BMW Fields Pilot Fleet ของยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน - สำนักดีทรอยต์

บีเอ็มดับบลิว การทดสอบภาคสนามของ iX5 Hydrogen iX SUV รุ่น iX ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนที่ป้อนกระแสไฟฟ้าโดยตรงไปยังมอเตอร์ EV 

BMW Group ได้รับเซลล์เชื้อเพลิงส่วนบุคคลจาก Toyota Motor Corp. และปั๊มลมจาก Garrett Motion ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความร่วมมือเพื่อพัฒนาการขับเคลื่อนเซลล์เชื้อเพลิง โตโยต้าได้ทำการตลาดแล้วก รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงการผลิต Miraiในบางตลาดตั้งแต่ปี 2014 

การใช้เซลล์ของโตโยต้าทำให้ BMW Group ผลิตระบบเซลล์เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูงที่ "ศูนย์กลางความเป็นเลิศ" สำหรับไฮโดรเจนในมิวนิก เทคโนโลยีระบบเซลล์เชื้อเพลิงเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดใน BMW iX5 Hydrogen และ BMW เชื่อว่าผลงานนี้จะมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของภาคส่วนการเคลื่อนที่ทั้งหมด 

“ไฮโดรเจนคือชิ้นส่วนที่ขาดหายไปในจิ๊กซอว์เมื่อพูดถึงการเคลื่อนที่ที่ปราศจากการปล่อยมลพิษ เทคโนโลยีเพียงตัวเดียวคงไม่เพียงพอที่จะรองรับการเคลื่อนย้ายโดยไม่คำนึงถึงสภาพอากาศทั่วโลก” Oliver Zipse ประธานคณะกรรมการบริหารของ BMW AG กล่าว 

วิธีการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง PEM

เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEM) เป็นเครื่องกำเนิดโซลิดสเตตอย่างง่าย ภายในเซลล์มีแผ่นกั้นสองแผ่นคั่นด้วยเมมเบรนที่ซึมผ่านได้ แผ่นเพลตมีร่องเพื่อให้การไหลของก๊าซสะดวกและเคลือบด้วยโลหะนำไฟฟ้า ระบบจะส่งก๊าซไฮโดรเจนอัดไปยังด้านหนึ่งของเมมเบรน และอัดอากาศในบรรยากาศอีกด้านหนึ่ง 

เมมเบรนช่วยให้อะตอมของไฮโดรเจนข้ามไปได้ แต่จะดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมของไฮโดรเจนเมื่อผ่านไป อิเล็กตรอนจะเดินทางผ่านตัวนำไปยังอีกด้านหนึ่งของเซลล์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า 

เมื่อผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แล้ว อะตอมของไฮโดรเจนจะจับกับออกซิเจนในอากาศเพื่อสร้างน้ำ และอะตอมจะดึงอิเล็กตรอนกลับมา ดังนั้น ผลลัพธ์ของเซลล์เชื้อเพลิงจึงเป็นเพียงน้ำบริสุทธิ์และไฟฟ้า 

มีสองขั้นตอนในการผลิตเซลล์เชื้อเพลิง ขั้นแรก เซลล์เชื้อเพลิงแต่ละเซลล์จะถูกซ้อนกันเพื่อสร้างกองเซลล์เชื้อเพลิง จากนั้นจึงติดตั้งส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดเพื่อสร้างระบบเซลล์เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ BMW Group ได้พัฒนาส่วนประกอบไฮโดรเจนพิเศษสำหรับระบบเซลล์เชื้อเพลิงใหม่ ซึ่งรวมถึงการทำงานร่วมกับ Garrett ในการผลิตคอมเพรสเซอร์ที่มีรอบสูงเพื่อดันอากาศในชั้นบรรยากาศปกติผ่านเซลล์เชื้อเพลิง 

“ไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานอเนกประสงค์ที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการเปลี่ยนผ่านของพลังงาน และดังนั้นในการปกป้องสภาพอากาศ ท้ายที่สุด มันเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการจัดเก็บและขนส่งพลังงานหมุนเวียน เราควรใช้ศักยภาพนี้เพื่อเร่งการเปลี่ยนแปลงของภาคการเคลื่อนไหว” Zipse กล่าว 

