Chống lại phe điện thuần túy đang thống trị thế giới, một tay chơi hạng nặng vừa tỏ rõ thái độ - BMW, hãng đang đặt cược vào năng lượng hydro ngoài điện thuần túy, và đã chế tạo một chiếc ô tô: Phiên bản pin nhiên liệu hydro iX5, có khả năng lưu trữ hydro 6kg, phạm vi danh định là 504km, "uống" thoát nước hydro và hoàn toàn không gây ô nhiễm.

Điều quan trọng nhất là quá trình hydro hóa nhanh như tiếp nhiên liệu. Toàn bộ quá trình chỉ mất khoảng 4 phút, nhanh hơn bất kỳ bộ tăng áp nào hiện nay.

Cuộc tranh luận giữa năng lượng hydro và năng lượng điện thuần túy đã diễn ra từ lâu, nhưng năng lượng điện thuần túy hiện đang có triển vọng hơn. Trước đây, những người tiên phong như Toyota và Hyundai đã không đi theo con đường năng lượng hydro một cách suôn sẻ.

Tuy nhiên, BMW khẳng định rằng năng lượng hydro là một con đường tất yếu khác cho tương lai của năng lượng mới. Kế hoạch đầu tư năng lượng mới trị giá 30 tỷ USD của tập đoàn bao gồm năng lượng hydro và cũng có kế hoạch sản xuất hàng loạt vào khoảng năm 2030.

Phiên bản pin nhiên liệu hydro của iX5 là bước đầu tiên, và vừa được thử nghiệm trên đường ở Trung Quốc lần đầu tiên.

Tài liệu tham khảo về ô tô thông minh là sản phẩm đầu tiên trải nghiệm sức mạnh, độ bền, sự thoải mái, tính thực dụng và các tính năng khác của nó.

Xe BMW chạy hydro, cảm giác lái thế nào?

Ô tô hydro thế hệ đầu tiên của BMW được phát triển dựa trên phương tiện nhiên liệu mới X5 và là phiên bản châu Âu của trục tiêu chuẩn X5.

Hệ thống truyền động dựa trên pin nhiên liệu hydro:

Hình ảnh này có ba công suất được đánh dấu trên đó, cụ thể là 125kW của hệ thống pin nhiên liệu, 295kW của động cơ và 170kW của pin nguồn.

Nhưng công suất đầu ra thực của hệ thống là 295kW của động cơ và khả năng tăng tốc 0-100 là dưới 6 giây.

Hai công suất còn lại là thông số riêng dành cho xe chạy pin nhiên liệu hydro. 125kW của hệ thống pin nhiên liệu đề cập đến tổng công suất do ống khói tạo ra; trong khi 170kW của pin đề cập đến công suất xả của nó.

Bạn cũng có thể xem tại đây: Đặc điểm hệ thống truyền động của xe chạy pin nhiên liệu hydro: pin nhiên liệu tương đương với "động cơ" của xe chạy nhiên liệu, và hydro tương đương với "xăng", không khác gì ô tô truyền thống. Chỉ là động cơ đốt trong trực tiếp tạo ra năng lượng cơ học, còn pin nhiên liệu tạo ra năng lượng điện.

Điều này cũng xác định rằng hình thức truyền động tốt nhất cho xe chạy pin nhiên liệu hydro là truyền động bằng động cơ trực tiếp mà không cần bất kỳ cấu trúc truyền động phức tạp nào.

Tuy nhiên, động cơ đốt trong có thể điều chỉnh tốc độ và công suất để phù hợp với các điều kiện làm việc khác nhau thông qua việc phun nhiên liệu, nạp khí, v.v., nhưng khi phản ứng bên trong của pin nhiên liệu bắt đầu, về cơ bản nó sẽ tạo ra một công suất không đổi.

Điều này yêu cầu một bộ pin hoạt động như một trạm chuyển tiếp năng lượng để công suất đầu ra tới động cơ truyền động luôn nằm trong phạm vi thích hợp. Và không giống như loại pin thuần điện hay plug-in hybrid, loại pin này có thể chọn loại pin điện có công suất nhỏ nhưng năng lượng sạc và xả cao, giúp giảm chi phí tổng thể.

