Το νέο σύστημα κυψελών καυσίμου της BMW: O ρόλος της χημικής αντίδρασης

Το BMW Group θα κατασκευάζει τώρα πολύ αποδοτικά συστήματα κυψελών καυσίμου εσωτερικά, στο κέντρο αριστείας του για το υδρογόνο. Αυτή η τεχνολογία είναι ένα από τα θεμελιώδη στοιχεία της BMW iX5 Hydrogen και παράγει υψηλή συνεχή ισχύ 125 kW/170 hp. Συνδυάζεται με έναν ηλεκτροκινητήρα που υιοθετεί την πέμπτη γενιά της τεχνολογίας BMW eDrive και μία μπαταρία υψηλής απόδοσης, ειδικά σχεδιασμένη γι’ αυτό το όχημα, ώστε να μπορεί το σύστημα μετάδοσης κίνησης να αποδίδει 275 kW/374 hp. Η ομάδα εξέλιξης ενσωμάτωσε το ισχυρό σύστημα μετάδοσης κίνησης – που αποτελείται από δύο δεξαμενές υδρογόνου, την κυψέλη καυσίμου και τον ηλεκτροκινητήρα – στην υπάρχουσα πλατφόρμα της BMW X5 για την περιορισμένη παραγωγή. Η BMW iX5 Hydrogen έχει ήδη αποδείξει με επιτυχία την άριστη καθημερινή της χρηστικότητα, ακόμα και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, κατά τη διάρκεια του τελευταίου γύρου χειμερινών δοκιμών στη Σουηδία στις αρχές της χρονιάς.

Τα εντυπωσιακά αποτελέσματα δοκιμών αυτής της νέας σειράς αυτοκινήτων μικρής κλίμακας παραγωγής έχουν τις ρίζες τους στην εκτενή εμπειρία του BMW Group στη χρήση του υδρογόνου ως τεχνολογίας κίνησης. Οι κινητήρες καύσης με υδρογόνο ήδη χρησιμοποιούνταν πριν από την άφιξη του συστήματος κυψελών καυσίμου. Θέματα απόδοσης ώθησαν το BMW Group να συνεχίσει τις εργασίες εξέλιξης στον τομέα αυτό από το 2015 με την BMW Σειρά 5 GT Hydrogen Cell που βασίζεται στην τεχνολογία κυψελών καυσίμου. Από τότε, η τεχνολογία κυψελών καυσίμου βελτιώνεται σταθερά, με την αξιοποίηση της τεράστιας τεχνογνωσίας της εταιρείας στον τομέα των συμβατικών τεχνολογιών κίνησης και την εφαρμογή των αυστηρών προτύπων συνολικής αποδοτικότητας που αναμένει από όλα τα οχήματά της.

 

Παραγωγή συστημάτων κυψελών καυσίμου στο Μόναχο.

Μία χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα στην κυψέλη καυσίμου ανάμεσα στο υδρογόνο από τις δεξαμενές και το οξυγόνο του αέρα. Η διατήρηση μιας σταθερής παροχής και των δύο στοιχείων στη μεμβράνη της κυψέλης καυσίμου είναι καίριας σημασίας για την απόδοση του συστήματος. Πλέον των τεχνολογικών ισοδύναμων χαρακτηριστικών που απαντώνται στους κινητήρες εσωτερικής καύσης, όπως οι μεγάλοι αεραγωγοί, τα φίλτρα αέρα, οι μονάδες ελέγχου και οι αισθητήρες, το BMW Group ανέπτυξε επίσης ειδικά εξαρτήματα υδρογόνου για το νέο σύστημα κυψελών καυσίμου. Αυτά περιλαμβάνουν για παράδειγμα το συμπιεστή υψηλής ταχύτητας με στρόβιλο και την αντλία ψυκτικού υγρού υψηλής τάσης.

Το BMW Group προμηθεύεται τις μεμονωμένες κυψέλες καυσίμου που απαιτούνται για την παραγωγή της BMW iX5 Hydrogen από την Toyota Motor Corporation. Οι δύο εταιρείες απολαμβάνουν μία καλή σχέση συνεργασίας που βασίζεται στην αμοιβαία εμπιστοσύνη εδώ και πολλά χρόνια και συνεργάζονται πάνω στα συστήματα κίνησης κυψελών καυσίμου από το 2013. Τα συστήματα κυψελών καυσίμου κατασκευάζονται σε δύο βασικά στάδια. Οι μεμονωμένες κυψέλες καυσίμου συναρμολογούνται πρώτα σε μία συστοιχία κυψελών. Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την τοποθέτηση όλων των υπολοίπων εξαρτημάτων για την παραγωγή ενός ολοκληρωμένου συστήματος κυψελών καυσίμου.

Η στοίβαξη των κυψελών καυσίμου είναι μία πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία. Αφού το κάθε εξάρτημα ελεγχθεί για τυχόν ζημιές, η στοίβα συμπιέζεται από μία μηχανή που ασκεί πίεση πέντε τόνων και τοποθετείται σε ένα περίβλημα. Το περίβλημα κατασκευάζεται στο χυτήριο ελαφρών μετάλλων στο εργοστάσιο του BMW Group Plant στο Landshut με τη χρήση μιας τεχνικής χύτευσης με άμμο. Για το σκοπό αυτό, τηγμένο αλουμίνιο χύνεται σε ένα καλούπι κατασκευασμένο από συμπιεσμένη άμμο αναμεμειγμένη με ρητίνη σε μια διαδικασία ειδικά σχεδιασμένη για αυτό το όχημα περιορισμένης παραγωγής. Η πλάκα συμπίεσης, που παρέχει υδρογόνο και οξυγόνο στη συστοιχία κυψελών καυσίμου, κατασκευάζεται από πλαστικά εξαρτήματα και χυτά από ελαφρύ κράμα, επίσης από το εργοστάσιο του Landshut. Η πλάκα συμπίεσης σχηματίζει μία αεροστεγή και υδατοστεγή σφράγιση γύρω από το περίβλημα.