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宝马iX5纯电

易车知识库 宝马iX5
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斯卡拉说车

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根据曝光的原型车照片,iX5看起来比下一代iX3更大,但整体轮廓和气氛相似。前双肾格栅尺寸较小,大灯看起来十分锐利,内饰设计可能与新款X3类似。据悉,iX5将搭载混合动力和纯电动动力总成,甚至可能会推出高性能的Model M版本。

全能车型iX5即将发布,将成为BMW SUV家族新成员(图3)

此外,有消息称,iX5可能会采用丰田FCEV技术的氢发动机,从封闭式前格栅、前挡泥板充电口以及缺少尾管来看,这款车很可能是一款纯电动车型。虽然目前还没有发布任何规格或性能信息,但预计iX5将成为BMW SUV家族中的一匹黑马。

全能车型iX5即将发布,将成为BMW SUV家族新成员(图4)

除了iX5,BMW还计划发布各种iX型号,其中包括G65。早些时候,有报道称,第五代X5已经在拉斯维加斯的一次活动中亮相,新车最引人注目的是X形头灯。整体设计根据“随后,预计起亚将发布两款纯电动车型”的理念打造,给人留下了深刻印象。

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SUV大咖

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根据宝马目前已经实现燃油车、柴油车、插电混合动力车和纯电汽车的共线生产来看,新能源架构也将可以与其他类型驱动产品共用生产线。

而就在近日,宝马集团首批iX5氢燃料电池车在国内首次上路试驾活动现场中,宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人表示,未来如果投入量产,会以iX5氢燃料电池车为基础,进一步将储氢罐的体积缩小,它能够放到电池舱内,实现架构的灵活度,既适用于纯电汽车,也能够适用于氢燃料电池车。在实现与现有驱动类型车型共线生产后,其无需新的工厂,新的生产线,新的工人,便能够在很大程度上降低成本。

氢燃料电池技术制造成本降低

宝马iX5氢燃料电池车为例,其由两个储氢罐、一个高性能燃料电池和电机构成,储氢罐由CFRP(碳纤维增强型复合材料)制成。而储氢罐的在制作材料在目前很多国家,包括中国市场都可以买得到,这意味着氢能源在未来广泛使用中,其储氢罐的价格也会随之下降,以量降低单价利润。

氢动力内燃机车型与氢能源燃料电池车之间不同在于,一个使用氢能源作为内燃机驱动能源,一个使用氢为动力电池充电。因此,从在这一点来看,氢动力内燃机车型与氢能源燃料电池车是有着很多可以相同的零部件,包括传感器、空气压缩机、进气口、冷却系统等等,不仅是乘用车,还包括卡车、货车、飞机,技术都非常相似。

而从宝马多年对氢动力内燃车车型的研发积累来看,其已经对于这些相似零部件有着成熟且稳定技术,实现规模化量产已经不是问题。在宝马iX5氢燃料电池车身上也不难看到,虽然身为氢燃料电池车,但是在外观以及内部上,与内燃机车型并无太大差别,并且车舱内空间也并没有减少。由此可见,在实现刚所说的多样性产品共线生产,宝马品牌确实也有领先的技术基础。

当然,氢能燃料电池车型并不单单只是为环境。

根据此前测试数据显示,氢能燃料电池车型补充燃料时间仅需5分钟,这是纯电车望尘莫及的。更重要的是,在续航以及能耗方面,氢能燃料电池车型相比于纯电车型表现更加优秀。因此,氢能燃料电池车型也将会是未来汽车的主要驱动方式,也是实现未来零排放出行重要路径之一。

同样以宝马iX5氢燃料电池车为例,在WLTP工况下,BMW iX5氢燃料电池车可以达到504公里的最大续航里程,储氢罐充满只需要3-4分钟的时间。同时,在保持续航的情况下,采用高性能燃料电池,宝马iX5氢燃料电池车实现6秒内可完成百公里加速。更重要的是,不受季节变化和室外温度的影响。这意味着与燃油车无异,同时也解决纯电驱动车型环境影响的因素。

值得一提的是,在近日的进博会上,作为连续6年参展的跨国车企宝马集团本次携五款新能源产品亮相,包括:首次亮相进博会的BMW iX5氢燃料电池车、BMW电动旗舰创新BMW i7 M70L、创新BMW iX、创新BMW i4以及创新BMW XM Label Red限量版。

宝马iX5氢燃料电池车的性能以及优势吸引了不少参展以及观展人士驻留,也呈现了公司在智能制造方面的创新实力和可持续发展的成果。更重要的是,宝马所倡导的多技术路径并进,也听到很多支持的声音。

由此可见,这对于用户而言,氢燃料电池车不仅是一个能够解决低碳出行,同时也不存在续航焦虑的理想车型。随着氢能源相关基础设施的进一步发展以及完善,氢燃料电池车一定可以成为未来低碳出行的重要选择之一。

写在最后

正如宝马集团董事长齐普策(Oliver Zipse)所说:“燃料电池技术与纯电驱动技术完美互补,氢能源正是实现未来零排放出行重要路径之一。”虽然时下纯电车型、插混车型是大热门,但是对于未来的发展,单一的产品路线是不足以实现品牌的可持续发展道路,而基于可续持发展理念,更新,更优的能源驱动产品加入,才能应对未来消费者对可持续出行的多样化需求。

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GeekCar极客汽车

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如果说手握氢燃料电池专利半壁江山的丰田章男和以纯电技术起家的马斯克代表了各自擅长的立场,那这个世界上总有没那么非黑即白的技术派,比如,一直坚持两手都要抓、两手都要硬的宝马。前不久,宝马把首批 iX5 氢燃料电池汽车带到了中国,让大家体验了一下这批补氢 4 分钟、续航 504 公里的氢燃料电池汽车。

作为德国首个加入「1.5°C 控温目标行动」的汽车制造商,宝马集团在其可持续发展战略的指引下不断推进电动化转型。这款 BMW iX5 氢燃料电池车还出现在了进博会,体现了宝马倡导的开放技术路线,以及战略性推进未来零排放出行的实践。

如今,纯电动车几乎已经成了发展的大势所趋,宝马也在全力以赴电动化,并于今年早些时候公布了新世代车型产品规划,那宝马为什么依然坚持推进氢燃料电池汽车的研发?氢燃料电池汽车现在发展到了哪一步?

「未来能源之王」

 艰难的上车之路

提到氢气,很多人的第一反应就是:燃烧后的产物只有水,没污染,氢气才是真正的零碳排放。走向碳中和目标,氢气似乎才是未来能源之王。这样来看,如果直接把氢气当作汽车燃料,不是少走了几十年弯路么?

