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BMW iX5氢燃料电池车国内首试 兼具燃油与纯电优点将成纯电最佳搭档

发布时间: 2023-12-01 作者:新闻资讯

  宝马的电气化转型并非只有插电式混合动力和纯电动两种,还有燃料电池。宝马集团董事长齐普策(Oliver Zipse)表示:“燃料电池技术与纯电驱动技术完美互补,氢能源正是实现未来零排放出行重要路径之一。”

  在纯电动汽车慢慢的变成为主流的同时,任何一种别的类型的能源形式都显得并不突出。从制造业本身规模经济的角度,单一类型的产品能够更大幅度的降低成本。然而,从消费品的角度,单一则忽略了消费者需求的多样性和个性化。再考虑到不同能源类型的适用环境和场景,单一就从另一方面代表着必须有部分消费者向市场供应方妥协。

  面向消费者,宝马决定给予“选择的权力”,提供多元化能源类型的产品;面向补能基础设施,宝马认为,多元化的能源供给基础设施,能够为广大购买的人提供更可靠、更经济的补能方案。

  2023年10月17日,宝马集团将首批iX5氢燃料电池车带到中国,在国内进行首次上路试驾。

  宝马以氢能为动力的研发超过40年。1979年,宝马集团首次推出以氢为动力的研究车辆BMW 520h。不过,这是一辆以氢气为能量来源的车型,通过向内燃机中供应氢气进行燃烧供应能量。

  18年之后,在1997年,宝马首次研发出氢燃料电池。继而,在2006年推出BMW 氢能7系概念车,是世界上第一款氢动力驱动的豪华高性能轿车。与此同时,该款车型也奠定了宝马集团在氢燃料电池领域发展的基础。

  在此之后,宝马集团相继在2015年和2019年,分别推出BMW 5系GT氢燃料电池车和BMW i Hydrogen NEXT氢燃料电池概念车。从2021年开始,宝马氢燃料汽车的落地工作开始加速。6月份,宝马集团在欧洲公共道路上对BMW iX5氢燃料电池原型车开启真实环境下的全面测试,研发团队对驾驶和软件操作系统进行精密调整,并对相关组件的安全性、效率、便捷性和可靠性做验证。2023年,接近100辆的BMW iX5氢燃料电池车组成的试点车队陆续在全世界内进行车辆展示与试用,并于4月份在中国完成首次亮相。

  在氢燃料电池领域,宝马并非单打独斗,而是采取强强联合的方式,与丰田进行深入合作。

  双方的合作始于2013年,共同开发氢燃料电池技术驱动系统;2016年双方签署产品研究开发合作协议,联合开发的内容增加了氢燃料电池汽车可扩展模块化组件。

  与丰田的区别,宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Juergen Guldner强调:“ 我们用的燃料电池都是同样的技术,但是宝马在系统模块设计方面是有明显优势的,我们的系统功率更高,燃料电池堆中集成的单体更多,功率更高,能提供125千瓦持续最高的输出功率。我们实际上并没有区分峰值功率和持续功率,最大的功率是能持续进行输出的,这是系统模块设计最大的特点,跟其他的厂商都不一样。在燃料电池本身的单体和燃料电池系统上,我们都有自己的专有知识和技术优势。宝马善于做动力总成的系统设计和研发,以及把动力总成集成到整车里,保证整车顺滑可靠的驾驶体验。”

  目前,BMW iX5氢燃料电池车在宝马集团位于慕尼黑研究创新中心(FIZ)的试制产线中生产。其中,高性能燃料电池系统由位于慕尼黑的氢能技术中心生产、电堆壳体在宝马集团兰茨胡特工厂的轻金属铸造车间制造、为燃料电池电堆输送氢气和氧气的压力板同样来自于兰茨胡特工厂、燃料电池单体则采购自丰田汽车。