Vì vậy, trải nghiệm lái xe chạy pin nhiên liệu hydro hoàn toàn giống với bất kỳ loại xe điện thuần túy nào trên thị trường hiện nay. Nó yên tĩnh, ổn định và mạnh mẽ:

Phiên bản pin nhiên liệu hydro của iX5 cũng có một số tính năng độc đáo.

Trước hết, nó không phải là kiến ​​trúc nền tảng năng lượng mới mà được phát triển trên cơ sở phương tiện sử dụng nhiên liệu - "dầu thành hydro".

Nhưng trùng hợp thay, không gian khung gầm của phiên bản nhiên liệu X5 để đặt hộp số và trục truyền động lại không bị lãng phí. Nó vừa với một bình chứa hydro, cộng với một bình ở dưới cùng của ghế sau. Tổng trọng lượng là 6kg và có thể chịu được áp suất lên tới 700Bar.

Với 6kg hydro, tuyên bố chính thức là nó có thể đạt được phạm vi 504Km. Mức tiêu thụ năng lượng đo được thực tế của chúng tôi là 1,8kg/100km, tức là 333 km. Tất nhiên, đây là kết quả của việc lái xe cường độ cao "hydro sàn" thường xuyên.

Giá hydro trong nước hiện tại sau khi trợ cấp là khoảng 30 nhân dân tệ/kg, nghĩa là phiên bản pin nhiên liệu hydro của iX5, chỉ có giá 36 nhân dân tệ cho mỗi 100 km. Không bao gồm trợ giá, giá một chiếc ô tô vào khoảng 70-80 nhân dân tệ/100 km và iX5 là mẫu SUV cỡ lớn có chiều dài cơ sở 2,9m.

Vì vậy, chỉ có chi phí tiêu hao năng lượng là có lợi thế lớn so với các loại xe sử dụng nhiên liệu cùng mức.

Ngoài ra, xe chạy bằng nhiên liệu hydro khác với xe điện thuần túy ở chỗ không gian phía trước của xe được dành riêng cho pin nhiên liệu khổng lồ nên không có cốp trước và cách bố trí bên trong mui xe phía trước về cơ bản giống như xe chạy bằng nhiên liệu truyền thống.

Mở cốp của nó ra có thể thấy một phần pin nguồn: TAG PH6

Điều thú vị nhất là cổng nạp nhiên liệu nguyên bản của X5 đã được biến đổi trực tiếp thành cổng tiếp nhiên liệu hydro. Van:

Chắc hẳn bạn đã nhận thấy rằng phiên bản pin nhiên liệu hydro của iX5 thực chất là mẫu xe được kiểm chứng công nghệ và là sản phẩm thế hệ đầu tiên của BMW. Nó không có ý định sản xuất hàng loạt và ra mắt. Thay vào đó, khoảng 100 phương tiện đã được chế tạo và thử nghiệm ở nhiều môi trường khác nhau trên khắp thế giới để thu thập dữ liệu.

Tất nhiên, nó cũng sẽ được trưng bày trên toàn thế giới, cho thế giới biết về quyết tâm và dự trữ kỹ thuật của BMW trong việc chuyển đổi năng lượng mới.

Một chiếc BMW được hydro hóa chạy như thế nào?

Tại sao xe chạy pin nhiên liệu hydro khó quảng bá có thể thấy từ nguyên lý của pin nhiên liệu.

Đây là hệ thống pin nhiên liệu của phiên bản pin nhiên liệu hydro của iX5:

Một số bộ phận quen thuộc và giống với các bộ phận của xe sử dụng nhiên liệu, chẳng hạn như bộ lọc không khí, làm mát, "bơm dầu", v.v., thực sự có thể được coi là một động cơ, và nhiên liệu là hydro. Phản ứng xảy ra trong

là phản ứng 2H2+O2=2H2O quen thuộc và giải phóng năng lượng.

Chỉ là quá trình phản ứng này không phải là quá trình đốt cháy mà trực tiếp chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện.