恭喜你,不只你这么想,上百年前的工程师们也是这么想的。

说起用氢气驱动汽车的历史,比汽油发动机早多了。早在二百年前的 1807 年,瑞士人弗朗索瓦·伊萨克·德里瓦斯就通过点燃气球里的压缩氢气来驱动汽车前进,这比我们熟知的卡尔·奔驰发明第一辆汽车早了近 80 年。

随后的近百年里,尽管燃油车是这个世界的主流,依然有不少人在传承德里瓦斯的理念,用氢气驱动汽车。

比如,上世纪七十年代正值第一次石油危机,各家车企们也开始研究起了氢能源汽车。宝马就在 1979 年推出来自己的第一辆氢能源汽车 BMW 520h,在搭载 3.5L 发动机的 5 系上放入了超绝缘低温储氢罐,相当于让发动机既可以烧汽油,也可以烧液态氢。这种类型的汽车有一个统一的名字:氢内燃机汽车。也就是汽车动力系统结构与燃油车类似,用烧氢气代替烧汽油来驱动汽车。

但是,直接用内燃机烧氢气,一辆车既要背着发动机,也要背着储氢罐,续航通常只有 200 公里,零百加速却慢到接近 10 秒,而且氢气在发动机中容易与金属直接接触,让金属发生「氢脆」反应,影响汽车寿命。

因此,这时候氢能源汽车只剩下了一条路:利用氢气与氧气发生反应驱动车辆行驶,也就是氢燃料电池汽车。如今提到的氢能源汽车,不论是丰田 MIRAI、还是 BMW iX5 氢燃料电池车,都是采用氢燃料电池。

2013 年,宝马与当时手握了全球近 50%氢燃料电池专利的丰田合作,联合开发氢燃料电池技术的驱动系统。如今,宝马集团从丰田汽车公司采购燃料电池单体,燃料电池系统和车辆本身的开发和生产将由宝马集团进行。

比如,高性能燃料电池系统由位于慕尼黑的氢能技术中心生产;电堆壳体在宝马集团兰茨胡特工厂的轻金属铸造车间制造;为燃料电池电堆输送氢气和氧气的压力板同样来自于兰茨胡特工厂;BMW iX5 氢燃料电池车则在宝马集团位于慕尼黑研究创新中心(FIZ)的试制产线中生产制造。

从 2013 年至今,这十年来宝马在氢燃料电池汽车领域的进展飞速:2016 年宝马的 i8 氢燃料电池汽车续航只有 310km;到了十年后在国内亮相的 BMW iX5 氢燃料电池车,WLTP 工况续航已经达到 504km,最大功率 295kW,零百加速不到 6s;从参数上来看与如今主流电动车性能相当。

氢气这个未来能源之王的上车之路在一步步接近。

「吸」氢排水是如何实现的?

氢燃料电池汽车,概括来说就是「吸」氢排水——用氢气作为原料,在燃料电池内发生电化学反应,输出电力驱动电机工作,同时排出尾气就是水。

虽然原理说起来很简单,但是实际上却是困难重重。

比如,很多人提到氢气的第一反应:怎么确保安全?背着「氢气包」出门,是不是有爆炸的风险?

同时,燃料电池现发生反应现发电,动力响应速度通常不会像纯电动车一样即踩即有,那怎么让氢燃料电池的动力响应像电动车一样快呢?

作为燃料电池反应的核心部件电池电堆,需要 5 吨的压力被封装上车,如何将系统集成化,用在不同车型?

……

这一系列的问题,都是「吸」氢排水的氢燃料电池汽车需要提前解决的问题。我们试图在这次宝马试点的 iX5 氢燃料电池车上找找答案。

简单来看,BMW iX5 氢燃料电池车的动力系统有点像一套氢燃料电池与动力电池的混动系统,由两个储氢罐、一个高性能燃料电池、一个高效率电机构成。

首先要解决氢气安全的问题。为了保证氢气存储的安全,宝马采用的储氢罐由碳纤维增强复合材料(CFRP)制成,压力达到 700 巴(70 兆帕)。

根据此前行业内的测试,碳纤维增强复合材料的储氢罐能承受 5mm 以下口径的子弹冲击;而且由于氢气密度足够小,就算发生泄露也能迅速向上方扩散,在空旷的室外安全性比较高。iX5 搭载的两个碳纤维增强复合材料储氢罐可以容纳近 6kg 氢气,这些氢气能支撑续航里程 504km。

储氢罐内的氢气经过一系列处理后,在燃料电池内发生反应,可以提供 125kW(179 马力)的动力。

同时,为了弥补氢燃料电池响应速度不够快,这套系统也配了一块高功率动力电池,电量不超过 5kWh,可以提供最高 170kW 的瞬时功率。

这块动力电池既可以回收制动回收系统产生的电量,当车辆需要提速超车时,也可以与燃料电池一起提供动力,让第五代 BMW eDrive 系统输出 295kW 的最大功率,零百加速 6s,保证了宝马独有的驾驶体验。

这样,燃料电池车就既兼顾了补能快、续航长、零排放,也能拥有纯电动车动力快速响应的动力体验。

电氢双押

宝马为什么要两条腿走路?

「2030 年实现纯电动车累计交付 1000 万辆。」

这是今年年初的财报会上,宝马给自己立下的目标。在一众传统豪华品牌中,宝马在电气化转型上的动作一向比较激进,电动车也成了如今大局已定的发展趋势。既然如此,宝马为什么还要坚持布局燃料电池汽车呢?

纯电驱动技术和氢燃料电池技术不是非此即彼的竞争关系,两种技术是相互补充共同发展。」宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人 Juergen Guldner 这样回答。

在他看来,纯电动车与燃料电池汽车是相辅相成的存在,它们有各自的优点,能满足不同用户在不同场景下的需求。

比如,对于有长途出行需求、充电不方便的用户,或者在极寒冷地区的用户,纯电动车并不是最优解,这时候加氢快速便捷的氢燃料电池汽车就是一个比较好的选择。

BMW iX5 氢燃料电池车按照量产标准完成了所有必要开发步骤,而这次宝马组织了近 100 辆 iX5 氢燃料电池工程车在欧洲、日本、韩国、美国等地测试。无论是极端低温的北极圈,还是 45℃的高温沙漠路况,事实证明氢燃料电池汽车能经受极端高温和极端寒冷条件的考验。

当然,提到氢燃料电池汽车,无法忽视的一个问题就是:如何加氢?与纯电动车一样,基础设施直接影响了氢燃料电池汽车的体验。

根据国际氢能委员会截至 2023 年 3 月的统计,全球活跃的加氢站点超过 1000 个,其中亚太地区最多,有超过 650 个,欧洲和中东地区 276 个。这个数字与加油站和充电站比少了不止一个数量级。

但是宝马也算过这样一笔经济账:同时对比建充电站和加氢站,充电站早期的成本低,因为必要的电网升级,充电基础设施的成本随着需要充电车辆数量的增加呈非线性增长;加氢站则是相对平稳增长。这意味着,展望 2040 到 2050 年,如果所有交通实现零排放,无论是德国还是欧洲,组合建设比单独一种技术路径建设要更便宜。与百分之百建设充电设施相比,充电设施和加氢站基础设施混合建设更具有成本优势。

当然,对于如今充电已经比较方便的国内来说,建加氢站也不是没有意义。我们熟悉的中石化就计划「十四五」期间建 1000 家加氢站,这些加氢站既可以为乘用车加氢气,也可以为氢能的公交车、货车等商用车加氢气。伴随着基础设施的建设,氢燃料电池汽车未来发展大有可为。

最后

如今来看,氢燃料电池汽车的商业化落地依然有着这样那样的困境:比如,如今氢气的价格并不便宜;真正环保的「绿氢」在国内占比很少;加氢站跑遍一整个城市都难找…… 这些都导致了氢燃料电池汽车尽管突飞猛进,但想跟纯电动车掰手腕显然还不是对手。

因此,难免有这样的疑问:现在研究氢燃料电池汽车还有意义么?

