BMW Fields pilotflåde af brintbrændselscellebiler – Detroit Bureau

BMW er felttest af iX5 Hydrogen version af iX SUV'en, drevet af en protonudvekslingsmembranbrændselscelle, der leverer elektricitet direkte til EV-motorer. 

BMW Group modtager sine individuelle brændselsceller fra Toyota Motor Corp. og luftpumper fra Garrett Motion som en del af et partnerskab om udvikling af brændselscelledrev. Toyota har allerede markedsført en produktion af brændselscellebil, Mirai, på udvalgte markeder siden 2014. 

Ved at bruge Toyota-cellerne producerer BMW-koncernen højeffektive brændselscellesystemer i sit München-baserede "center of excellence" for brint. Brændselscellesystemets teknologi er en af ​​de vigtigste komponenter i BMW iX5 Hydrogen, og BMW mener, at dette arbejde vil påvirke transformationen af ​​hele mobilitetssektoren. 

”Brint er den manglende brik i stiksaven, når det kommer til emissionsfri mobilitet. En teknologi i sig selv vil ikke være nok til at muliggøre klimaneutral mobilitet på verdensplan,” sagde Oliver Zipse, bestyrelsesformand for BMW AG. 

Sådan fungerer en PEM-brændselscelle

En Proton Exchange Membrane (PEM) brændselscelle er en simpel solid-state generator. Inde i cellen er der to plader adskilt af en permeabel membran. Pladerne er rillede for at lette gasstrømmen og belagt med et ledende metal. Systemet dirigerer komprimeret brint på den ene side af membranen og komprimeret atmosfærisk luft på den anden. 

Membranen tillader brintatomerne at krydse over, men fjerner elektronerne fra brintatomerne, når de passerer. Elektronerne bevæger sig gennem lederne til den anden side af cellen og skaber elektrisk strøm. 

En gang på tværs af membranen binder brintatomet sig til ilten i den atmosfæriske luft for at skabe vand, og atomet genvinder en elektron. Brændselscellens output er således blot rent vand og elektricitet. 

Der er to faser i brændselscelleproduktionen: For det første stables de enkelte brændselsceller op for at skabe en brændselscellestak. Derefter monteres alle de andre komponenter for at danne et komplet brændselscellesystem. BMW Group har udviklet specielle brintkomponenter til det nye brændselscellesystem. Disse omfatter samarbejde med Garrett om at producere en kompressor med højt omdrejningstal til at skubbe almindelig atmosfærisk luft gennem brændselscellen. 

"Brint er en alsidig energikilde, der har en nøglerolle at spille i energiomstillingsprocessen og derfor i klimabeskyttelsen. Det er trods alt en af ​​de mest effektive måder at lagre og transportere vedvarende energi på. Vi bør bruge dette potentiale til også at accelerere transformationen af ​​mobilitetssektoren,” siger Zipse. 

Udfordringen ved brændselscellesystemet er, at selvom det er det mest almindelige grundstof i universet, er frie brintatomer sjældne på Jorden på grund af deres tilbøjelighed til at binde sig til iltatomer for at danne vand. Mens planeten bogstaveligt talt har oceaner af brint og ilt, kræver det mere energi at adskille disse molekyler, end vi kan genvinde gennem en brændselscelle. 

Imidlertid har globale politiske ændringer, fremskridt inden for brændselscelleteknologi og strengere emissionsbestemmelser bidraget til den hurtigt voksende interesse for brintdrevne elektriske køretøjer. Ifølge Hydrogen Council er der alene i de sidste to år blevet finansieret mere end 500 milliarder dollars i nye brintprojekter.

BMW's brændselscellesystem

Den gasformige brint, der kræves til at forsyne BMW-brændselscellen, opbevares i to 700-bar tanke fremstillet af kulfiberforstærket plast (CFRP). Sammen rummer de seks kilo brint, hvilket giver BMW iX5 Hydrogen en rækkevidde på 313 miles, som målt i WLTP-cyklussen. Tankning af brinttankene tager kun tre til fire minutter ved at bruge de nuværende brinttanksystemer, som er tilgængelige i det sydlige Californien. 

Under drift er brinten allerede komprimeret i tankene, mens luftkomponenten komprimeres af Garretts nye generation, modulære brændselscelle-kompressor til brintbrændselscelle-elbiler.

"I de sidste fire år har vi arbejdet tæt sammen med BMW Group for at udvikle en avanceret brintbrændselscelle-kompressor, der er skræddersyet til deres nøjagtige behov. Denne indsats vil kulminere i et dybtgående, on-road forsøg senere i år,” sagde Craig Balis, Garretts vicepræsident og teknologichef.

I et brændselscellekøretøj er mængden af ​​genereret elektricitet baseret på det øjeblikkelige behov. Du kan tænke på det som sammenligneligt med benzin i den henseende. Når du trykker på speederen, kræver systemet mere strøm, og brændselscellerne reagerer. Garretts højtydende elektriske luftkompressor leverer den variable luftstrøm, der er nødvendig for at optimere brændselscellesystemets effekttæthed og output fra øjeblik til øjeblik. 

Specifikt til denne applikation muliggør en ny turbineekspander, designet til at genvinde spildenergi fra brændselscellestablens udløb, op til 20 % reduktion i elforbruget til luftkompression sammenlignet med konventionelle brændselscellekompressorer. Garretts modulære, højtydende elektriske brændselscelle-kompressorer læner sig op af virksomhedens turbo-aerodynamiske ekspertise og arbejder over standard industrihastigheder, over 150,000 rpm.

"Garrett er en pioner inden for brint-elektrisk brændselscelle-kompressorteknologi med mange års demonstreret ekspertise inden for produktion og on-road erfaring. Den næste generation bygger på en arv af banebrydende design og ingeniørkunst, herunder vores egen højhastigheds elektriske motor, kraftelektronik og avancerede kontroller,” sagde Balis.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• EVM Finans. Unified Interface for Decentralized Finance. Adgang her.
• Quantum Media Group. IR/PR forstærket. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Kilde: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/