In diesem Jahr startet die Wasserstoff-Pilotserie des BMW iX5 Hydrogen, und internationale Medienvertreter haben die Chance, die ersten Fahrzeuge zu testen. Nach intensiver Entwicklungsarbeit über einen Zeitraum von vier Jahren steht das Fahrzeug- und Entwicklungsprojekt nun vor einer entscheidenden Phase.
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Ausgewählte Testgruppen, die nicht an der Entwicklung beteiligt waren, erhalten die Möglichkeit, den BMW iX5 Hydrogen fahraktiv zu erleben
BMW iX5 Wasserstoff: Präsentation und praktische Fahreindrücke. (Foto: BMW Group)
Nach Abschluss der Entwicklung wird die Flotte, die aus weniger als hundert Fahrzeugen besteht, international für Demonstrations- und Erprobungszwecke für verschiedene Zielgruppen genutzt. Ausgewählte Testgruppen, die nicht an der Entwicklung beteiligt waren, haben erstmals die Möglichkeit, den BMW iX5 Hydrogen aktiv zu fahren und sich einen direkten Eindruck von seinen Eigenschaften zu machen.
Oliver Zipse, der Vorstandsvorsitzende der BMW AG, betont, dass Wasserstoff eine Schlüsselrolle bei der Energiewende und dem Klimaschutz spielen wird. Er hebt hervor, dass Wasserstoff eine äußerst effiziente Möglichkeit bietet, erneuerbare Energien zu speichern und zu transportieren, was für die Realisierung einer klimaneutralen Mobilität von großer Bedeutung ist.
Neuer BMW iX5 Hydrogen wird auf der IAA Mobility 2021 vorgestellt
Im Jahr 2019 wurde der BMW iX5 Hydrogen, der auf dem aktuellen BMW X5 basiert, erstmals als Konzeptfahrzeug auf der IAA präsentiert. Zwei Jahre später, auf der IAA Mobility 2021, wurden erste fahrbereite Prototypen des Fahrzeugs als Shuttlefahrzeuge für Fahrgäste vorgestellt.
Mit ihrem Wasserstoff-Brennstoffzellen-System unterstreicht die BMW Group ihre Spitzenposition bei der Entwicklung von elektrischen Antriebstechnologien und treibt konsequent die Erforschung der Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie voran, um eine nachhaltige individuelle Mobilität ohne Emissionen zu ermöglichen.
Wasserstoff: BMW setzt auf Technologiekompetenz
In München betreibt die BMW Group ihr eigenes Kompetenzzentrum für Wasserstoff, wo sie die Brennstoffzellensysteme für ihre Pilotflotte herstellt. Diese Technologie, die im BMW iX5 Hydrogen verwendet wird, weist eine hohe Effizienz auf und erzeugt kontinuierlich eine Leistung von 125 kW/170 PS.
In der Brennstoffzelle erfolgt die chemische Reaktion zwischen dem gasförmigen Wasserstoff, der aus den Tanks stammt, und dem Sauerstoff aus der umgebenden Luft. Um eine effiziente Leistung des Antriebs zu gewährleisten, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Membran in der Brennstoffzelle kontinuierlich mit beiden Medien versorgt wird. Zusätzlich zu technologischen Ähnlichkeiten zum Verbrennungsmotor, wie beispielsweise Ladeluftkühler, Luftfilter, Steuergeräte und Sensorik, hat die BMW Group spezielle Wasserstoff-Komponenten für das neue Brennstoffzellensystem entwickelt. Dazu zählen beispielsweise ein Hochleistungs-Kompressor mit Turbine sowie eine Hochvolt-Kühlmittelpumpe.
Die BMW Group hat eine langjährige und vertrauensvolle Beziehung zur Toyota Motor Corporation, von der sie ihre einzelnen Brennstoffzellen bezieht. Seit 2013 arbeiten die beiden Unternehmen gemeinsam an der Weiterentwicklung von Brennstoffzellenantrieben.
Für die Herstellung der Brennstoffzellensysteme werden die einzelnen Zellen in zwei aufeinanderfolgenden Schritten verwendet. Zuerst werden die Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellen-Stack gestapelt. Danach erfolgt die Zusammenfügung aller weiteren Komponenten, um ein vollständiges Brennstoffzellensystem zu schaffen.