半个世纪前,宝马生产了第一台爷爷辈的纯电动车——BMW 1602e。

当年看这台纯电动车,就跟如今看燃料电池汽车一样:充电难、价格贵、没有燃油车方便。但这辆车让宝马实现了电动化技术的原始积累,并在几十年后当电动车成为市场主流时,宝马能够第一时间向电动化转型。

如今宝马对氢燃料电池汽车的研究也有同样的意义。氢能源的前景,远不止与我们熟悉的小轿车和 SUV,在卡车、巴士、船舶、飞机上,环保、补能快的特点都让氢气依然是未来最适合的清洁动力之一,它们在氢燃料电池系统的底层技术也是相通的。

宝马如今在纯电和氢能领域的双押,为未来的技术留下一手宝贵的盖牌。

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汽车华尔街

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其次,宝马集团的投入也源于其自身较强的工程能力。利用好现有资源,无需抛开体系另起炉灶。就像宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Dr.Juergen Guldner表示的那样:“宝马的战略是尽可能在动力总成系统上具有高度的灵活性。现有的架构是通用的,可以实现燃油车、柴油车、插电混合动力车和纯电汽车的共线生产,适应不断变化的客户需求”。

因此,在他看来氢燃料电池技术作为一项新技术起初成本预估虽然比较高,但未来会显著下降。“第一,这项技术本身原材料使用量少,未来的成本主要来自于制造环节。第二,很多燃料电池系统里使用的零部件,是现在内燃机系统已经在使用的,规模化生产会降低价格。比如在车辆上安装的传感器、空气压缩机、进气口、冷却系统等。第三,燃料电池技术可以用于多个应用场景,不仅是乘用车,还包括卡车、货车、飞机,技术相似零部件也非常相似。同样容易实现量产,实现规模经济效应,促使成本下降”。

按照这个说法,BMW iX5氢燃料电池车到底算一辆氢能直驱车型,还是一辆纯电衍生车型呢?借这个问题,接下来详细谈谈BMW iX5氢燃料电池这款车型。

1.氢内燃机与氢燃料电池两者关系?

正因为BMW“Hydrogen 7”氢内燃机车型声名在外,时至今日,仍有很多人将BMW iX5氢燃料电池车误解为带氢罐的燃气车。其实早在15年前宝马就已停止了氢动力内燃机项目,转为氢燃料电池的技术开发上来。这里面有两个原因。第一,氢气动力内燃机效率比燃料电池要低,同样容量的储氢罐,氢燃料电池车能够支持500公里续航里程,而氢内燃机车只能支持300公里。第二,氢燃料电池车能够采用通用的架构与纯电车型那般共线生产,易于今后规模量产。

举个例子,据外界报道宝马正在研发一种扁平而非圆柱形的新型储氢罐。目的很明确,希望能像电池模组那般布置在车身下方前后轴之间。不仅为座舱舒适性设计提供便利,也着实可以实现与纯电车型共线生产。当前的BMW iX5车型试点,其实也不难,是从燃油车的架构延续下来的,可以看到储氢罐处在车辆的中部,原来的变速箱差不多的位置。

2.氢罐安全吗?

氢气很轻易逃逸,且难转换液化。因此,氢气罐的压力一般要做到大气压的700倍。难以想象,这是常见普通液化气罐的18倍,医院的钢瓶高压氧气也只有150个大气压左右。可想而知,对于存储氢的罐体强度要求很高。另外,氢的渗透能力很强,可以通过罐体内壁,往外渗漏扩散,这就要求罐体材质要选用特别耐受的金属。但,氢还容易与一些金属发生反应,比如钛合金。虽然它在各种影视剧里当盾牌神乎其神,但它就是怕氢气,一旦和氢气结合之后,就会变脆,不堪一击;这也便是我们常说的“氢脆”现象。

为了越过这个技术卡点,Dr.Juergen Guldner就表示所有跟氢气发生接触的材料,宝马都会在材料实验室做测试,确保不会发生氢脆的现象。

而测试经理Dr. Timo Christ介绍地更为详细:BMW iX5氢燃料电池车储氢罐其实是碳纤维增强复合型材料,内层含有一层塑料,即便是要用到钢的材料也是用了实验室经过验证的不锈钢与其他的特种钢。目前,在已知范围内的氢燃料电池车的储氢罐大多数都用这种材料,也就是四类罐。最内层为高分子聚合物,中间层为碳纤维,外层为玻璃纤维,并且在中国市场就可以买得到。

这当然也预示了在氢能赛道,中国制造业的体系优势。另一方面也说明,我们从成本优势往“标准”优势上转型。

中国法规要求更加严苛一些,要求储氢罐最高承压中国的法规是正常压力的2.25倍(对比欧洲是2倍),也就是700巴的2.25倍。宝马未来当然要以满足更高的中国市场标准作为目标。

3.氢燃料怎么“燃”?

切勿望文生义,是氢气、氧气在电池包里燃烧。一句话,氢燃料电池工作过程根本不靠点燃,而是一个电化学过程。

其工作原理是给燃料电池的负极提供氢气,正极提供氧气,然后在正负极之间加一层膜。在催化剂(铂)的作用下,氢原子外层的电子会游离出来,变成电子+氢离子。而那层膜是很特殊的,只有氢离子可以通过,电子会被挡在膜外。由于氢离子实际上就是质子,所以那层膜也叫“质子交换膜”。相应来说,BMW iX5应称之为氢质子交换膜燃料电池车。

质子交换膜,一般由双极板与交换膜构成。不过,由于单一层膜左右两侧的压差比较小,通常只有0.5V-1.0V,因此需要将正负极夹着一层膜的结构叠加几百层,从而获得更高电压。这一堆叠上百个膜电极的结构,也就是“电堆”。

为了保证催化剂(铂)的活性,电堆工作温度一般在90摄氏度左右,这要比燃油发动机工作温度低很多。综合来看,结构简单,工作温度低,对比锂电池包的保养维修要容易得多。在这一过程中,化学能转化为电能的效率可以达到80%,比内燃机40%的效率高出一倍,确实潜力巨大。

4.驱动系统

在了解储气罐,燃料电池堆之后,再来看BMW iX5氢燃料电池车的工作原理,就容易多了。其实,这套BMW iX5氢燃料电池车独特的驱动系统有那么一点儿“增程”混动的意思。氢燃料电堆类似于内燃机,储氢罐相当于油箱,氢氧电化学反应发电相当于内燃机的“燃烧”发电。

