宝马的电动化转型:纯电、氢电同步发展

文章最后更新时间:2023-10-27,由天天资讯负责审核发布,若内容或图片失效,请联系客服!

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能精研究院结合宝马集团氢能汽车技术研发和推广历史数据,对宝马布局氢燃料电池汽车路线的动因、技术进步和推广策略进行了梳理和总结,供行业参考。

01 宝马电动化转型:纯电动与氢电动同步发展

目前,宝马集团正在进行全系列汽车产品的电动化转型,并在纯电动道路上取得了长足进展。 纯电动汽车方面,宝马2022年共销售纯电动汽车约21.6万辆,占总交付量的9%,并计划到2025年将这一比例提升至30%以上,到2030年则提升至50%以上.%。 与此同时,宝马集团目前正在全力探索所有汽车细分市场的电气化潜力。 预计新宝马5系的全电动车型也将于2023年上市,MINI和劳斯莱斯也预计将在2030年推出全电动车型。

宝马集团也非常重视氢燃料电池汽车的研发。 宝马集团认为燃料电池技术和纯电动驱动技术是完美互补的。 在充电设施缺乏、高频次长途出行、气候寒冷地区等场景下,氢能比纯电驱动更能满足客户需求; 而且完全依赖单一的驱动技术,未来可能会导致新的依赖。 因此,宝马集团正在同步推进纯电动驱动技术和氢燃料电池技术的研发,以满足未来消费者可持续出行的多样化需求。 此次测试的宝马iX5氢燃料电池汽车是其系统推进氢动力技术发展的巅峰之作。

02 宝马氢动力系统研发:引入电堆技术,聚焦系统集成

宝马集团在氢能源动力系统研发方面积累了40多年的经验,在氢燃料电池技术路径上也有20多年的研发历史。 在开展氢燃料电池系统研发之前,宝马已经具备了氢内燃机系统研发和应用的相关基础,积累了氢能源系统和部件的设计经验。 近年来,宝马集团与丰田汽车合作,共同开发氢燃料电池系统,在宝马自己设计的系统中使用丰田的燃料电池电堆。

与丰田以氢燃料电池为核心的研发政策不同,宝马更注重系统集成和优化。 从宝马集团氢燃料电池技术及汽车项目负责人处了解到,宝马在燃料电池电堆和燃料电池系统层面都拥有专利技术,但宝马更注重保证高品质的驾驶体验整车的设计,所以会重点关注动力总成的系统设计和开发以及动力总成与整车的集成。 能精研究院认为,虽然燃料电池电堆技术对于宝马等整车企业很重要,但其核心技术壁垒仍在于整车系统的可靠性和消费者驾驶体验的提升。

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03 宝马的竞争优势:高性能燃料电池与高功率动力电池的结合

全球范围内,目前真正实现量产的在售氢燃料电池乘用车有丰田Mirai、本田和现代Nexo三款。 这三款燃料电池客车均采用以燃料电池电堆为主要核心部件的动力系统。 氢气和氧气在燃料电池堆内发生反应,化学反应产生的电能用于驱动驱动电机。

宝马10月份在北京测试的BMW iX5采用了与Mirai等类似的能源系统设计。 其中,系统组成和布局采用类似于Mirai的“I”形结构,自始至终由125千瓦燃料电池系统、两个70兆帕储氢罐、5千瓦时动力电池和电机组成。 能源策略方面,与Mirai、Nexo等基本相同,采用氢电混合模式,平坦路面行驶时由燃料电池提供动力,启动时采用大功率锂电池进行补充或爬坡时,以及下坡或减速时。 回收能量为锂电池供电。

宝马iX5和Mirai在动力系统参数和侧重点上有所不同。 宝马采用了第五代宝马电驱动技术,提升了车辆的动力输出性能。 一方面,提高动力电池和驱动电机的输出功率,提高启动响应速度等性能。 宝马iX5的动力电池功率达到170千瓦,与Mirai的19千瓦和Nexo的40千瓦有很大差距。 另一方面,增加动力电池容量,以应对崎岖不平、起伏不平的道路等复杂路况。

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宝马iX5在车身造型结构等细节方面也进行了多层次的优化和调整。 例如,在内部空间方面,为了解决储氢瓶过大、抬高车辆底座从而过度占用车内空间的问题,宝马减少了储氢瓶的数量,同时容纳了大型——储氢瓶容量位于中间控制装置。 下面,空间表现与现款宝马混合动力和纯电动车型尽可能保持一致。 据宝马工程师介绍,宝马iX5在内部空间方面或许能够升级到燃油动力X5的水平。

04 宝马推广策略:全球路测与宣传一体化

宝马iX5已经基本完成了量产所需的研发和测试步骤。 目前,BMW iX5已完成完整的模拟和碰撞测试、单个部件的实验室测试以及封闭场地的整车测试。 而且,正如国内厂商选择在黑龙江、西藏等地测试燃料电池汽车的低温运行性能一样,2022款宝马iX5也在瑞典北部和北极圈附近进行了近一年的低温运行测试,确认了燃料电池汽车在-20℃低温环境下的运行可靠性。

BMW iX5正在全球范围内进行道路测试和媒体宣传。 这些道路测试区域要么是全球加氢站最集中的地区之一,要么具有典型的极端路况:

2023年3月,BMW iX5在比利时安特卫普开始首次路试。 安特卫普建成了世界上第一个绿色加氢站。 从这里开始可能对零碳交通具有促进意义。

随后,宝马iX5开始寻找全球加氢站最集中的地区进行道路测试。 4月,进入韩国仁川路试; 7月,在日本福冈、北海道、仙台、神户启动路测; 10月,首次亮相中国北京。 其中,仁川是韩国三大加氢站布局城市“京畿-首尔-仁川”之一,北京是我国5大燃料电池汽车示范城市群之一。

宝马iX5还选择在驾驶条件较差的地区进行路测。 例如,9月份,宝马iX5在阿联酋完成了45℃高温沙漠路况以及温湿度突变条件下的车辆驱动系统可靠性测试。

05 总结

作为国际汽车制造商,宝马在燃料电池乘用车的研发和推广上也充分利用其全球供应链和销售优势。 在氢能源系统研发上,引进了世界领先的丰田电堆技术,迅速达到国际领先水平; 测试方面,已在瑞典北极圈和中东沙漠地区进行了道路测试; 在宣传推广方面,准确定位了全球加氢站最多、燃料电池推广潜力最大的地区。

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