In der Brennstoffzellenherstellung wird das sogenannte „Stacking“ angewendet, bei dem die einzelnen Brennstoffzellen automatisch gestapelt werden. Vor diesem Vorgang werden die Komponenten einer genauen Inspektion auf eventuelle Beschädigungen unterzogen. Nachdem dieser Schritt abgeschlossen ist, erfolgt das maschinelle Verpressen des Stacks mit einer beeindruckenden Kraft von fünf Tonnen. Zudem wird dem Stack ein Gehäuse beigefügt, das mittels des Sandguss-Verfahrens in der Leichtmetallgießerei des BMW Group Werks Landshut hergestellt wird.
In einem eigens entwickelten Prozess wird flüssiges Aluminium in eine Form gegossen, die aus verdichtetem Sand besteht und speziell für die Kleinserie hergestellt wurde. Zusätzlich besteht die Mediendruckplatte, die dem Brennstoffzellenstapel Wasserstoff und Sauerstoff zuführt, aus Kunststoff- und Leichtmetallgussteilen, die im Landshuter Werk gefertigt werden. Diese Mediendruckplatte gewährleistet eine zuverlässige Abdichtung des Stack-Gehäuses gegen Gas und Wasser.
Nachdem der Brennstoffzellen-Stack einer Endmontage unterzogen wurde, erfolgen umfangreiche Tests zur Überprüfung der chemischen Reaktion innerhalb der Zellen. Zusätzlich zum Spannungstest werden alle Komponenten im Montagebereich zu einem Gesamtsystem zusammengefügt. Die Systemmontage umfasst außerdem die Montage weiterer Komponenten wie des Kompressors, der Anode und Kathode des Brennstoffzellen-Systems, der Hochvolt-Kühlmittelpumpe und des Kabelbaums.
Dieses Fahrzeug ist mit einer hochentwickelten Antriebseinheit der fünften Generation der BMW eDrive Technologie ausgestattet. Diese Antriebseinheit umfasst eine E-Maschine, ein Getriebe und eine Leistungselektronik, die alle in einem kompakten Gehäuse auf der Hinterachse integriert sind. Die Leistung wird durch eine speziell für dieses Fahrzeug entwickelte Lithium-Ionen-Leistungsbatterie unterstützt. Die kombinierte Leistung dieser Komponenten ermöglicht es dem Fahrzeug, eine beeindruckende Leistung von 295 kW bzw. 401 PS auf die Straße zu bringen. Darüber hinaus wird die E-Maschine während Schub- und Bremsphasen als Generator genutzt, um überschüssige Energie in die Leistungsbatterie zurückzuspeisen.
Im Pilotwerk München erfolgt die Produktion
Im Münchner FIZ, genauer gesagt im Pilotwerk, wird die Fertigung des BMW iX5 Hydrogen durchgeführt. Dieses spezielle Werk fungiert als Schnittstelle zwischen der Entwicklungsphase und der eigentlichen Produktion. Es ist der Ort, an dem jedes neue Modell der BMW Group zum ersten Mal hergestellt wird. Rund 900 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten dort in verschiedenen Abteilungen wie Karosseriebau, Montage, Modelltechnik, Konzeptfahrzeugbau und Additive Manufacturing.
Eine reibungslose Serienfertigung des BMW iX5 Hydrogen erfordert eine gründliche Entwicklung des Produkts und des Herstellungsprozesses. In enger Zusammenarbeit arbeiten Experten der Wasserstofftechnologie, Fahrzeugentwicklung und Erstaufbau neuer Modelle daran, die bahnbrechende Antriebs- und Energiespeichertechnologie in das Fahrzeug zu implementieren.
Wasserstoff lässt sich rasch auffüllen
Um den BMW iX5 Hydrogen mit Brennstoff zu versorgen, wird gasförmiger Wasserstoff benötigt, der in zwei 700-bar-Tanks aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) gespeichert wird. Diese Tanks haben eine Gesamtkapazität von sechs Kilogramm Wasserstoff, was dem Fahrzeug eine Reichweite von 504 km im WLTP Zyklus ermöglicht. Aufgrund der kurzen Betankungszeit von nur drei bis vier Minuten kann der BMW iX5 Hydrogen auch auf langen Strecken ohne größere Verzögerungen fahren und bietet somit ein Fahrerlebnis, das typisch für BMW ist.
Mit dem BMW iX5 Hydrogen erhalten Sie ein Fahrzeug mit fortschrittlicher Wasserstofftechnologie, das sowohl in puncto Reichweite als auch Verbrauchswerte überzeugt.
- Spitzenleistung von 295 kW/401 PS: Das Gesamtantriebssystem überzeugt mit hoher Performance.