但不同之处在于,通过氢燃料电堆产生的电能,直输电机驱动行驶。在此过程中,燃料电池也会为动力电池充电,但是动力电池容量比较小,紧急情况下例如储氢罐压力不足无法供气时,可以支持10-15km的纯电续航。那么,动力电池为什么不能做的更大一点呢?想来,宝马还是希望这款氢燃料电池车体现氢能方面更纯粹一些。由于燃料电池只能放电无法充电,制动过程回收的电和车辆怠速时“电堆”发出的电,都会储存在动力电池中。

燃料电堆可连续输出125千瓦(170马力)动力,但总输出功率为295千瓦(401马力)。这个疑惑不难解,BMW iX5氢燃料电池车独特的驱动系统集成了氢燃料电池技术与第五代BMW eDrive电力驱动技术,将电动机、减速器和控制器等集成一体。所以,燃料电堆与动力电池的输出电压虽不相同,但需要调节电压和功率分配的DC-DC转换器也都整合在一起。

当面对需要大扭矩澎湃动力的驾驶需求时,燃油电池系统与动力电池就会共同给电机输出电力进行驱动。因此,实际驾驶BMW iX5氢燃料电池车,扭矩需求与纯电车型其实无异,同样召之即来,来之到顶。

5.补能方便吗?

中国现有超过350座的加氢站,但还没有乘用车专属的补能氢站,事实上是一个主要用于商用车、卡车、货车,未来也可以用于乘用车的综合补能站。这也是和氢能当前整体发展客观匹配。毕竟即使采用太阳能制氢,再处理、压缩、运输,最后大约会有一半能量被浪费掉。氢能发展还没到摁下补贴加速器的时刻。

因此,只有等到压缩氢气、制造氢气的成本降低有了进一步工程突破,氢燃料规模化后选择管道运输,就有可能和充电站一样立刻铺开来。在这个问题上,作为工程化思维的宝马集团经过测算认为,同时新建补氢与补电站两种基础设施一体更经济,这也是他们对于氢能应用长期跟踪下来的判断。同样地,输送天然气的管道与船舶都可以稍加改装符合氢能源产业要求。尤其,宝马集团扎根中国,对中国工程基建狂魔有足够的信心。

另外,一个来自中国国情的问题,储氢罐能否发展快换模式?Dr.Juergen Guldner这样回答到:考虑到很多安全因素,暂时不会考虑提供快拆快换这项服务。因为储氢罐与管道,以及接口的连接要确保足够的安全性。即便是要拆换部件,也是需要氢气加注站的基础设施才能做到这一点。

最 后

对比来看,纯电动汽车已经是一个会走路的孩子了,而氢燃料电池汽车还是一个襁褓中的婴儿。宝马认为未来出行将并存不同驱动系统,而氢燃料电池汽车是电力驱动系统的一个重要补充。宝马优先将BMW iX5氢燃料电池优先带来中国市场,有着更为长远的布局考虑。

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车壹条

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在一放一收的“拿捏”中,展现了宝马在车辆调校上的深厚功力。宝马iX5氢燃料电池车驱动电机的输出功率为295kW,值得一提的是,新车的体感加速情况甚至是好于壹哥预期的,这主要得益于和纯电动车相比,氢燃料电池车的电池包容量更小,整车整备质量更轻。

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宝马 iX5氢燃料电池车测试经理Dr. Timo Chris介绍到,宝马iX5氢燃料车比同级别纯电动车要轻100kg左右,这意味着,同台竞技,后者约等于多座了两位成年女性。且在产品最终量产时,新车还将调整储氢罐、动力电池体积和布置位置,进一步并优化车辆前后配重及整备质量,提升性能表现。

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但只要你敢深踩“电门”,车辆的储备“加速度”可谓立竿见影且源源不断。据了解,新车的0—100km/h加速时间不超过6s。另外,关于新车的续航表现,宝马iX5氢燃料电池车搭载了容量为6kg的储氢罐,按WLTP工况下1.19kg/100km的能耗表现来计算,加满燃料后整车可行驶504km,续航表现已经不输同级别燃油车。量产稳步推进 技术成熟可靠

当然,相比宝马iX5氢燃料电池的驾控表现,想必用户更关心的是这项技术可不可靠,安不安全,何时能够落地、普及?在与宝马氢燃料电池相关的负责人深度交流后,壹哥得到了上述全部问题的答案。

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先从可靠性层面来说,其实从丰田Mirai已经在美国和日本本土开售多年,就基本能够证明氢燃料电池车在技术层面是完全可靠的,而就这辆宝马iX5氢燃料电池车的燃料电池单体也来自丰田,和Mirai第二代的车型为同款。这背后,是丰田与宝马在战略上的深度合作,可以说这辆宝马iX5氢燃料电池车的诞生,就是这种战略合作的阶段性成果。在技术安全上同样是毋庸置疑的。固然氢能可通过燃烧释放能量,但就氢燃料电池车而言,其加注的氢燃料却并不需要燃烧,而是通过氢气穿过“电解质薄膜”来剥离电子产生电流,随后再将电流充至动力电池,由动力电池驱动电机工作。可以说,这种稳定的“化学反应”过程和最终产生的化合物只有——水,已经表明其技术安全性成熟可控。

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而就其安全性而言,由于只需要化合反应产生电能而不需要将氢气进行燃烧获得动能,加之结构十分安全的储氢罐,氢燃料电池技术的安全性自然也毋庸置疑,用宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Dr. Juergen Guldner的话来说:“这款氢燃料电池车安全性不亚于任何一款BMW的量产车”。

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另外,氢燃料电池车内部的氢燃料电池反应堆是否会出现衰减,壹哥也在试驾后的沟通会上得到了答案。据悉,氢燃料电池在全生命周期内衰减相对较小的,而就算和传统燃油车动力相比,由于产热较少,故耐受性也要更好。不过可以肯定的是,动力电池由于频繁的充放电会有一定衰减,这点和普通纯电动车搭载的动力电池类似,但因为氢燃料电池的补能方式为加注氢能,而后自行发电、充电、放电,所以动力电池的衰减与否其实完全可以忽略不计,就像HEV车型一样。

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关于使用成本和普及率,毫无疑问,当下氢燃料电池车并不占优。而氢燃料电池技术尽管成熟可靠,但氢燃料电池车要大规模量产并进入寻常百姓家,受到的最大掣肘当然是制造成本太高和配套的基础设施建设太少。但也可以肯定的是,随着技术的不断进步,未来氢燃料电池车大有希望成为乘用车市场的第三股势力,甚至有比电动化还便宜的可能。一旦那一天真正来临,走在该领域前列的车企也将顺势抢占先机,目前来看,外资乘用车企之中还得看丰田和宝马,而中国品牌汽车企业里当然也不乏像长城、奇瑞和吉利这样的先锋玩家。据Juergen Guldner透露,宝马认为接下来5—10年间氢燃料电池车会达到一定的规模,而宝马要做的是就是在产品层面加大研发投入力度,在基础设施建设层面逐步扩张,目标将氢燃料电池车的成本降到和纯电动车一样。照此推测,到2030年前后将是宝马氢燃料电池车走向大规模量产的关键节点。

