BMW Fields pilotflåte av hydrogendrivstoffcellekjøretøy – Detroit Bureau

BMW er felttesting av iX5 Hydrogen versjon av iX SUV, drevet av en protonutvekslingsmembran brenselcelle som mater elektrisitet direkte til EV-motorer. 

BMW Group mottar sine individuelle brenselceller fra Toyota Motor Corp. og luftpumper fra Garrett Motion som en del av et partnerskap for å utvikle brenselcelledrift. Toyota har allerede markedsført en produksjon brenselcelle kjøretøy, Mirai, i utvalgte markeder siden 2014. 

Ved å bruke Toyota-cellene produserer BMW Group høyeffektive brenselcellesystemer ved sitt München-baserte "senter of excellence" for hydrogen. Brenselcellesystemteknologien er en av de viktigste komponentene i BMW iX5 Hydrogen, og BMW tror dette arbeidet vil påvirke transformasjonen av hele mobilitetssektoren. 

"Hydrogen er den manglende brikken i stikksagen når det kommer til utslippsfri mobilitet. En teknologi alene vil ikke være nok til å muliggjøre klimanøytral mobilitet over hele verden, sier Oliver Zipse, styreleder i BMW AG. 

Hvordan en PEM brenselcelle fungerer

En Proton Exchange Membrane (PEM) brenselcelle er en enkel solid-state generator. Inne i cellen er det to plater atskilt med en permeabel membran. Platene er rillet for å lette gassstrømmen og belagt med et ledende metall. Systemet ruter komprimert hydrogen på den ene siden av membranen, og komprimert atmosfærisk luft på den andre. 

Membranen lar hydrogenatomene krysse over, men fjerner elektronene fra hydrogenatomene når de passerer. Elektronene beveger seg gjennom lederne til den andre siden av cellen, og skaper elektrisk strøm. 

En gang over membranen binder hydrogenatomet seg til oksygenet i atmosfærisk luft for å lage vann, og atomet gjenvinner et elektron. Dermed er utgangen til brenselcellen rett og slett rent vann og elektrisitet. 

Det er to stadier i brenselcelleproduksjonen: Først blir de individuelle brenselcellene stablet opp for å lage en brenselcellestabel. Deretter er alle de andre komponentene montert for å danne et komplett brenselcellesystem. BMW Group har utviklet spesielle hydrogenkomponenter for det nye brenselcellesystemet. Disse inkluderer samarbeid med Garrett for å produsere en kompressor med høyt turtall for å skyve vanlig atmosfærisk luft gjennom brenselcellen. 

"Hydrogen er en allsidig energikilde som har en nøkkelrolle å spille i energiomstillingsprosessen og derfor i klimabeskyttelsen. Tross alt er det en av de mest effektive måtene å lagre og transportere fornybar energi på. Vi bør bruke dette potensialet til også å akselerere transformasjonen av mobilitetssektoren, sier Zipse. 

Utfordringen med brenselcellesystemet er at selv om det er det vanligste grunnstoffet i universet, er frie hydrogenatomer sjeldne på jorden på grunn av deres tilbøyelighet til å binde seg til oksygenatomer for å danne vann. Mens planeten bokstavelig talt har hav av hydrogen og oksygen, krever det mer energi for å splitte disse molekylene enn vi kan gjenvinne gjennom en brenselcelle. 

Imidlertid har globale politiske endringer, fremskritt innen brenselcelleteknologi og strengere utslippsregler bidratt til den raskt økende interessen for hydrogendrevne elektriske kjøretøy. Ifølge Hydrogenrådet er det finansiert mer enn 500 milliarder dollar i nye hydrogenprosjekter bare de siste to årene.

BMWs brenselcellesystem

Det gassformige hydrogenet som kreves for å forsyne BMW brenselcellen lagres i to 700 bars tanker laget av karbonfiberforsterket plast (CFRP). Sammen holder de seks kilo hydrogen, noe som gir BMW iX5 Hydrogen en rekkevidde på 313 miles, som målt i WLTP-syklusen. Å fylle drivstoff på hydrogentankene tar bare tre til fire minutter ved å bruke dagens hydrogentankesystemer, som er tilgjengelige i Sør-California. 

Under drift er hydrogenet allerede komprimert i tankene, mens luftkomponenten komprimeres av Garretts nye generasjon, modulære brenselcellekompressor for hydrogenbrenselcelle elektriske kjøretøy.

"De siste fire årene har vi jobbet tett med BMW Group for å utvikle en avansert hydrogenbrenselcelle-kompressor skreddersydd til deres eksakte behov. Denne innsatsen vil kulminere i en dyptgående testing på veien senere i år, sier Craig Balis, Garretts visepresident og teknologisjef.

I et brenselcellekjøretøy er mengden elektrisitet som genereres basert på behov fra øyeblikk til øyeblikk. Du kan tenke på det som sammenlignbart med bensin i den forbindelse. Når du trykker på gasspedalen, krever systemet mer strøm, og brenselcellene reagerer. Garretts høyytelses elektriske luftkompressor leverer den variable luftstrømmen som trengs for å optimere brenselcellesystemets effekttetthet og ytelse fra øyeblikk til øyeblikk. 

Spesielt for denne applikasjonen, muliggjør en ny turbinekspander, designet for å gjenvinne avfallsenergi fra brenselcellestabelens utløp, opptil 20 % reduksjon i strømforbruket for luftkompresjon, sammenlignet med konvensjonelle brenselcellekompressorer. Garretts modulære, høyytelses elektriske brenselcelle-kompressorer støtter seg på selskapets turboaerodynamiske ekspertise og opererer over standard industrihastigheter, over 150,000 XNUMX o/min.

"Garrett er en pioner innen hydrogenelektrisk brenselcelle-kompressorteknologi med mange års demonstrert ekspertise innen produksjon og erfaring på vei. Neste generasjon bygger på en arv av banebrytende design og ingeniørkunst, inkludert vår egen høyhastighets elektriske motor, kraftelektronikk og avanserte kontroller, sa Balis.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• EVM Finans. Unified Interface for desentralisert økonomi. Tilgang her.
• Quantum Media Group. IR/PR forsterket. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/