- Das Brennstoffzellensystem liefert eine konstante elektrische Leistung von 125 kW/170 PS.
- Eine Leistung von 170 kW/231 PS wird durch die Li-Ionen-Batterie erreicht.
- Mit einer Leistung von 295 kW bzw. 401 PS ist die hochintegrierte E-Antriebseinheit äußerst leistungsstark.
- Es können bis zu 6 kg Wasserstoff im Tank aufbewahrt werden.
- Über 180 km/h: Höchstgeschwindigkeit und Beschleunigung 0-100 km/h in unter 6 Sekunden.
- Wasserstoffverbrauch nach WLTP: Nur 1,19 kg auf 100 km
- Die WLTP-Messung bestätigt eine Reichweite von 504 km (313 Meilen) für die neuesten Modelle.
- FCEV-Technologie: Eine sachliche Lösung zur Dekarbonisierung.
Als erster deutscher Automobilhersteller hat sich die BMW Group der „Business Ambition for 1.5°C der Science Based Targets Initiative“ angeschlossen und sich dazu bekannt, eine umfassende Klimaneutralität entlang ihres gesamten Wertschöpfungsprozesses anzustreben.
Bis 2030 strebt die BMW Group eine beträchtliche Reduzierung der CO2-Emissionen pro Fahrzeug an. Im Vergleich zum Jahr 2019 sollen die Emissionen um mindestens 40 Prozent gesenkt werden. Dies erfordert umfassende Maßnahmen entlang des gesamten Lebenszyklus, um den ökologischen Fußabdruck der Fahrzeuge zu minimieren.
Im Jahr 2022 erzielte die BMW Group einen weltweiten Absatz von mehr als 215.000 vollelektrischen Fahrzeugen, was einem Wachstum von fast 108 Prozent gegenüber dem Vorjahr entspricht. Vollelektrische Fahrzeuge machten dabei fast neun Prozent des gesamten Absatzvolumens aus. Das Unternehmen hat das Ziel, diesen Anteil bis 2023 auf 15 Prozent zu steigern.
Die BMW Group hat das Ziel, bis spätestens 2030 über 50 Prozent ihres Absatzvolumens mit vollelektrischen Fahrzeugen zu erreichen. Darüber hinaus betrachtet das Unternehmen die FCEV Technologie als eine vielversprechende Option, um die batterieelektrische Antriebstechnologie zu ergänzen.
Die weltweiten Bemühungen zur Förderung von CO2-freier Mobilität mit Wasserstoff
Der Bericht der IEA hebt hervor, dass Wasserstoff eine vielversprechende Option für die zukünftige Energieversorgung darstellt. Dank seiner Speicher- und Transportfähigkeit kann Wasserstoff flexibel in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, um die Energiewende voranzutreiben.
Viele fortschrittliche Volkswirtschaften haben Wasserstoffstrategien entwickelt und diese mit Roadmaps und konkreten Projekten untermauert. Im Bereich des Transports könnte Wasserstoff neben batterieelektrischer Mobilität eine weitere zukunftsweisende Option sein, um eine nachhaltige individuelle Mobilität auf lange Sicht zu ermöglichen.
Um Wasserstoff als nachhaltige Energiequelle zu nutzen, ist es entscheidend, dass genügend Grünstrom für die Erzeugung verfügbar ist. Darüber hinaus ist der Ausbau der Tankstelleninfrastruktur von großer Bedeutung, und viele Länder arbeiten bereits intensiv daran.
Eine der zentralen Maßnahmen der BMW Group besteht darin, Innovationen in Deutschland und Europa zu fördern und gleichzeitig die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft zu unterstützen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der verstärkten Erzeugung von grünem Wasserstoff, und hierbei spielt die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen in den IPCEI-Projekten eine wichtige Rolle.
Die europäische Union finanziert in Zusammenarbeit mit dem Bundeswirtschafts- und Bundesverkehrsministerium in Deutschland eine Initiative, die sich mit der gesamten Wertschöpfungskette von Wasserstoff beschäftigt. Diese Initiative umfasst Projekte, die sich mit der Herstellung von Wasserstoff befassen, den Transport des Gases und dessen Verwendung in verschiedenen industriellen Anwendungen.
Unter bestimmten Voraussetzungen hat die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie das Potenzial, zu einer zusätzlichen Säule im Antriebsportfolio der BMW Group für umweltfreundliche Mobilität ohne CO2-Emissionen zu werden.