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​同时拥有纯电动车的驾控体验、传统燃油车的补能速度、绝对的清洁环保三大优势,若用车成本也能得到大幅降低,那么对于消费者来说,他们几乎没有任何理由不喜欢这样的氢燃料电池车,这不正是对于一辆新能源车终极诉求吗?由此可见,在通往终极新能源解决方案的道路上,今天的宝马iX5氢燃料电池车可谓提前“预告”了氢能时代的到来。

写在最后:按照宝马集团的电动化转型步骤,在经历高效内燃机、插电式混合动力电动车和纯电动车的时代后,宝马最终将朝着氢燃料电池车时代“极速狂奔”。而有望大规模量产氢燃料电池车的2030年,正是宝马电动化转型的阶段性“收官”大年。按照既定规划,宝马将在2030年向全球客户累计交付超过1000万辆纯电动车,而在未来10年内,宝马集团旗下的MINI和劳斯莱斯都将成为纯电动品牌。预计到2030年宝马纯电动车销量将占到集团全球年销量的50%。

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EV世纪

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纯电动汽车大行其道的时候,如果有人向你安利一款氢燃料电池车,你会感兴趣吗?Why not?近期,我就在北京试驾了宝马集团的BMW iX5 氢燃料电池车。

从很多方面来说,氢燃料电池车都是一种非常不错的选择:它只排放水,对环境非常友好;它的续航里程很长,加氢时间只需要几分钟,可以媲美传统燃油车,而驾驶感受又与纯电动车没有区别;制造氢燃料电池所需的稀有原材料也更少。在能源行业人士看来,氢还是储存和运输可再生能源最有效的方式之一——对于风力和光伏等可再生能源产生的绿电来说,通过电解水制氢,能很好地实现能量转换、最大化消纳可再生能源,减少弃风弃光造成的浪费。所以,氢对于能源转型和气候保护也至关重要。 

唯一的不便之处在于,目前的加氢基础设施很少。氢燃料电池车与加氢站的关系就像纯电动车发展早期那样面临“先有鸡还是先有蛋”的困境。

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但人类通往零碳出行的道路不只有纯电动汽车一种选择,因为能源是多样化的、用户需求和使用场景也是多样化的,这决定了不管是纯电动,还是插电混动、增程式电动,抑或是氢燃料电池都将有用武之地。

对于那些资源和技术都比较有限的车企来说,选择技术路线很重要,但对于像宝马集团这样实力强大的豪华汽车品牌领军企业来说,多种技术路线共同发展的风险最小、而收益最大,因为判断哪种技术路线会占上风的难度很大。

BMW iX5氢燃料电池车中国首试:依然是纯粹的宝马

这是BMW iX5氢燃料电池车队首次在中国国内开启试驾体验,目的是向公众普及氢燃料电池车知识,展示宝马集团在该领域的技术实力,同时收集中国客户的反馈。EV世纪作为首批体验媒体抢先试驾,我也感到与有荣焉。

其实,今年年初,首批BMW iX5氢燃料电池车就开启了全球范围内的路试,在包括欧洲、日本、韩国、美国等市场的不同路况验证了车辆表现。9月份刚刚在阿联酋完成了高温沙漠环境中的密集测试。

BMW iX5氢燃料电池车基于BMW X5开发,是市场上为数不多的量产氢燃料电池乘用车。了解这个行业的人可能知道,目前市场上大部分投入使用的氢燃料电池车主要是商用车(客车、轻卡、重卡等)。氢燃料电池乘用车除了丰田的Mirai之外,似乎还没有大家耳熟能详的产品。豪华品牌阵营也只有宝马这一款,所以它的稀缺性足够高。

为什么宝马基于BMW X5来开发氢燃料电池车?我的理解是,氢燃料电池系统的体积相对较大,在中大型SUV车上更容易布置。当然,轿车的机舱中也可以布置,但功率可能受限。因为系统功率越大,需要的氢燃料电池就越多,整个电堆的体积也就越大。

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如果不仔细看,你可能无法发现它是一辆氢燃料电池车,但车辆的发动机盖、格栅、进气口、挡把以及迎宾踏板等位置的蓝色元素还是彰显了它的身份。

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车身侧面喷涂的Hydrogen标识更增添了它的辨识度。

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进入车内,中控台右侧副驾前方的装饰面板上也有醒目的Hydrogen标识。

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驱动系统是这台车最有技术含量的部分。它由一套125kW氢燃料电池、两个储氢罐、一台第五代BMW eDrive电机组成。其中,氢燃料电池系统布置在前机舱,较大的储氢罐纵置在底盘上,另外一个较小的储氢罐连同驱动电机都布置在车辆后部。其驱动形式为后驱。

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值得注意的是,这台车后部还有一块容量将近5kWh的动力电池,可提供额外170kW的动力输出,配合燃料电池系统,综合输出功率达到295kW(401马力),6秒内可完成百公里加速。这块电池也能回收制动能量。

BMW iX5氢燃料电池车测试经理Timo Christ说,正常驾驶时,车辆由氢燃料电池系统产生的电能驱动,它可以连续输出125千瓦的电能。急加速时动力电池提供助力,这样用户就能享受宝马卓越的加速性能。

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供应燃料电池所需的氢气储存在两个由碳纤维增强型复合材料制成的700巴压力罐中,总共可容纳近6千克氢气。WLTP工况下可实现504公里的最大续航里程,而加氢时间只需3-4分钟。

受条件所限,此次试驾的时间比较短,路况也比较简单,但仍能体验到BMW iX5氢燃料电池车出色的动力性能和驾控质感。

由于是电力驱动,驾驶BMW iX5氢燃料电池车的总体感受与驾驶一台纯电动车并无明显区别。动力响应迅速,挂入D挡踩下加速踏板,车辆启动,驱动力来得一点也不突兀。随着加速踏板越踩越深,驱动力由弱渐强,输出非常线性。虽然车身重量超过2.5吨,但行驶轻便,一点也没有笨重的感觉。

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巡航状态下动力输出非常平顺,即使是低速巡航,松开加速踏板,也不会出现传统燃油车那种顿挫感。急加速或者超车时快速深踩加速踏板,氢燃料电池和动力电池同时发力,伴随着模拟的发动机声浪,车辆疾驰而去。我不禁感慨,不论是什么动力形式,宝马引以为傲的驾驶乐趣都一脉相承。

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BMW iX5氢燃料电池车也非常好地继承了BMW紧致的底盘质感、强韧有力的悬架支撑、精准的转向等传统艺能。这台车也设置了运动、舒适和经济三种驾驶模式,提供更多选择。B挡类似于单踏板的驾驶感受,松开加速踏板后,随着制动能量回收力度不断增强,车辆可以完全停止。

总而言之,驾驶BMW iX5氢燃料电池车会给你驾驶其他宝马车型一样的高级感。正如宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Juergen Guldner博士所言:“高性能燃料电池与高功率动力电池的组合,为BMW iX5氢燃料电池车带来出色表现。既能实现纯电车型的零排放出行,又在使用感上与燃油车无异,长途驾驶仅需短暂停留便可充满燃料,且不受季节变化和室外温度的影响。”

氢燃料电池汽车专家是如何炼成的?

