒体代表展示了将于今年投入使用的首批试验车队车辆。经过四年的开发工作,BMW iX5 氢燃料汽车和开发项目正进入关键的下一阶段。
不到 100 辆汽车的车队随后将在国际上用于各种目标群体的示范和试验。因此,这种积极的驾驶体验将是未参与开发过程的人们第一次有机会直接了解 BMW iX5 Hydrogen 所提供的功能。
“氢气是一种多功能能源,在能源转型过程中发挥着关键作用,因此在气候保护方面也发挥着关键作用。毕竟,它是储存和运输可再生能源的最有效方式之一”, BMW AG 管理委员会主席 Oliver Zipse说。“我们还应该利用这种潜力来加速移动行业的转型。就零排放机动性而言,氢气是拼图中缺失的一块。单靠一项技术不足以在全球范围内实现气候中和的流动性。”
BMW iX5 Hydrogen
在当前 BMW X5 的基础上开发的 BMW iX5 Hydrogen 在 2019 年的 IAA 车展上首次作为概念车亮相。随后在 IAA Mobility 2021 上提供了初始原型,供参观者体验作为穿梭车的行动。
其氢燃料电池系统进一步证明了宝马集团在电驱动技术领域领先的开发专长。宝马集团正在系统地推进氢燃料电池技术的开发,作为未来本地零排放个人出行的另一种选择。
宝马的技术专长
宝马集团在其位于慕尼黑的内部氢能能力中心为试点车队生产高效燃料电池系统。该技术是 BMW iX5 Hydrogen 的核心要素之一,可产生 125 kW/170 hp 的高连续输出功率。
燃料电池中来自罐的气态氢与来自空气的氧气之间发生化学反应。保持向燃料电池膜稳定供应这两种元素对于驱动系统的效率至关重要。除了内燃机上的技术等效功能,例如增压空气冷却器、空气过滤器、控制单元和传感器,宝马集团还为其新型燃料电池系统开发了特殊的氢组件。例如,这些包括带涡轮和高压冷却剂泵的高速压缩机。
宝马集团从丰田汽车公司采购单个燃料电池。两家公司多年来一直享有以信任为特征的合作伙伴关系,并自 2013 年以来一直在燃料电池驱动系统方面进行合作。
燃料电池系统基于单个燃料电池分两个主要步骤制造。电池首先组装成燃料电池组。下一步涉及安装所有其他组件以生产完整的燃料电池系统。
燃料电池的堆叠在很大程度上是一个完全自动化的过程。一旦检查了各个组件是否有任何损坏,堆栈就会被机器以 5 吨的力压缩并放置在一个外壳中。堆栈外壳是在宝马集团兰茨胡特工厂的轻金属铸造厂采用砂型铸造技术制造的。
为此,在专为这款小型汽车设计的工艺中,将熔融铝倒入由压实沙子和树脂混合制成的模具中。
向燃料电池堆输送氢气和氧气的压力板由铸造塑料部件和轻合金铸件制成,同样来自兰茨胡特工厂。压力板在电池堆外壳周围形成气密和水密密封。
燃料电池堆的最终组装包括电压测试以及电池内化学反应的广泛测试。最后,所有不同的组件在装配区装配在一起以生产完整的系统。
在这个系统组装阶段,还安装了其他部件,例如压缩机、燃料电池系统的阳极和阴极、高压冷却剂泵和线束。
结合后桥采用第五代 BMW eDrive 技术的高度集成驱动单元(电动机、变速器和电力电子设备组合在一个紧凑的外壳中)以及专为该车开发的锂离子技术动力电池,动力总成通道最大输出功率为 295kW / 401 hp 上路。在滑行超速和制动阶段,电机还充当发电机,将能量回馈给动力电池。
在慕尼黑试验工厂生产
BMW iX5 Hydrogen 正在宝马集团位于慕尼黑的研究与创新中心 (FIZ) 的试验工厂中建造。这是开发和生产之间的接口,公司品牌的每一款新车型都是首次在这里制造。大约 900 名员工在车身车间、装配、模型工程、概念车制造和增材制造领域工作。
他们的任务是确保产品和制造过程都为批量生产做好准备。就 BMW iX5 Hydrogen 而言,氢技术、车辆开发和新车型初始组装方面的专家一直在密切合作,以整合尖端的驱动和储能技术。
氢气可以快速补充燃料
供应燃料电池所需的氢气储存在两个由碳纤维增强塑料 (CFRP) 制成的 700 巴储罐中。它们加起来将近六公斤氢气,足以让 BMW iX5 Hydrogen 在 WLTP 循环中行驶 504 公里(313 英里)。加满氢气罐只需三到四分钟——因此 BMW iX5 Hydrogen 还可以提供 BMW 久负盛名的长途驾驶乐趣,沿途只需短暂停留。
BMW iX5 Hydrogen 的技术数据、性能、油耗和续航里程数据汇总:
整个驱动系统的最大输出功率:295 kW/401 hp
燃料电池系统的电连续输出功率: 125 kW/170 hp
电池(锂离子技术): 170 kW/231 hp
高度集成电驱动单元的最大输出功率: 295 kW/401 hp
氢气罐容量: 6 kg 氢气(气态)
加速度 0-100 km/h(62 mph)< 6 s
最高速度: 超过180 公里/小时(112 英里/小时)
WLTP 循环中的氢气消耗量: 1.19 千克/100 公里
WLTP 循环中的续航里程: 504 公里(313 英里)
FCEV 技术有助于脱碳
宝马集团是第一家加入由“基于科学的目标”倡议领导的“1.5°C 商业雄心运动”的德国汽车制造商,并致力于在整个价值链中实现完全气候中和的目标。
这一过程的下一步涉及宝马集团的计划,即到 2030 年,与 2019 年相比,每辆车在其整个生命周期(即供应链、生产和使用阶段)的二氧化碳排放量至少减少40%。
2022 年,宝马集团在全球售出了超过 215,000 辆纯电动汽车,比上一年增长了近 108%。去年纯电动汽车占总销量的比例略低于 9%,到 2023 年这一比例将增加到 15%。最迟到 2030 年,宝马集团希望实现纯电动汽车占其总销售额的 50% 以上。
宝马集团将 FCEV 技术明确视为电池电动汽车所用驱动技术的潜在补充。
氢作为全球无 CO 2流动性活动的一部分
根据国际能源署 (IEA) 的一份报告,氢作为与全球能源转型活动相关的未来能源具有相当大的潜力。由于其储存和运输能力,氢可用于广泛的应用。
因此,大多数工业化国家都在采用氢能战略,并以路线图和具体项目作为支持。在交通领域,氢能与电池电动汽车一起成为进一步的技术选择,以长期塑造可持续的个人出行方式。
然而,这将取决于从绿色能源中竞争性地生产足够数量的氢气,以及相应的填充基础设施的扩展,这已经在许多国家大力推行。
宝马集团欢迎并支持在德国和欧洲促进创新的活动,这将有助于建立氢经济和加速绿色氢的生产。这些具体包括被归类为欧洲共同利益重要项目 (IPCEI) 的大型氢能项目。
由德国联邦经济事务部和联邦交通部支持的欧盟倡议的项目涵盖整个价值链——从制氢到运输再到工业应用。
在合适的条件下,氢燃料电池技术有可能成为 BMW Group 驱动系统产品组合的另一个支柱,以实现本地无 CO 2机动性。