A BMW Fields hidrogénüzemanyagcellás járműparkja – a Detroiti Iroda

A BMW az az iX5 hidrogén terepi tesztelése az iX SUV változata, amelyet protoncserélő membrán üzemanyagcella hajt, amely közvetlenül táplálja az elektromos áramot az elektromos járművek motorjaiba. 

A BMW Group egyedi üzemanyagcelláit a Toyota Motor Corp.-tól, a légszivattyúkat pedig a Garrett Motiontól kapja az üzemanyagcellás hajtások fejlesztésére irányuló partnerség részeként. A Toyota már forgalomba hozott a gyártású üzemanyagcellás jármű, a Mirai, bizonyos piacokon 2014 óta. 

A Toyota cellák felhasználásával a BMW csoport rendkívül hatékony üzemanyagcellás rendszereket gyárt a müncheni székhelyű hidrogén „kiválósági központjában”. Az üzemanyagcellás rendszer technológiája a BMW iX5 Hydrogen egyik legfontosabb eleme, és a BMW úgy véli, hogy ez a munka hatással lesz az egész mobilitási szektor átalakulására. 

„A hidrogén a hiányzó darab a kirakós játékban, ha a károsanyag-kibocsátásmentes mobilitásról van szó. Egyetlen technológia önmagában nem lesz elég ahhoz, hogy világszerte lehetővé tegye a klímasemleges mobilitást” – mondta Oliver Zipse, a BMW AG igazgatótanácsának elnöke. 

Hogyan működik a PEM üzemanyagcella

A protoncserélő membrán (PEM) üzemanyagcella egy egyszerű szilárdtest-generátor. A sejt belsejében két, áteresztő membránnal elválasztott lemez található. A lemezek barázdáltak a gázáramlás megkönnyítése érdekében, és vezetőképes fémmel vannak bevonva. A rendszer a membrán egyik oldalán sűrített hidrogént, a másikon pedig sűrített atmoszférikus levegőt vezet. 

A membrán lehetővé teszi a hidrogénatomok áthaladását, de leválasztja az elektronokat a hidrogénatomokról, ahogy áthaladnak. Az elektronok a vezetőkön keresztül a cella másik oldalára jutnak, elektromos áramot hozva létre. 

A membránon átjutva a hidrogénatom a légköri levegő oxigénjéhez kötődik, és vizet hoz létre, és az atom visszanyer egy elektront. Így az üzemanyagcella teljesítménye egyszerűen tiszta víz és elektromosság. 

Az üzemanyagcella-gyártásnak két szakasza van: először az egyes tüzelőanyag-cellákat egymásra halmozzák, hogy egy üzemanyagcella-köteget hozzanak létre. Ezután az összes többi alkatrészt felszerelik, hogy egy teljes üzemanyagcellás rendszert alkossanak. A BMW Group speciális hidrogénkomponenseket fejlesztett ki az új üzemanyagcellás rendszerhez. Ezek közé tartozik a Garrett-tel való együttműködés egy nagy fordulatszámú kompresszor létrehozásában, amely a normál légköri levegőt nyomja át az üzemanyagcellán. 

„A hidrogén egy sokoldalú energiaforrás, amelynek kulcsszerepe van az energiaátállási folyamatban, így a klímavédelemben is. Hiszen ez az egyik leghatékonyabb módja a megújuló energiák tárolásának és szállításának. Ki kell használnunk ezt a lehetőséget, hogy a mobilitási szektor átalakulását is felgyorsítsuk” – mondja Zipse. 

Az üzemanyagcellás rendszer kihívása, hogy bár ez a legelterjedtebb elem az univerzumban, a szabad hidrogénatomok ritkák a Földön, mivel hajlamosak kötődni az oxigénatomokhoz, hogy vizet képezzenek. Míg a bolygón szó szerint hidrogén- és oxigénóceánok találhatók, több energiára van szükség ezeknek a molekuláknak a szétválasztásához, mint amennyit üzemanyagcellával vissza tudunk nyerni. 

A globális politikai változások, az üzemanyagcellás technológia fejlődése és a szigorodó károsanyag-kibocsátási előírások azonban hozzájárultak a hidrogénüzemű elektromos járművek iránti gyorsan növekvő érdeklődéshez. A Hidrogén Tanács szerint csak az elmúlt két évben több mint 500 milliárd dollárnyi új hidrogénprojektet finanszíroztak.

A BMW üzemanyagcellás rendszere

A BMW üzemanyagcella ellátásához szükséges gáz-halmazállapotú hidrogént két 700 bar nyomású, szénszál-erősítésű műanyagból (CFRP) készült tartályban tárolják. Együtt hat kilogramm hidrogént tárolnak, így a BMW iX5 Hydrogen 313 mérföldes hatótávolságot biztosít. a WLTP ciklusban mérve. A hidrogéntartályok tankolása mindössze három-négy percet vesz igénybe a jelenlegi hidrogén-utántöltő rendszerekkel, amelyek Dél-Kaliforniában állnak rendelkezésre. 

Működés közben a hidrogént már a tartályokban sűrítik, míg a levegőkomponenst a Garrett új generációs, moduláris üzemanyagcellás kompresszora hidrogénüzemanyagcellás elektromos járművekhez.

„Az elmúlt négy évben szorosan együttműködtünk a BMW Grouppal, hogy kifejleszthessünk egy fejlett hidrogén üzemanyagcellás kompresszort, amely pontosan az ő igényeikre szabott. Ez az erőfeszítés egy mélyreható, útközbeni kipróbálásban csúcsosodik ki még ebben az évben” – mondta Craig Balis, a Garrett alelnöke és technológiai igazgatója.

Az üzemanyagcellás járműben a megtermelt villamos energia mennyisége a pillanatnyi szükségleten alapul. Ebből a szempontból a benzinhez hasonlítható. Ha megnyomja a gázpedált, a rendszer több áramot igényel, és az üzemanyagcellák reagálnak. A Garrett nagy teljesítményű elektromos légkompresszora biztosítja az üzemanyagcellás rendszer teljesítménysűrűségének és teljesítményének pillanatról pillanatra optimalizálásához szükséges változó légáramlást. 

Kifejezetten erre az alkalmazásra egy új turbina-tágító, amelyet úgy terveztek, hogy visszanyerje a hulladékenergiát az üzemanyagcella-köteg kimenetéből, és a hagyományos üzemanyagcellás kompresszorokhoz képest akár 20%-kal csökkenti a levegő sűrítésénél használt villamosenergia-fogyasztást. A Garrett moduláris, nagy teljesítményű elektromos tüzelőanyagcellás kompresszorai a vállalat turbó aerodinamikai szakértelmére támaszkodnak, és az ipari szabványos fordulatszám felett, 150,000 XNUMX ford./perc felett működnek.

„Garrett úttörő a hidrogén-elektromos üzemanyagcellás-kompresszor-technológiában, több éves gyártási és közúti tapasztalattal. A következő generáció az áttörést jelentő tervezés és tervezés örökségére épül, beleértve a saját, nagy sebességű villanymotorunkat, a teljesítményelektronikát és a fejlett vezérléseket” – mondta Balis.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• EVM Finance. Egységes felület a decentralizált pénzügyekhez. Hozzáférés itt.
• Quantum Media Group. IR/PR erősített. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 adatintelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/