为什么宝马能推出像BMW iX5这样成熟的氢燃料电池乘用车,而不是其他车企?因为宝马集团在过去四十多年间都一直坚持氢动力汽车的研发,并成为该领域的专家。时至今日,宝马集团是目前欧洲车企中为数不多仍在开发氢燃料电池汽车的车企(奔驰也一度在该领域投入重金,但最近几年似乎有偃旗息鼓的迹象)。

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早在1979年,宝马集团就推出了首款氢内燃机研究车辆BMW 520h。2006年,BMW 氢能7系概念车亮相柏林,这是世界上首款氢动力驱动的豪华高性能轿车。

2015年,宝马集团放弃了氢内燃机路线,推出了首款基于氢燃料电池技术的BMW 5系GT氢燃料电池车。这是一个重大的转变。之所以会发生这个转变,是因为宝马集团经过多年研究发现,氢燃料电池的综合效率高于氢内燃机。

四年后的2019年,BMW i Hydrogen NEXT氢燃料电池概念车亮相。2021年9月,BMW iX5氢燃料电池车正式发布。2023年3月,首批试点车队在比利时安特卫普开始路试,一个月后在中国首秀。直到此次在中国国内首次开放试驾。

从过去40多年的发展历程不难看出,宝马集团对氢动力汽车研发的执著与创新。正是这种锲而不舍才成就了目前它在该领域的领先地位。

不过,我比较好奇的是,宝马是否会自研、自产氢燃料电池这个核心零部件,就像有些车企自己下场生产动力电池一样。

实际上,早在1997,宝马集团就首次研发出了自己的燃料电池。2013年,宝马集团开始与丰田汽车共同开发氢燃料电池技术的驱动系统。2016年,两家公司签署产品开发合作协议。自此,双方一直合作开发燃料电池驱动系统和氢燃料电池汽车的可扩展模块化组件。BMW iX5的氢燃料电池单体就是由丰田提供的,电堆和整个系统集成则由宝马完成。

对于我的问题,Juergen Guldner博士表示,宝马和丰田在氢燃料电池领域的合作非常成功,双方实现了优势互补。宝马集团目前并未决定未来是否要自己生产氢燃料电池单体。

通往零碳出行之路:多一种选择更从容

关于实现未来零碳出行到底应该采用什么技术路线,宝马一直认为要将选择权交给用户,这也是它坚持同时开发纯电动汽车、插电式混合动力和氢燃料电池汽车技术的根本原因。

宝马集团董事长齐普策在9月6日举行的2023世界新能源汽车大会上曾表示,应对气候变化需多路径并进;氢燃料电池车可以与电池驱动的纯电动汽车互补,不断向可持续的个人出行转型。

Juergen Guldner博士也认为,纯电驱动技术和氢燃料电池技术不是非此即彼的竞争关系,而是相互补充共同发展。未来会有很多不确定性,很多事情都会改变,包括消费者行为也在不断变化当中。所以,宝马集团刻意的不去专注于某一种技术方案,而是要尽可能保持较高的灵活性,给不同客户提供不同的技术,满足不同场景的需求。

而且,宝马将于2025年推出的新世代车型也不仅是纯电动架构,还包括新能源架构——这意味着BMW新世代车型也可能会包括氢燃料电池车。

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氢燃料电池车在使用环境方面有一定的优势,尤其在极端气温条件下表现出色。在低温地区,纯电动车的续航性能通常受到影响,而氢燃料电池车则不受季节变化和室外温度的制约。这使得氢燃料电池车在北方市场等寒冷地区具有潜力。此外,氢燃料电池车不受高温地区的影响,可以在炎热的沙漠等环境中保持出色的表现。

宝马的iX5氢燃料电池车在寒冷的瑞典进行了极寒耐力测试,结果表明续航里程几乎不受影响。同样,宝马的氢燃料电池车在高温沙漠路况下也表现出色,显示其在不同气候条件下的适应性。


氢燃料电池车的技术创新使其成为纯电动车的有力补充。宝马的iX5氢燃料电池车采用高性能燃料电池与高功率动力电池的组合,可实现高功率输出,远超过一般燃油发动机。这使得宝马iX5在动力性能上不仅与传统汽油车相媲美,甚至超越了一些燃油车型。同时,它的续航里程可达504公里,且仅需3-4分钟时间即可加满燃料,为长途驾驶提供了便利。


四、宝马在氢能源领域的积累

宝马集团在氢能源领域拥有超过40年的经验,这是一个不可小觑的优势。其首批iX5氢燃料电池车在国内首次上路试驾,受到热烈反响。这一举措标志着宝马在氢能源领域的深厚积累。

宝马相信氢燃料电池车不是与纯电动车相互对立的选择,而是其有力的补充。氢能源和电池技术并不矛盾,它们可以共同存在,满足不同消费者的需求。最终的选择权将交由消费者,而宝马将继续积极发展氢燃料电池技术,为未来出行提供更多可能性。


氢燃料电池车作为未来出行领域的一个重要选择,具有广泛的能源来源、优越的适应性和技术创新。宝马在这一领域的积累和努力使其成为氢燃料电池车领域的重要参与者。尽管现阶段纯电动车是消费主流,但宝马认为氢燃料电池车并不矛盾,可以为纯电动车提供补充。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低,氢燃料电池车有望成为未来出行领域的一股新风潮。汽车行业的未来充满了不确定性,但宝马的前行展现了对于多元化选择的坚定信念。

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对于新能源汽车市场未来的发展趋势,不仅仅局限于纯电动汽车和各种形式的混合动力车型,同样还有氢燃料电池汽车,比如丰田Mirai,五菱星辰氢燃料电池版也即将推出,还有前不久刚刚上市的启辰大V氢境。

而在近日举办的第六届进博会上,宝马家族明星车型亮相,共五款新能源车型,包括宝马iX、宝马i7 M70L、宝马i4、宝马XM Label Red限量版以及宝马iX5氢燃料电池车,官方表示,燃料电池和纯电池驱动可完美互补。

众所周知,在一线豪华品牌中,宝马的i系列纯电车型的市场表现都很不错,而宝马对于氢燃料电池技术研究已经超20多年了,理论上讲,已经比较成熟了,接下来就是推广和一些辅助基建了,比如加氢站。

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MJ车谈

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宝马纯电动车型热销的原因肯定是多方面的,你当然可以归结于产品、价格、网络等等因素,而我个人认为这跟宝马很早就开始布局新能源有很大关系。我尤其记得当年i3和i8两款纯电动车亮相时是多么惊艳,在一众欧洲车企当中,宝马绝对是敢于第一个吃螃蟹的品牌。从这个角度来看,当下的热销似乎更像是市场对于这个新能源先行者的充分肯定。

早布局、早落地,深耕氢能动力系统40余年

 很多人有所不知的是,宝马作为新能源先行者,其实在氢能源动力系统方面也早有布局。因为从长远来看,宝马认为只有多元化的技术路线才能更好地满足不同地区、不同客户的需求。比如,在充电条件不理想的地区,氢能源就可以成为有力的补充。事实上,宝马早在40多年前就开始投入氢能源动力系统的研发,并已累积超过20年的氢燃料电池技术研发经验。此外,自2013年起,宝马开始与丰田联手共同开发氢燃料电池技术的驱动系统,本文笔者试驾的宝马iX5氢燃料电池车所需的燃料电池单体就是从丰田采购制造的。

汽车行驶在路上

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 在我的印象当中,2007年时的宝马氢能7系还曾经来上海车展亮过相。需要注意的是,当年的氢能7系跟现在的宝马iX5氢燃料电池车有着本质不同。前者的核心是氢动力内燃机,而后者的核心是氢燃料电池,宝马早已停止了氢动力内燃机项目,转而采用氢燃料电池技术。为什么?

