當(dāng)前位置: 滿電-新能源汽車>左手純電右手氫,寶馬卷向新賽道
寶馬認(rèn)為,氫燃料電池車可以與電池驅(qū)動的純電動車互補(bǔ)
導(dǎo)語風(fēng)口總是留給有前瞻性的企業(yè)和管理者。
在純電車領(lǐng)域,寶馬已經(jīng)取得了優(yōu)異的成績。截至今年第三季度末,其全球范圍共售出38.5萬輛電動汽車,包括近25萬輛純電動汽車。
在不斷發(fā)力電動車市場的同時,寶馬也未停止對其它新能源技術(shù)路線的探索。
2021年,寶馬正式發(fā)布了基于X5車型開發(fā)的氫燃料電池概念車寶馬iX5 Hydrogen,僅時隔一年,該車便啟動了小規(guī)模量產(chǎn)。
寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)研發(fā)的董事韋博凡先生曾表示,氫氣是一種多功能能源,在寶馬朝著碳中和邁進(jìn)的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
今年3月,首批寶馬iX5 Hydrogen試點(diǎn)車隊(duì)在比利時安特衛(wèi)普開啟路試。按照規(guī)劃,寶馬將在今年內(nèi)完成歐洲、美國、日本、韓國、中國等主要國家和地區(qū)的車輛展示與試用。
4月,寶馬 iX5 Hydrogen完成國內(nèi)首秀;10月17日,該車迎來了國內(nèi)首次上路試駕,不僅展現(xiàn)了寶馬在該領(lǐng)域的發(fā)展成果,也再一次詮釋了“家在中國”的戰(zhàn)略方針。
寶馬氫燃料電池車的發(fā)展遠(yuǎn)比想象的早
自2015年聯(lián)合國氣候峰會上《巴黎協(xié)定》正式簽訂后,實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”便成為全球氣候治理方面的關(guān)鍵詞,汽車領(lǐng)域的新能源轉(zhuǎn)型也隨之進(jìn)入快車道。
氫燃料電池車作為新能源汽車的品類之一,可以理解為是一種帶有發(fā)電裝置的車,其通過電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng),將產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動車輛行駛。
相比傳統(tǒng)燃油車,氫燃料電池車僅排出水蒸氣,沒有碳排放,更環(huán)保;相比純電動車,其續(xù)航能力上限更高,補(bǔ)能時間更短,且不懼低溫,因此被業(yè)界認(rèn)為是未來汽車的發(fā)展方向之一。
在談到氫燃料電池車時,人們總會先想到日系車,但其實(shí)寶馬在該領(lǐng)域的發(fā)展歷史遠(yuǎn)比日系車早得多。
1973年,第一次石油危機(jī)爆發(fā)后,寶馬開始與德國航空航天協(xié)會展開合作,共同研究氫氣作為汽車燃料的可行性;1979年,第二次石油危機(jī)爆發(fā),寶馬于同年推出了第一輛氫動力汽車BMW520h;2000年,寶馬在柏林發(fā)布了世界上第一款達(dá)到量產(chǎn)水平的氫內(nèi)燃機(jī)動力汽車BMW750hL,搭載了可在氫燃料和汽油燃料間切換的十二缸混合模式發(fā)動機(jī)。
進(jìn)入二十一世紀(jì),寶馬在氫動力技術(shù)的發(fā)展明顯加快。2006年,寶馬推出了基于7系(底盤代號E65)打造的BMW Hydrogen 7,搭載一臺6.0L V12發(fā)動機(jī),依然采用汽油和氫燃料的混合模式;2015年,寶馬展示了配備燃料電池的 5系 Gran Turismo ,為大型氫氣罐提供了足夠的空間。
2018年,寶馬發(fā)布了搭載氫燃料電池動力的i8原型車;2019年,BMW i Hydrogen NEXT氫燃料電池概念車登陸法蘭克福車展,擁有當(dāng)時寶馬最接近量產(chǎn)的氫燃料電池技術(shù)。
在氫燃料電池車的探索與發(fā)展上,寶馬擁有深厚的技術(shù)積累。隨著寶馬 iX5 Hydrogen在各國開啟路試,其氫燃料電池車也將從研發(fā)逐步走向量產(chǎn)。
為何如此堅(jiān)定發(fā)展燃料電池車?
