全球独一无二的氢动力系统浅聊宝马与氢的故事

　　早在2019年的法兰克福车展上，宝马官方就曾表示过计划在2022年实现基于X5的氢燃料电池车的小规模生产。2021慕尼展的宝马展台上，采用第五代eDrive电驱系统的iX5 Hydrogen车型全球首发，彼时，奔驰和奥迪两位德国选手已终止氢燃料电池乘用车的研发。

　　今年9月，宝马在慕尼黑氢能研究中心，开始了乘用车燃料电池系统的小规模量产，该燃料电池系统将搭载到iX5 Hydrogen车型上，同时按计划宝马将在今年年内生产约100辆iX5 Hydrogen车型。宝马iX5 Hydrogen是一款真正通过燃料电池将氢转化为电能的纯电动车，从而实现了二氧化碳零排放。

　　在找寻替代能源的路上，宝马一直看好氢燃料电池在乘用车上的发展，不过相比燃料电池，宝马与氢结缘的时间更早，并进行了多次尝试。1978年爆发第二次石油危机时，宝马在搭载了3.5升发动机的5系上放入了超绝缘低温储氢罐，打造出了可使用汽油和液氢双燃料的520h。在此之后，宝马等众多车企意识到了传统化石能源短期不可再生的弊端，“氢”成为了替代汽油、柴油，扮演燃料角色的种子选手，也在为内燃机“续命”。

　　完成氢燃料的首次尝试后,宝马在2000年带来了750hL，使用氢气时，其搭载的V12发动机最大功率为150kW，能在9.6秒内破百。距相关资料称，这款车当时已达到量产水平。

　　宝马依旧是拿自家的7系做文章，2005年宝马推出了可量产的氢燃料汽车Hydrogen 7。搭载的6.0升V12发动机，同样支持汽油与液氢两种燃料，借助车内容量170升的储氢罐，只用氢气的情况下能行驶201km。加上油箱内的73.8升汽油，总续航里程可达640km。

　　不难发现，仅以氢气为燃料的话，有几个无法回避的问题所在，一方面是汽油能量密度为34.6MJ/L而液氢仅为10.1MJ/L，两种燃料能量密度差距明显；而另一方面是传统内燃机效率基本在30%-40%，虽然目前部分插电式混动车型搭载的发动机，热效率已经突破了43%，但相比氢燃料电池（效率为40%-62%）仍捉襟见肘。

　　当然，氢燃料发动机并不等于烧氢气的汽油发动机，想让发动机“烧氢”，既要优化进气道设计，金属部件也要选用耐腐蚀的材料，尽量避免金属溶解过量氢后，在在外力作用下出现裂纹，也就是俗称的“氢脆”现象。

　　宝马早在2013年就开始与丰田汽车公司联手共同开发氢燃料电池技术的驱动系统，氢燃料发动机虽然在运行中没有碳元素参与，也不产生碳排放，但燃烧产物中仍有氮氧化物，相比副产物只有水的氢燃料电池，在环保方面不够极致。再考虑到传统内燃机效率上的局限性，以及额外的研发与材料采购成本，不少车企开始将目光从氢燃料发动机转移到氢燃料电池，宝马也在涉足氢燃料电池的过程中。

　　宝马在与丰田合作两年后，宝马拿出了5系GT燃料电池概念车，其燃料电池电堆技术来自丰田,而宝马则负责提供储氢罐等部件。这款概念车的储氫罐可容纳7.1kg燃料，续航里程可达500km，加满氢气用时不到5分钟。不过重载状态下，系统效率会从轻载时的65%下降到45%。

　　2016年宝马有生产了i8氢燃料电池试验车，不过在实验过程中发现跑车与氢燃料电池使用场景并非完美契合，续航长、补能快的技术特点更适合大型车，所以在多次实践后,宝马在2019年法兰克福车展上发布了li Hydrogen NEXT亮相，一眼便知其原型车是谁，同时官方也公布了2022年实现小规模生产的计划。从试水氢燃料动力到研发氢燃料电池，宝马在寻求零排放和替代能源的路上，与“氢”结下了不解之缘。伴随第五代eDrive电驱系统等技术落地，宝马量产氢燃料电池车的计划也走向了现实。

　　燃料电池系统无疑是整套动力的核心，其中的燃料电池单体来自丰田，而电堆外壳、 空压机等部件则由宝马生产与组装。

　　总的来说，宝马认为，氢燃料电池汽车是电力驱动系统的一个重要补充，宝马集团也在研发多种电力驱动技术，包括插电式混合动力系统、纯电力驱动系统，以及未来将要实现的氢燃料电池汽车。当然，是否成功具体要看2022年小批量生产之后的市场反应了。