ความท้าทายของระบบเซลล์เชื้อเพลิงคือแม้ว่าจะเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในจักรวาล แต่อะตอมของไฮโดรเจนอิสระนั้นหาได้ยากในโลกเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะกับอะตอมของออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำ ในขณะที่ดาวเคราะห์มีมหาสมุทรของไฮโดรเจนและออกซิเจนอย่างแท้จริง มันต้องใช้พลังงานมากกว่าในการแยกโมเลกุลเหล่านี้ออกจากกัน มากกว่าที่เราจะเรียกคืนผ่านเซลล์เชื้อเพลิง 

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงนโยบายทั่วโลก ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง และกฎระเบียบด้านการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดมากขึ้น มีส่วนทำให้รถยนต์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จากข้อมูลของ Hydrogen Council โครงการไฮโดรเจนใหม่ได้รับการสนับสนุนมากกว่า 500 ล้านดอลลาร์ในช่วงสองปีที่ผ่านมาเพียงปีเดียว

ระบบเซลล์เชื้อเพลิงของบีเอ็มดับเบิลยู

ก๊าซไฮโดรเจนที่จำเป็นในการจัดหาเซลล์เชื้อเพลิง BMW จะถูกเก็บไว้ในถังขนาด 700 บาร์สองถังที่ทำจากพลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) เมื่อรวมกันแล้วสามารถบรรจุไฮโดรเจนได้ 5 กิโลกรัม ทำให้ BMW iX313 Hydrogen มีระยะทาง XNUMX ไมล์ วัดในรอบ WLTP. การเติมเชื้อเพลิงในถังไฮโดรเจนใช้เวลาเพียงสามถึงสี่นาทีโดยใช้ระบบเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในปัจจุบัน ซึ่งมีอยู่ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ 

ระหว่างการทำงาน ไฮโดรเจนจะถูกบีบอัดในถังอยู่แล้ว ในขณะที่ส่วนประกอบอากาศจะถูกบีบอัดโดยคอมเพรสเซอร์เซลล์เชื้อเพลิงแบบโมดูลาร์รุ่นใหม่ของ Garrett สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

“ในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา เราได้ทำงานอย่างใกล้ชิดกับ BMW Group เพื่อพัฒนาคอมเพรสเซอร์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนขั้นสูงที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการที่แท้จริงของพวกเขา ความพยายามนี้จะสิ้นสุดในการทดลองใช้งานบนถนนเชิงลึกในปลายปีนี้” Craig Balis รองประธานและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Garrett กล่าว

ในรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ขึ้นอยู่กับความต้องการในแต่ละช่วงเวลา คุณสามารถคิดว่ามันเปรียบได้กับน้ำมันเบนซินในเรื่องนั้น เมื่อคุณเหยียบคันเร่ง ระบบจะใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้น และเซลล์เชื้อเพลิงจะตอบสนอง เครื่องอัดอากาศไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงของ Garrett มอบการไหลเวียนของอากาศแบบแปรผันที่จำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความหนาแน่นของพลังงานและเอาต์พุตของระบบเซลล์เชื้อเพลิงในแต่ละช่วงเวลา 

โดยเฉพาะสำหรับการใช้งานนี้ เครื่องขยายเทอร์ไบน์ใหม่ซึ่งออกแบบมาเพื่อนำพลังงานที่เสียจากทางออกของสแต็คเซลล์เชื้อเพลิงกลับมาใช้ใหม่ ช่วยลดการใช้ไฟฟ้าสำหรับการอัดอากาศได้ถึง 20% เมื่อเทียบกับคอมเพรสเซอร์เซลล์เชื้อเพลิงทั่วไป เครื่องอัดเซลล์เชื้อเพลิงไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงแบบโมดูลาร์ของ Garrett อาศัยความเชี่ยวชาญด้านอากาศพลศาสตร์แบบเทอร์โบของบริษัท และทำงานเหนือความเร็วมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เกินกว่า 150,000 รอบต่อนาที

“Garrett เป็นผู้บุกเบิกเทคโนโลยีคอมเพรสเซอร์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนด้วยความเชี่ยวชาญด้านการผลิตและประสบการณ์บนท้องถนนมานานหลายปี เจนเนอเรชั่นต่อไปสร้างจากมรดกแห่งการออกแบบและวิศวกรรมที่ก้าวล้ำ ซึ่งรวมถึงมอเตอร์ไฟฟ้าความเร็วสูง ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง และการควบคุมขั้นสูงของเราเอง” บาลิสกล่าว

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• การเงิน EVM ส่วนต่อประสานแบบครบวงจรสำหรับการเงินแบบกระจายอำนาจ เข้าถึงได้ที่นี่.
• กลุ่มสื่อควอนตัม IR/PR ขยาย เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. ข้อมูลอัจฉริยะ Web3 ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/