對于電動化發(fā)展,寶馬表示出了毫不妥協(xié)的態(tài)度。寶馬認(rèn)為,從基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的角度來看,在人口密度大或交通擁擠的地區(qū),提供足夠數(shù)量的充電站尤其具有挑戰(zhàn)性;而從長遠(yuǎn)角度來看,同步發(fā)展電力驅(qū)動系統(tǒng)和燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)是合理的。
基于目前純電動車和動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀,在住所不具備充電條件的情況下,用戶想要給純電動車補(bǔ)能,只能選擇公共充電樁。如果車輛電池的剩余電量低于20%,想要使用快充充電樁將電量充滿,大都需要1個小時甚至更長時間,而氫燃料電池車補(bǔ)能一次的時間僅3-4分鐘,大大縮短了補(bǔ)能時間,彌補(bǔ)了純電動車補(bǔ)能耗時長的短板。
對此,寶馬集團(tuán)氫燃料電池技術(shù)及汽車項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Juergen Guldner表示:“有的用戶希望實(shí)現(xiàn)零排放出行,但沒有時間或者設(shè)施去充電,這個時候氫燃料電池車就可以成為一個合理的解決方案?!?/p>
在網(wǎng)通社駕駛體驗(yàn)寶馬iX5 Hydrogen的過程中,最大的感受是該車擁有純電動車的動力性能以及噪音小等優(yōu)勢,同時可以像汽油車一樣高效補(bǔ)能。
對此,Juergen Guldner表示:“氫燃料電池車是集合兩種技術(shù)路徑的優(yōu)點(diǎn),一方面,使用了電驅(qū)系統(tǒng);另一方面,保留了原先燃油車的使用習(xí)慣,是兩者兼顧的。”
或許正是由于始終堅(jiān)持純電動車和氫燃料電池車“雙軌并行”,使寶馬在兩種技術(shù)路線上有更清晰的觀察和思考。
寶馬集團(tuán)董事長齊普策曾在2023世界新能源汽車大會上表示,應(yīng)對氣候變化需多路徑并進(jìn),力求多解;氫燃料電池車可以與電池驅(qū)動的純電動車互補(bǔ),不斷向可持續(xù)的個人出行轉(zhuǎn)型。他還透露,寶馬的新世代車型也有可能在未來兼容氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)。
除了兼具兩種技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn),寶馬堅(jiān)定發(fā)展燃料電池車還得益于其前瞻的戰(zhàn)略眼光。
目前,氫燃料電池車暫未在乘用車領(lǐng)域大規(guī)模推廣開,其原因之一便是成本因素。
眾所周知,純電動車價格難以大幅下降,其主要原因在于動力電池成本高昂,而這又源于其上游原材料成本始終偏高。
氫燃料電池系統(tǒng)與電力驅(qū)動系統(tǒng)最大的不同在于,其成本主要是零部件成本,而不是原材料成本,這就使燃料電池車的成本更容易降低。
“氫燃料電池車很多零部件跟燃油車完全通用,包括空氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、壓縮機(jī)等等,而且供應(yīng)商也非常熟悉這些系統(tǒng)?!盝uergen Guldner表示,“技術(shù)都是可以通用到像卡車、巴士、飛機(jī)、航空器這些應(yīng)用產(chǎn)品之下,這就意味著,投入量產(chǎn)后可以迅速實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì),進(jìn)一步降低成本?!?/p>
另外,基礎(chǔ)設(shè)施不完善是氫燃料電池車暫未在乘用車領(lǐng)域大規(guī)模推廣開的另一大原因。
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院在2023年7月共同發(fā)布的《中國加氫站建設(shè)與運(yùn)營行業(yè)發(fā)展白皮書(2023年)》統(tǒng)計(jì),截至2023年上半年,全球累計(jì)已經(jīng)建成加氫站達(dá)到1089座,其中中國累計(jì)建成加氫站為351座。同時,EVTank預(yù)計(jì),中國到2025年累計(jì)建成的加氫站數(shù)量有望突破1000座。
關(guān)于面向氫燃料電池車及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),寶馬 iX5 Hydrogen測試經(jīng)理Timo Christ表示:“加氫站的數(shù)量要看具體的國情和當(dāng)?shù)氐那闆r。實(shí)現(xiàn)氫燃料電池產(chǎn)品的落地,首先需要加強(qiáng)加氫站基礎(chǔ)設(shè)施的便利性,要么離居民區(qū)近,要么離工作地點(diǎn)近,或者在通勤途中有這樣的設(shè)施,可以讓用戶在日常生活場景中能夠近距離進(jìn)行補(bǔ)能?!?/p>
