BMW evidențiază o flotă pilot de vehicule cu pile de combustibil cu hidrogen – Biroul Detroit

BMW este testarea pe teren a iX5 Hydrogen versiunea SUV-ului iX, alimentată de o celulă de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni care alimentează cu electricitate direct motoarele EV. 

BMW Group primește celulele de combustie individuale de la Toyota Motor Corp. și pompele de aer de la Garrett Motion, ca parte a unui parteneriat pentru dezvoltarea motoarelor pentru celule de combustibil. Toyota a comercializat deja un vehicul de producție cu celule de combustibil, Mirai, pe piețe selectate din 2014. 

Folosind celulele Toyota, BMW Group produce sisteme de celule de combustibil extrem de eficiente la „centrul de excelență” pentru hidrogen din München. Tehnologia sistemului de celule de combustibil este una dintre cele mai importante componente ale BMW iX5 Hydrogen și BMW consideră că această activitate va influența transformarea întregului sector al mobilității. 

„Hidrogenul este piesa care lipsește în puzzle când vine vorba de mobilitate fără emisii. O singură tehnologie nu va fi suficientă pentru a permite mobilitatea neutră din punct de vedere climatic la nivel mondial”, a declarat Oliver Zipse, președintele consiliului de conducere al BMW AG. 

Cum funcționează o pilă de combustibil PEM

O celulă de combustibil cu membrană de schimb de protoni (PEM) este un generator simplu în stare solidă. În interiorul celulei, există două plăci separate printr-o membrană permeabilă. Plăcile sunt canelate pentru a facilita fluxul de gaz și sunt acoperite cu un metal conductor. Sistemul direcționează hidrogenul comprimat pe o parte a membranei și aerul atmosferic comprimat pe cealaltă parte. 

Membrana permite atomilor de hidrogen să treacă peste, dar scoate electronii din atomii de hidrogen pe măsură ce trec. Electronii călătoresc prin conductori spre cealaltă parte a celulei, creând curent electric. 

Odată trecut prin membrană, atomul de hidrogen se leagă de oxigenul din aerul atmosferic pentru a crea apă, iar atomul recâștigă un electron. Astfel, ieșirea celulei de combustibil este pur și simplu apă pură și electricitate. 

Există două etape în producția de celule de combustibil: în primul rând, celulele de combustibil individuale sunt îngrămădite pentru a crea o stivă de celule de combustibil. Apoi, toate celelalte componente sunt montate pentru a forma un sistem complet de celule de combustibil. BMW Group a dezvoltat componente speciale pe hidrogen pentru noul sistem de celule de combustibil. Acestea includ colaborarea cu Garrett pentru a produce un compresor de mare turație care să împingă aerul atmosferic obișnuit prin celula de combustie. 

„Hidrogenul este o sursă de energie versatilă care are un rol cheie în procesul de tranziție energetică și, prin urmare, în protecția climei. La urma urmei, este una dintre cele mai eficiente modalități de stocare și transport a energiilor regenerabile. Ar trebui să folosim acest potențial pentru a accelera, de asemenea, transformarea sectorului mobilității”, spune Zipse. 

Provocarea sistemului de celule de combustie este că, deși este cel mai comun element din univers, atomii de hidrogen liberi sunt rari pe Pământ din cauza înclinației lor de a se lega de atomii de oxigen pentru a forma apă. În timp ce planeta are, literalmente, oceane de hidrogen și oxigen, este nevoie de mai multă energie pentru a împărți acele molecule decât putem recupera printr-o celulă de combustibil. 

Cu toate acestea, schimbările politice globale, progresele în tehnologia celulelor de combustibil și reglementările mai stricte privind emisiile au contribuit la creșterea rapidă a interesului pentru vehiculele electrice alimentate cu hidrogen. Potrivit Consiliului pentru Hidrogen, doar în ultimii doi ani au fost finanțate peste 500 de miliarde de dolari în noi proiecte de hidrogen.

Sistemul de celule de combustibil al BMW

Hidrogenul gazos necesar pentru alimentarea celulei de combustibil BMW este stocat în două rezervoare de 700 de bari fabricate din plastic armat cu fibră de carbon (CFRP). Împreună, ele dețin șase kilograme de hidrogen, oferind lui BMW iX5 Hydrogen o autonomie de 313 mile, așa cum măsurată în ciclul WLTP. Alimentarea rezervoarelor cu hidrogen durează doar trei până la patru minute folosind sistemele actuale de realimentare cu hidrogen, așa cum sunt disponibile în California de Sud. 

În timpul funcționării, hidrogenul este deja comprimat în rezervoare, în timp ce componenta de aer este comprimată de noua generație, compresor modular cu pile de combustie Garrett pentru vehicule electrice cu pile de combustie cu hidrogen.

„În ultimii patru ani, am lucrat îndeaproape cu BMW Group pentru a dezvolta un compresor avansat cu pile de combustibil cu hidrogen, adaptat nevoilor lor exacte. Acest efort va culmina cu o probă aprofundată, pe drum, mai târziu în acest an”, a declarat Craig Balis, vicepreședinte Garrett și director de tehnologie.

Într-un vehicul cu pile de combustie, cantitatea de energie electrică generată se bazează pe nevoia de la moment la moment. Puteți considera că este comparabil cu benzina în această privință. Când apăsați pedala de accelerație, sistemul necesită mai multă energie electrică, iar celulele de combustibil răspund. Compresorul de aer electric de înaltă performanță Garrett oferă debitul variabil de aer necesar pentru a optimiza densitatea de putere și puterea sistemului de celule de combustie din moment în moment. 

În mod specific pentru această aplicație, un nou expandor de turbină, conceput pentru a recupera energia reziduală de la ieșirea stivei de celule de combustibil, permite o reducere de până la 20% a consumului de energie electrică pentru compresia aerului, în comparație cu compresoarele convenționale cu celule de combustibil. Compresoarele electrice cu celule de combustibil modulare, de înaltă performanță de la Garrett se bazează pe experiența companiei în domeniul aerodinamic turbo și funcționează peste viteze standard din industrie, peste 150,000 rpm.

„Garrett este un pionier în tehnologia compresoarelor electrice cu pile de combustibil cu hidrogen, cu ani de experiență demonstrată în producție și experiență pe drum. Următoarea generație se bazează pe o moștenire de design și inginerie inovatoare, inclusiv propriul nostru motor electric de mare viteză, electronică de putere și comenzi avansate”, a spus Balis.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• EVM Finance. Interfață unificată pentru finanțare descentralizată. Accesați Aici.
• Grupul Quantum Media. IR/PR amplificat. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/