  BMW iX5氢燃料电池车的驱动系统由两个储氢罐、一个燃料电池和电机构成。其中,CFRP(碳纤维增强型复合材料)储氢罐可承受700巴的压强,一纵一横两个储氢罐可容纳接近6千克的氢气,可以帮助电料电池系统稳定输出125千瓦的功率;燃料电池是一块不高于5度电的高倍率充放电电池,输出功率能够达到170千瓦;安装在后轴上的电机总输出功率能够达到295千瓦。

  再加上第五代BMW eDrive系统,BMW iX5氢燃料电池车具有纯电动汽车的驾驶和行驶质感。宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Juergen Guldner表示:“高性能燃料电池与高功率动力电池的组合,为BMW iX5氢燃料电池车带来出色表现。既能实现纯电车型的零排放出行,又在使用感上与燃油车无异,长途驾驶仅需短暂停留便可充满燃料,且不受季节变化和室外温度的影响。”

  官方信息数据显示,BMW iX5氢燃料电池车,在WTLP工况下氢气消耗量为1.19千克/100公里、续航里程为504公里,充满储氢罐需要3-4分钟,同时0-100公里/小时的加速时间小于6秒。

  目前,按照量产标准,BMW iX5氢燃料电池车已完成了所有必要的开发步骤,包括完备的模拟及碰撞测试、单个组件的实验室测试以及封闭场地的整车测试等。在今年年初,首批BMW iX5氢燃料电池车开启了全世界内的路试,在包括欧洲、日本、韩国、美国等市场的不同路况验证了车辆表现,以及北极圈的极寒环境、阿联酋的高温沙漠环境等。

  按照宝马的计划,2025年下半年,包含纯电架构和其他能源架构的新世代车型将会投产。相信,BMW iX5氢燃料电池车将会很快走向市场。

  宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Juergen Guldner认为,氢燃料汽车兼具燃油车和纯电动汽车的优点,既有燃油车更高的补能效率,也有纯电动汽车更快的响应速度。

  不仅如此,与电能的传输与存储介质不同,氢能还能替代化石能源,解决充电基础设施不足的问题。

  宝马认为,出于能源效率考虑,只专注于纯电池电力驱动系统,并不适用于整个行业。从客户的使用需求和整个能源链的角度来考虑,燃料电池等替代电动驱动技术也同样应当纳入考虑范围。

  以目前的发展现在的状况来看,“在人口密度高或交通繁忙的地区,提供足够数量的充电站尤其具有挑战性。”因此,“从基础设施和网络稳定性的角度来看,零排放驱动系统的多样化是有意义的。”

  宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Juergen Guldner以德国和欧洲的数据为例,同时建设氢能和电能两个补能基础设施网络,要比单独建设电能补能基础设施网络更加经济。欧洲的对比多个方面数据显示,以单独建设纯电动汽车补能网络为基准,按照增加氢能补能网络的比例分为高低两个方案,其中,加入低比例氢能补能方案成本能够更好的降低20%,加入高比例氢能补能方案成本能够更好的降低34%。

  不过,毋庸置疑的是,氢能用于中长期储能和重型卡车等领域的效益更明显。对于乘用车来说,现阶段并不是最优选。

  Juergen Guldner认为,这确实是现在的客观现实。不过,从更长远的角度和全局的视角来看,氢能与电能并不是非此即彼的关系,而是相互补充。

  技术上,两者都是电动车,只是装载的能源类型不同,但是氢燃料电池汽车能够迅速补能;站在客户的视角,纯电动汽车能够完全满足大部分需求,但不是全部。因此,两者结合可以更快的满足低碳排放要求;,从基础设施的角度,同时建设两种基础设施更加经济;从能源系统的角度,成本和可行性比效率更重要;从原材料的角度,多样性能大大的提升能源系统的韧性。

  宝马认为,在乘用车领域,纯电动汽车和燃料电池汽车总体运行成本之间的差距,将会在近10年或2030年代逐渐缩小。

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