對于普及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的時間,他補(bǔ)充道:“我們預(yù)計(jì)在未來8到10年之內(nèi),大部分國家都能建立起比較便利的網(wǎng)絡(luò)。”
寶馬iX5 Hydrogen已無限接近量產(chǎn)
前文提到,寶馬在超過40年氫燃料電池車的發(fā)展歷程中,曾經(jīng)出現(xiàn)不少專門用于研究的試驗(yàn)車。寶馬iX5 Hydrogen則與它們不同,這是一款已經(jīng)在量產(chǎn)路上的車型。
寶馬iX5 Hydrogen獨(dú)特的驅(qū)動系統(tǒng)集成了氫燃料電池技術(shù)與第五代BMW eDrive電力驅(qū)動技術(shù),由兩個儲氫罐、一個燃料電池和電機(jī)組成,總輸出功率可達(dá)295千瓦(401馬力),其中,通過氫氣與氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),為安裝在后軸上的電動機(jī)輸出125千瓦(170馬力)的電能,6秒內(nèi)可完成百公里加速。
基于如此設(shè)計(jì),寶馬iX5 Hydrogen可以達(dá)到類似插電式混合動力系統(tǒng)并聯(lián)驅(qū)動的提速效果:在需要提速時,由燃料電池+動力電池協(xié)同工作,使車輛的總輸出功率達(dá)到295千瓦,讓車輛可以兼顧動力和能耗。
供應(yīng)燃料電池的氫氣被儲存在兩個由碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料制成的700巴壓力罐中,總共可容納近6千克氫氣,可為車輛提供超過500公里的最大續(xù)航里程。
為了保證產(chǎn)品量產(chǎn)后的可靠性和安全性,過去四年,寶馬iX5 Hydrogen按照量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)完成了所有必要開發(fā)步驟,包括完備的模擬及碰撞測試、單個組件的實(shí)驗(yàn)室測試以及封閉場地的整車測試等。
在北極圈的極寒環(huán)境下,寶馬iX5 Hydrogen的研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過對氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)、底盤技術(shù)和電子電氣系統(tǒng)的整體功能性測試和驗(yàn)證,確保車輛能夠在實(shí)現(xiàn)零排放的同時,也為用戶帶來非凡運(yùn)動性能與舒適駕乘體驗(yàn)。
在阿聯(lián)酋45℃的高溫沙漠路況下,面對陡坡及巨大的溫濕度變化,寶馬iX5 Hydrogen的燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)依然表現(xiàn)出色。
此外,由于氫氣具有易燃的化學(xué)特性,難免引起人們對于儲氣罐安全性的擔(dān)憂。對此,Juergen Guldner也進(jìn)行了介紹。他說:“儲氫罐認(rèn)證過程當(dāng)中有相關(guān)測試,甚至需要槍擊罐體,碳纖維材料確保最多有穿孔但是不會爆炸。測試也包括防火測試,我們對儲氫罐以及整車都做了防火測試,儲氫罐外面有防火涂層,同時還有釋放氫氣的釋放閥?!?/p>
除了安全,動力性能也是寶馬標(biāo)志性的基因之一。對于寶馬iX5 Hydrogen如何保持寶馬一貫的動力性能,Juergen Guldner也給出了答案:“動力總成系統(tǒng)包括三個獨(dú)立設(shè)計(jì)的部分:燃料電池系統(tǒng)、動力電池、儲氫罐。燃料電池系統(tǒng)性能決定了最高時速,如果要增加最高時速,只需要增加燃料電池的數(shù)量,讓它的功率變得更大,性能變得更高?!?/p>
同時,他進(jìn)一步介紹:“純電汽車當(dāng)中所有一切都是依賴于電池本身,如電池的大小、電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)等,不管是最高時速、加速還是續(xù)航里程都是由電池來決定的。但是在氫燃料電池車當(dāng)中三項(xiàng)是獨(dú)立設(shè)計(jì)的,可以分別優(yōu)化和提升?!?/p>
寫在最后
致力于在2050年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”,為達(dá)成這一目標(biāo),寶馬將多路徑并進(jìn)。在其清晰的電動化戰(zhàn)略指引下,氫燃料電池車將為寶馬豪華車細(xì)分市場提供可持續(xù)出行的全新選擇,進(jìn)一步豐富其新能源產(chǎn)品組合,實(shí)現(xiàn)向零排放出行的多元化轉(zhuǎn)型。
未來,隨著技術(shù)進(jìn)一步突破,以及基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步完善,新能源汽車的下一個風(fēng)口或?qū)⑹菤淙剂想姵剀?,到了那時,寶馬的iX5 Hydrogen以及后續(xù)更多氫燃料電池車型,將使寶馬繼續(xù)站在汽車領(lǐng)域的金字塔塔尖。