BMW Fieldsin vetypolttokennoajoneuvojen pilottikalusto – Detroitin toimisto

BMW on iX5 Hydrogenin kenttätestaus iX SUV:n versio, joka saa voimansa protoninvaihtokalvopolttokennosta, joka syöttää sähköä suoraan sähköautoihin. 

BMW Group saa yksittäiset polttokennot Toyota Motor Corp.:lta ja ilmapumput Garrett Motionilta osana polttokennokäyttöjen kehittämistä. Toyota on jo markkinoinut a tuotantopolttokennoajoneuvo, Mirai, valituilla markkinoilla vuodesta 2014 lähtien. 

BMW Group tuottaa Toyotan kennoilla erittäin tehokkaita polttokennojärjestelmiä Münchenissä sijaitsevassa vedyn "huippuosaamisessa". Polttokennojärjestelmätekniikka on yksi tärkeimmistä osista BMW iX5 Hydrogenissa, ja BMW uskoo, että tämä työ vaikuttaa koko liikkuvuussektorin muutokseen. 

”Vety on palapelin puuttuva osa päästöttömässä liikkuvuudessa. Yksi teknologia ei yksinään riitä mahdollistamaan ilmastoneutraalia liikkuvuutta maailmanlaajuisesti", sanoi Oliver Zipse, BMW AG:n johtokunnan puheenjohtaja. 

Kuinka PEM-polttokenno toimii

Proton Exchange Membrane (PEM) -polttokenno on yksinkertainen solid-state-generaattori. Kennon sisällä on kaksi levyä, joita erottaa läpäisevä kalvo. Levyt on uritettu helpottamaan kaasun virtausta ja päällystetty johtavalla metallilla. Järjestelmä ohjaa paineistettua vetyä kalvon toiselle puolelle ja paineistettua ilmakehän ilmaa toiselle puolelle. 

Kalvo antaa vetyatomien ylittää, mutta irrottaa elektronit vetyatomeista niiden kulkeessa. Elektronit kulkevat johtimien läpi kennon toiselle puolelle luoden sähkövirtaa. 

Kerran kalvon läpi vetyatomi sitoutuu ilmakehän ilman happeen muodostaen vettä, ja atomi saa takaisin elektronin. Näin ollen polttokennon tuotto on yksinkertaisesti puhdasta vettä ja sähköä. 

Polttokennojen valmistuksessa on kaksi vaihetta: ensin yksittäiset polttokennot pinotaan yhteen polttokennopinon muodostamiseksi. Sitten kaikki muut komponentit asennetaan täydelliseksi polttokennojärjestelmäksi. BMW Group on kehittänyt erityisiä vetykomponentteja uutta polttokennojärjestelmää varten. Näihin kuuluu työskentely Garrettin kanssa korkean kierroksen kompressorin tuottamiseksi, joka työntää tavallista ilmakehän ilmaa polttokennon läpi. 

”Vety on monipuolinen energialähde, jolla on keskeinen rooli energian siirtymäprosessissa ja sitä kautta ilmastonsuojelussa. Se on loppujen lopuksi yksi tehokkaimmista tavoista varastoida ja kuljettaa uusiutuvaa energiaa. Meidän pitäisi hyödyntää tätä potentiaalia nopeuttaaksemme myös liikkuvuussektorin muutosta”, Zipse sanoo. 

Polttokennojärjestelmän haasteena on se, että vaikka se on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, vapaat vetyatomit ovat harvinaisia ​​maapallolla, koska niillä on taipumus sitoutua happiatomien kanssa muodostaen vettä. Vaikka planeetalla on kirjaimellisesti vedyn ja hapen valtameriä, se vaatii enemmän energiaa näiden molekyylien hajottamiseksi kuin mitä voimme saada takaisin polttokennon avulla. 

Globaalit politiikan muutokset, polttokennoteknologian kehitys ja tiukemmat päästömääräykset ovat kuitenkin lisänneet nopeasti kasvavaa kiinnostusta vetykäyttöisiä sähköajoneuvoja kohtaan. Vetyneuvoston mukaan uusia vetyprojekteja on rahoitettu yli 500 miljardia dollaria pelkästään viimeisen kahden vuoden aikana.

BMW:n polttokennojärjestelmä

BMW-polttokennon syöttämiseen tarvittava kaasumainen vety varastoidaan kahdessa 700 baarin säiliössä, jotka on valmistettu hiilikuituvahvistetusta muovista (CFRP). Yhdessä ne sisältävät kuusi kiloa vetyä, mikä antaa BMW iX5 Hydrogenille 313 mailia. mitataan WLTP-syklissä. Vetysäiliöiden tankkaus kestää vain kolmesta neljään minuuttia nykyisillä vetyn tankkausjärjestelmillä, joita on saatavilla Etelä-Kaliforniassa. 

Käytön aikana vety on jo puristettu säiliöissä, kun taas ilmakomponentti puristetaan Garrettin uuden sukupolven modulaarisella polttokennokompressorilla vetypolttokennosähköajoneuvoihin.

”Olemme neljän viime vuoden ajan tehneet tiivistä yhteistyötä BMW Groupin kanssa kehittääksemme edistyneen vetypolttokennokompressorin, joka on räätälöity heidän tarpeisiinsa. Tämä pyrkimys huipentuu perusteelliseen tiellä tapahtuvaan kokeiluun myöhemmin tänä vuonna", sanoi Craig Balis, Garrettin varatoimitusjohtaja ja teknologiajohtaja.

Polttokennoautossa tuotetun sähkön määrä perustuu hetkelliseen tarpeeseen. Voit ajatella sen olevan verrattavissa bensiiniin tässä suhteessa. Kun painat kaasupoljinta, järjestelmä vaatii enemmän sähköä ja polttokennot reagoivat. Garrettin korkean suorituskyvyn sähköinen ilmakompressori tuottaa säädettävän ilmavirran, jota tarvitaan polttokennojärjestelmän tehotiheyden ja tehon optimointiin hetkestä toiseen. 

Erityisesti tätä sovellusta varten uusi turbiinin laajennin, joka on suunniteltu ottamaan talteen hukkaenergiaa polttokennopinon ulostuloaukosta, mahdollistaa jopa 20 %:n vähennyksen ilmanpaineen sähkönkulutuksessa perinteisiin polttokennokompressoreihin verrattuna. Garrettin modulaariset, korkean suorituskyvyn sähköiset polttokennokompressorit tukeutuvat yhtiön turboaerodynamiikkaosaamiseen ja toimivat yli 150,000 XNUMX kierrosta minuutissa.

"Garrett on vetypolttokennokompressoriteknologian edelläkävijä, jolla on vuosien todistettu asiantuntemus tuotannosta ja kokemus tieliikenteestä. Seuraava sukupolvi rakentuu mullistavan suunnittelun ja suunnittelun perinnölle, mukaan lukien oma nopea sähkömoottori, tehoelektroniikka ja edistyneet ohjaimet”, Balis sanoi.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• EVM Finance. Hajautetun rahoituksen yhtenäinen käyttöliittymä. Pääsy tästä.
• Quantum Media Group. IR/PR vahvistettu. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/