穿着西装笔挺的男子与配字

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 宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人Juergen Guldner解释说:主要有两个原因。第一,氢动力内燃机效率比燃料电池低,同样容量的储氢罐,氢燃料电池车续航可达500公里,但氢动力内燃机车只有300公里;第二,未来肯定是电动出行的天下,宝马希望纯电汽车和氢燃料电池车未来可以采用通用的架构,从而易于量产。

补能4分钟能跑500公里,且不受季节和气温影响

作为宝马系统性推动氢动力技术发展的集大成者,宝马iX5氢燃料电池车在过去四年时间内,已经按照量产标准完成了所有必要开发步骤,并在今年年初开启全球范围内的路试,中国作为世界最大制氢国当然是其中重要的一站。笔者非常幸运,在金秋的北京延庆,作为第一波国内媒体亲身体验了一下这款传说中的氢燃料电池车。

图片包含 游戏机, 电路

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 首先,有必要普及一下宝马iX5氢燃料电池车的结构布局和工作原理。如图所示,它集成了氢燃料电池技术与第五代BMW eDrive电力驱动技术,前桥位置为燃料电池系统,供应燃料电池所需氢气的两个储氢罐一个纵置于乘员舱地台下方,另一个则横置于后排座椅下方,后桥位置安装有电机,电机上方再有一个动力电池。储氢罐采用轻质高强度的碳纤维增强型复合材料制成,内部压力高达700巴,总共可容纳近6千克氢气。通过氢气与氧气产生化学反应,燃料电池可以连续输出125千瓦的电能。电机上方的动力电池的电力来源有两种方式:一是燃料电池充电,二是制动时回收的能量。当车辆需要超车或急加速时,该电池还可注入额外动力。整个氢燃料电驱系统的总输出功率为295千瓦,6秒内即可完成百公里加速。

建筑旁的汽车

中度可信度描述已自动生成

 宝马官方称,加氢仅需3-4分钟的时间即可达成504公里的续航(WLTP工况),且跟加油一样不受季节和气温影响。跟油车所不同的是,车辆除了水蒸气外不排放任何废气,产生的多余热量还可以回收为乘员舱供暖。

集成度高,安静有劲儿,驾驶感受跟宝马电动车无异

 在正式上车之前,先简单聊几句这部车的观感。目前的测试车辆采用X5油车架构,因此外观和内饰都与X5油车并无二致。不过,车身内外加进了大量的蓝色点缀和拉花,依旧这让部宝马iX5氢燃料电池车极具辨识度。我们可以在机盖、中网内圈、两侧前唇、车内的挡把、安全带以及迎宾踏板等位置看到醒目的蓝色元素,充分彰显了其氢燃料驱动的独特身份。

汽车的方向盘

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 短暂体验之后,笔者主要有三点感受跟大家分享。第一、尽管内部结构与X5油车大相径庭,但主观感受上它的前后配重比例变化不大,操控起来依旧是熟悉的宝马味道,底盘扎实,起伏路面上贴服性很好,特别是过弯的时候,车身平衡性非常出色。第二、动力体感、加速声效、车厢宁静性等各个方面,都跟宝马的电动车保持了高度一致。相比很多新势力品牌,宝马电动车的动力输出调的比较线性,上手无需适应过程,这也是我个人很喜欢的一点。

人在路上的汽车

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第三、不得不说,目前这套氢燃料电池驱动系统的集成度已经很高。我过去也体验过其他品牌的氢燃料电池车,深知储氢罐侵占后排和后备箱空间的痛点。但是,宝马iX5氢燃料电池车在这方面表现还是相当不错的。当然,它肯定还有进步空间。Juergen Guldner称,宝马未来会进一步缩小储氢罐体积,小到可以放到电池舱内,这样同一个平台架构既适用于纯电汽车,亦可适用于氢燃料电池车。

成本和规模利好,氢燃料电池前景可期

 任何一项新技术诞生伊始成本都是比较高的,不过基于成本走势、基础设施以及全球主要国家对于氢能产业的布局三方面因素,宝马对于氢燃料电池的未来商业化前景充满信心。

图片包含 室内, 窗户, 桌子, 摩托车

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 Juergen Guldner认为氢燃料电池技术的成本未来会有比较大的下降空间,主要基于三个原因。第一,该技术本身所需的关键原材料比纯电动车电池少90%,其成本主要来自于制造环节。第二,燃料电池系统使用的零部件,比如传感器、空气压缩机、进气口、冷却系统等等,这些跟现在内燃机采用的零部件非常相似,规模化量产之后成本就会下降。第三,除了乘用车领域,燃料电池技术还可以应用于其他多个场景,包括卡车、货车、飞机等等,它们技术相似,零部件也相似,从而实现规模效应,让成本进一下降。

关于公众最关注的基础设施远景,Juergen Guldner解释道,同时建设加氢站和充电站这两种互补的基础设施,比建设一种基础设施更具成本优势。因为氢气的供应将会有助于降低负荷峰值,从而降低扩充电网的需求程度。

图形用户界面

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 根据国际氢能委员会今年3月份更新的数据,目前加氢站基础设施网络正在全球呈现扩张姿态,活跃站点总数已从2020年的500多个增至1000个。而中国作为最大的制氢国,加氢站超过300个,年制氢产量约3300万吨。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》已明确氢能是未来中国国家能源体系的重要组成部分,可见宝马此次在中国展示氢燃料电池车成果,也是看准了中国对氢燃料电池车的布局深度。

汽车行驶在路上

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 宝马集团目前正处在全面电气化转型的关键时期,今年总共会有11款纯电动车型投放中国市场。而在近日的第六届中国国际进口博览会上,已经连续6年参展的宝马集团更是首次携宝马iX5氢燃料电池车亮相此次盛会。

在进博会的宝马展台上,不仅有纯电动车、还有插电式混动车型,更有氢燃料电池车,充分体现了宝马倡导的开放技术路线。可以预见的是,未来的交通出行将会同时并存不同的驱动系统,而宝马的氢燃料电池车也将为豪华车市场提供零排放出行的另一种全新体验。

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钟叔驾道

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这样的态势,也反映了当下汽车行业对于氢燃料电池车的态度,唱衰者不屑一顾,看好者如沐春风。在宝马看来,氢燃料电池车未来一定会与纯电动车长期并存互补,也将会是宝马新能源汽车技术的又一看点。

以制造飞机引擎起家的宝马,它在燃油发动机领域的造诣我们无需质疑,全力以赴电动化的步伐也十分坚定。与此同时,宝马40余年的氢能源动力系统研发经验,也是不可小觑的。

前不久,宝马集团首批iX5氢燃料电池车在国内首次上路试驾,引发热烈反响。金秋蓝天白云之下,追风疾驰的BMW iX5 氢燃料电池车正是宝马在氢能源领域厚积薄发的一大体现。

氢能源,与纯电动并不矛盾

尽管现阶段纯电动车是消费主流,但汽车圈一直存在一个声音——氢能源才是真正的未来能源,现阶段的电动车只是过渡,事实真的如此吗?

