Пилотный парк автомобилей BMW Fields на водородных топливных элементах - Детройтское бюро

БМВ это полевые испытания iX5 Hydrogen версия внедорожника iX, оснащенная топливным элементом с протонообменной мембраной, который подает электроэнергию непосредственно на электродвигатели. 

BMW Group получает отдельные топливные элементы от Toyota Motor Corp. и воздушные насосы от Garrett Motion в рамках партнерства по разработке приводов на топливных элементах. Toyota уже выпустила на рынок серийный автомобиль на топливных элементах Mirai, на некоторых рынках с 2014 года. 

Используя элементы Toyota, BMW Group производит высокоэффективные системы топливных элементов в своем «центре передового опыта» по производству водорода в Мюнхене. Технология системы топливных элементов является одним из наиболее важных компонентов BMW iX5 Hydrogen, и BMW полагает, что эта работа повлияет на трансформацию всего сектора мобильности. 

«Водород — это недостающий элемент мозаики, когда речь идет о мобильности без выбросов. Одной технологии будет недостаточно, чтобы обеспечить климатически нейтральную мобильность во всем мире», — заявил Оливер Зипсе, председатель правления BMW AG. 

Как работает топливный элемент PEM

Топливный элемент с протонообменной мембраной (PEM) представляет собой простой твердотельный генератор. Внутри клетки имеются две пластинки, разделенные проницаемой мембраной. Пластины имеют бороздки для облегчения потока газа и покрыты проводящим металлом. Система направляет сжатый водород на одну сторону мембраны и сжатый атмосферный воздух на другую. 

Мембрана позволяет атомам водорода пересекать границу, но отрывает электроны от атомов водорода при их прохождении. Электроны перемещаются по проводникам на другую сторону клетки, создавая электрический ток. 

Пройдя через мембрану, атом водорода связывается с кислородом атмосферного воздуха, образуя воду, и атом возвращает себе электрон. Таким образом, на выходе топливного элемента получается просто чистая вода и электричество. 

Производство топливных элементов состоит из двух этапов: во-первых, отдельные топливные элементы складываются в стопку. Затем устанавливаются все остальные компоненты, образуя полную систему топливных элементов. BMW Group разработала специальные водородные компоненты для новой системы топливных элементов. В их число входит работа с Гарреттом над созданием высокооборотного компрессора, который будет проталкивать обычный атмосферный воздух через топливный элемент. 

«Водород — это универсальный источник энергии, который играет ключевую роль в процессе энергетического перехода и, следовательно, в защите климата. В конце концов, это один из наиболее эффективных способов хранения и транспортировки возобновляемой энергии. Мы должны использовать этот потенциал, чтобы ускорить трансформацию сектора мобильности», — говорит Зипсе. 

Проблема системы топливных элементов заключается в том, что, хотя это самый распространенный элемент во Вселенной, свободные атомы водорода редки на Земле из-за их склонности связываться с атомами кислорода с образованием воды. Хотя на планете буквально есть океаны водорода и кислорода, для разделения этих молекул требуется больше энергии, чем мы можем утилизировать с помощью топливного элемента. 

Однако глобальные изменения в политике, достижения в области технологий топливных элементов и более строгие нормы выбросов способствовали быстрорастущему интересу к электромобилям, работающим на водороде. По данным Совета по водороду, только за последние два года в новые водородные проекты было профинансировано более 500 миллиардов долларов.

Система топливных элементов BMW

Газообразный водород, необходимый для питания топливных элементов BMW, хранится в двух резервуарах под давлением 700 бар, изготовленных из пластика, армированного углеродным волокном (CFRP). Вместе они содержат шесть килограммов водорода, что дает BMW iX5 Hydrogen запас хода в 313 миль. измерено в цикле WLTP. Заправка водородных баков занимает всего три-четыре минуты с использованием существующих систем заправки водородом, доступных в Южной Калифорнии. 

Во время работы водород уже сжимается в баках, а воздушный компонент сжимается модульным компрессором на топливных элементах нового поколения Garrett для электромобилей на водородных топливных элементах.

«Последние четыре года мы тесно сотрудничаем с BMW Group над разработкой усовершенствованного компрессора на водородных топливных элементах, адаптированного к их конкретным потребностям. Кульминацией этих усилий станут углубленные дорожные испытания позднее в этом году», — сказал Крейг Балис, вице-президент и главный технический директор Garrett.

В автомобиле на топливных элементах количество вырабатываемой электроэнергии зависит от текущей потребности. В этом отношении его можно сравнить с бензином. Когда вы нажимаете педаль акселератора, система требует больше электроэнергии, и топливные элементы реагируют. Высокопроизводительный электрический воздушный компрессор Garrett обеспечивает переменный поток воздуха, необходимый для оптимизации удельной мощности и производительности системы топливных элементов в любой момент. 

Специально для этого применения новый турбодетандер, предназначенный для рекуперации ненужной энергии на выходе из батареи топливных элементов, позволяет снизить потребление электроэнергии на сжатие воздуха до 20% по сравнению с обычными компрессорами на топливных элементах. Модульные высокопроизводительные электрические компрессоры на топливных элементах Garrett опираются на опыт компании в области турбоаэродинамики и работают на скоростях, превышающих стандартные для отрасли, свыше 150,000 XNUMX об/мин.

«Гарретт — пионер в области компрессоров на водородных электрических топливных элементах с многолетним опытом производства и эксплуатации на дорогах. Следующее поколение основано на наследии революционного проектирования и разработки, включая наш собственный высокоскоростной электродвигатель, силовую электронику и усовершенствованные средства управления», — сказал Балис.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• ЭВМ Финанс. Единый интерфейс для децентрализованных финансов. Доступ здесь.
• Квантум Медиа Групп. ИК/PR усиление. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Анализ данных Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/