BMW Hydrogen 7 – prvé vodíkom poháňané luxusné vozidlo na svete – predstavili ho na medzinárodnom autosalóne v Los Angeles.
V tých dňoch sa všade hovorí o budúcnosti dopravy a o tom, čo bude poháňať vozidlá. V rámci diskusií mali najväčší ohlas palivové články a vodík.
BMW Hydrogen 7 dokazuje, že aj s existujúcimi technológiami a riadením motorov je možné poháňať vozidlo s komerčnými motorom vodíkom. BMW používa svoje 12-valcové vozidlo série 7 ako základ pre nový vodíkový automobil.
Pri tomto projekte hrala spoločnosť SWEP aktívnu úlohu pri navrhovaní budúcnosti automobilovej dopravy. Jej BPHE B5 je integrálnou súčasťou riadenia nového motora.
Kvapalný vodík
Hlavným problémom vodíkového riešenia značky BMW bolo uskladnenie a preprava vodíka, pretože jeho špecifická kapacita je nižšia než kapacita existujúceho benzínu.
Björn Felgenhauer, vedúci manažmentu aplikácií a technológií v spoločnosti SWEP v Nemecku hovorí, že v súčasti existujú dva rozličné prístupy: vysoko stlačený plyn (700 barov) alebo kvapalný vodík. BMW sa rozhodlo pre kvapalný vodík (-253 °C), ktorý sa nachádza vo vákuom izolovanej nádrži. Na jeho využitie ho treba odpariť a zohriať na teplotu nad bodom mrazu, čím sa predíde znefunkčneniu ventilov a snímačov.
„Na dosiahnutie tohto cieľa hrá v riadení motora významnú úlohu náš tepelný výmenník a je kľúčovým faktorom úspechu projektu,“ dodáva Felgenhauer.
„Nároky na bezpečnosť sú veľmi vysoké. Keďže vodíkové autá sú v automobilovom priemysle novinka, potrebovali sme mnoho nových certifikátov, napríklad schválenie fungovania materiálu pri veľmi nízkej teplote -253 °C. Okrem toho sme museli aj preveriť, či sú naše materiály vhodné pre vodík.“
BMW sa napokon rozhodlo použiť model B5 od spoločnosti SWEP. Pre automobilový priemysel ho schválili aj v databáze IMDS (medzinárodný materiálový datasystém), takže jednotky BPHE môžu používať výrobcovia automobilov na celom svete.
„Špecifické požiadavky automobilového priemyslu na každý komponent si od spoločnosti BMW žiadali hľadať partnerov s osvedčenými znalosťami,“ vysvetľuje Felgenhauer. „Partner spoločnosti BMW musí byť zároveň schopný vyrábať špičkové produkty v priemyselnom rozsahu požadovanom pre automobilové sériové normy. Keďže tepelný výmenník je spojivo medzi vodným systémom a vodíkom, musí byť 100 % spoľahlivý.“
Problémy s teplotou
Hlavnou výzvou tohto projektu bolo vyriešiť prístup k teplote. Teplotný rozdiel medzi ohrevným cyklom a stranou s vodíkom vytvára enormný tlak a pnutie v doskách.
„Okrem teplotného tlaku bránili doskovému tepelnému výmenníku vydržať na ceste aj vibrácie. Po intenzívnych simuláciách dynamiky kvapalín a štúdiách FEM (metóda obmedzených prvkov) zameraných na náš doskový tepelný výmenník sme našli riešenie,“ pokračuje Felgenhauer. „Stačili drobné úpravy rozloženia a výstupu a extrémne teplotné rozdiely sa podarilo zvládnuť, preto môže nové vozidlo BWM využívať tepelný výmenník značky SWEP.“
BMW Hydrogen 7
BMW Hydrogen 7 sa vyrába ako limitovaná séria a na začiatok ho budú riadiť vybraní používatelia. Hydrogen 7 vychádza z modelu BMW Series 7 a je vybavený vnútorným spaľovacím motorom schopným bežať na kyslík alebo benzín. Prostredníctvom BMW Hydrogen 7 vytvára spoločnosť BMW Group míľnik v udržateľnej doprave. Podľa BMW zohrá toto vozidlo priekopnícku úlohu na ceste k vodíkovým technológiám.
Vodíková technológia dramaticky znižuje emisie produkované osobnou dopravou a predovšetkým tvorí menej CO2. Pri behu vo vodíkovom režime BMW Hydrogen 7 v podstate vypúšťa len vodnú paru.
BMW Hydrogen 7 disponuje luxusom a vybavením nevodíkových vozidiel BMW 7 Series a poháňa ho 191 kW dvanásťvalcový motor, ktorý zrýchli z 0 na 100 km/hod za 9,5 sekundy. Najvyššia rýchlosť je elektronicky obmedzená na 230 km/hod.
Riešenie B5 od spoločnosti SWEP pre BMW
Spoločnosť SWEP začala s riešením back-to-back, kde sa kvapalný vodík odparuje v prvom kroku a prehreje sa na sústave druhej dosky. Potrebné teplo sa rekuperuje z chladiaceho okruhu motora.
„Riešením problému bolo oddelenie odparníka a prehriateho vodíka, pretože nárast objemu po prechode z kvapalného do plynného stavu pri bežnom doskovom tepelný výmenníku znemožňoval dosiahnuť požadovanú kapacitu pri zohľadnení priestorových a hmotnostných obmedzení v automobile,“ vysvetľuje Björn Felgenhauer, obchodný vedúci technické oddelenia firmy SWEP. „Použitím konceptu back-to-back sa nám na pohon 200 kW motora podarilo splniť požiadavky už s 26 doskami (1,9 kg).“
Medzinárodný materiálový datasystém
IMDS je materiálový datasystém pre automobilový priemysel Je výsledkom spolupráce medzi firmami Audi, BMW, DaimlerChrysler, Ford, Opel, Porsche, VW a Volvo. Ku komunite sa pridali aj ďalší výrobcovia a s inými sa rokuje o ich zaradení do IMDS. V IMDS sa archivujú a uchovávajú všetky materiály použité pri výrobe vozidiel. Vďaka tomu sa dajú plniť nároky kladené na výrobcov automobilov a ich dodávateľov podľa štátnych a medzinárodných noriem, zákonov a nariadení.