宝马认为,氢能源和纯电动其实并不矛盾,纯电动车存在的局限,氢燃料电池车来弥补。将燃料电池视为纯电驱动的补充,而不是竞争对手。至于最终的选择权,还是交由消费者。


首先来看下氢燃料电池车的能源——氢气。氢气的来源比较广泛,主要有化石能源制氢、含氢物质制氢、化工副产物氢气回收、太阳能和风能制氢。因氢气与氧气化学反应后只产生水,氢能源被认为是一种“终极清洁能源”。

现阶段锂电池能量密度几乎达到了天花板,想要增加续航就要搭载更多的电池包。同时,整车质量也会随之增加。

“说到能量密度,氢燃料电池车跟现有纯电汽车是非常相似的,只不过把动力电池换成了储氢罐,同样的空间它的质量其实比纯电汽车动力系统更轻一些的。”BMW iX5氢燃料电池车测试经理 Dr. Timo Christ说道。

另外,纯电动车对于使用环境温度也有着更高的要求。比如在北方市场,纯电动车的销售情况一直不容乐观。去过哈尔滨的南方朋友必定深有体会,手机电池在户外突然不耐用了,相机等电子设备的电量也掉得特别快。纯电动车在低温地区同样存在这样的困扰,即使有电池预加热系统,那也是特别耗电的存在。


但氢燃料电池车不受季节变化和室外温度的影响,比如BMW iX5氢燃料电池车通过了在瑞典的极寒耐力测试,结果显示续航里程几乎不受影响。此外,在阿联酋45℃的高温沙漠路况,面对陡坡及巨大的温湿度变化,车辆的燃料电池驱动系统依然表现出色。


又比如在2022年的北京冬奥会上,近2000辆氢燃料电池车服务赛事。更让人意想不到的是,这一大批清洁、低碳的新能源汽车,其所加注的高纯度氢气,竟来自石化企业的工业废气。

当下,无论是电池技术抑或是氢燃料电池技术,其实都在快速发展中。而氢燃料电池车未来有继续优化的空间,这就是其存在的意义和潜力。

BMW iX5氢燃料电池车,颠覆消费认知

纯电动车现阶段为何还存在焦虑?皆因它没能做到像燃油车一般的补能效率。而BMW iX5氢燃料电池车的到来,就是要颠覆消费认知。

其采用了全球独有的,高性能燃料电池与高功率动力电池的组合。两个压力罐总共可容纳近6千克的氢气。通过氢气与氧气产生化学反应,为安装在后轴上的电动机提供高达125千瓦(170马力)的电能。


此外,位于电机上方的高功率电池不仅可以由燃料电池充电,还可使用制动能量回收系统产生的电力。当超车或加速时,电池会为车辆注入额外动力,总输出功率可达295千瓦(401马力)。


百公里加速仅需6s,在动力表现上,BMW iX5氢燃料电池动力系统远超3.0T燃油发动机,保证宝马始终如一的驾驶性能。

更值得一提的是,它可以像燃油车那样仅需花上3-4分钟时间便能加满燃料,续航即可达到504公里。既能实现纯电车型的零排放出行,又在使用感上与燃油车无异,长途驾驶仅需短暂停留便可充满燃料。

而对于氢燃料电池车的生产制造成本,作为百年传统豪华品牌的宝马,也自然有应对的办法。“我们现有的架构是通用的,可以实现燃油车、柴油车、插电混合动力车和纯电汽车的共线生产,适应不断变化的客户需求。”宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人 Dr. Juergen Guldner表示。

没错,氢燃料电池车通过架构平台共享,其实可以做到像油电共享一般。在他看来,任何一个新技术在一开始的时候成本都是比较高的,但是宝马认为氢燃料电池技术的成本未来会有比较大的下降:

其一,这项技术本身原材料使用量非常少,未来的成本主要来自于制造环节。第二,很多燃料电池系统里使用的零部件,是现在内燃机系统已经在使用的,规模化生产会降低价格。其三,燃料电池技术可以用于多个应用场景,不仅是乘用车,实现规模经济效应后,使得成本能够下降。

另外,消费者最关心的安全和空间层面问题,BMW iX5氢燃料电池车也是手到擒来。

“氢燃料电池车舱内空间跟任意一款量产的BMW车型是一样的,并没有遭受到任何的挤压,我们系统集成做得特别好。储氢罐我们考虑到很多安全因素,努力满足各个国家法规的需求。” Dr. Juergen Guldner承诺到。

可以看出,关于目前消费市场所担心的问题,BMW iX5氢燃料电池车都能一一解决,技术优势和核心亮点是对纯电动车很好的补充,对于国内消费者的培育以及对汽车市场都能起到引领意义。

非独角戏,静待风口齐飞扬

就现阶段而言,氢燃料电池车也面临着不少的挑战。氢的储运制约国内氢能发展,同时加氢站基础设施建设仍有很大空间。但宝马不是孤勇者,丰田、现代、上汽大通等车企也在积极布局,利好政策持续释放,相信使用环境、成本的优化,迟早会像纯电车一样便利、便宜。


政策层面,2022年《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》和《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》等政策的先后颁布。氢燃料电池车作为氢能在交通领域应用的主要场景,发展潜力正不断被挖掘,未来形势持续向好。

技术层面,氢燃料电池中的催化剂、扩散层、质子交换膜、膜电极、双极板等核心零部件,国产化进展也有出色表现。这对于外资车企未来氢燃料电池产品国产化打下了扎实的基础。

另外,中国石化已开展全国氢走廊示范建设规划,已建成加氢站数量超过350座,约占全球总数的40%,位居世界第一,为氢燃料电池车的发展提供了良好的环境土壤。

正如纯电动车市场的崛起并非一蹴而就,各大车企对于新能源车技术的研发和创新也是基于积淀多年的经验和试验。氢燃料电池车也不例外,更需要兵马未动,粮草先行,静待爆发的时机。

钟述

当下,纯电动车市场格局基本定型,锂电池技术和快充技术也存在一定的天花板。氢燃料电池车已是传统车企加快新能源转型的另一条快速通道,是纯电动以外很好的补充路线。

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