Ở điện cực âm của pin, chất xúc tác giải phóng các electron ở lớp ngoài của nguyên tử hydro và biến chúng thành các electron độc lập + ion hydro. Giữa điện cực dương và điện cực âm có một lớp màng rất đặc biệt. Chỉ có hai ion hydro kết hợp có thể đi qua cùng một lúc, trong khi các electron sẽ bị chặn bên ngoài màng.

Sau khi các electron tập trung ở điện cực âm, hãy sử dụng dây để kết nối điện cực dương và các electron sẽ chuyển động do điện áp làm việc điều khiển.

Chênh lệch điện áp giữa bên trái và bên phải của một lớp màng tương đối nhỏ, thường chỉ 0,5V-1,0V, nhưng khi xếp chồng lên nhau hàng trăm lớp, có thể liên tục đạt được điện áp cao cần thiết.

Đối với các ion hydro (proton) bị mất electron, chúng đi qua màng trao đổi proton (tức là chất điện phân rắn) và kết hợp lại với các nguyên tử oxy và electron ở điện cực dương để tạo thành nước. Miễn là điện cực dương tiếp tục cung cấp oxy và hơi nước sinh ra được loại bỏ kịp thời (nhiệt độ vận hành khoảng 90°), phản ứng có thể tiếp tục.

Vì vậy, thực tế có hai công nghệ cốt lõi của pin nhiên liệu hydro, một là màng trao đổi proton và hai là chất xúc tác. Trong số đó, ngành công nghiệp màng trao đổi proton tương đối trưởng thành. Xét về chi phí thành phần ngăn xếp pin nhiên liệu, màng trao đổi proton chiếm khoảng 15%.

Nó đắt tiền và có ngưỡng kỹ thuật cao, nó là chất xúc tác. Bởi vì trong các chất xúc tác pin nhiên liệu hydro truyền thống, kim loại quý bạch kim là cần thiết. Công thức thành phần của chất xúc tác

cũng là mục tiêu cạnh tranh cốt lõi và bảo vệ bằng sáng chế quan trọng của những người chơi mạnh mẽ. Giảm nhu cầu về kim loại quý và cải thiện hiệu quả chi phí của chất xúc tác đã trở thành vấn đề chính trong việc triển khai phương tiện chạy bằng hydro.

Vậy sức mạnh kỹ thuật của lò phản ứng pin nhiên liệu hydro của BMW là gì?

BMW rất trung thực về điều này và không né tránh điều đó: Các bộ phận pin nhiên liệu được cung cấp bởi Toyota, còn việc phát triển và sản xuất hệ thống pin nhiên liệu cũng như bản thân chiếc xe được thực hiện bởi Tập đoàn BMW.

Trên thực tế, Toyota, ông lớn của năng lượng hydro, đã nghiên cứu nó trong nhiều thập kỷ và đã nộp đơn xin hầu hết các bằng sáng chế có thể áp dụng cho lộ trình công nghệ pin nhiên liệu hydro. Trừ khi có một sự đổi mới lớn trong hệ thống vật liệu, thực sự không cần thiết phải phát minh lại bánh xe.

BMW cũng đã tham gia "Liên minh năng lượng hydro" do Toyota khởi xướng và sẽ hợp tác phát triển các phương tiện chạy bằng năng lượng hydro trong thời gian dài sắp tới.

Tại sao BMW lại “đặt cược” vào năng lượng hydro

Chi phí pin nhiên liệu cao là khó khăn đầu tiên trong việc quảng bá và phổ biến phương tiện chạy bằng hydro.

So sánh trực quan. Đối với các xe cùng kích thước và định vị, phiên bản pin nhiên liệu hydro có giá cao hơn khoảng 3 lần so với phiên bản nhiên liệu thuần túy và gấp 1,5-2 lần so với phiên bản thuần điện.

Lấy chiếc xe sử dụng pin nhiên liệu hydro Mirai được sản xuất hàng loạt của Toyota làm ví dụ. Kích thước của xe tương tự như Avalon (loại 200.000 nhân dân tệ), giá nhập khẩu khởi điểm là 750.000 nhân dân tệ.

Khó khăn thứ hai là dây chuyền công nghiệp sản xuất hydro, lưu trữ hydro và vận chuyển hydro vẫn chưa được hoàn thiện và cải tiến.

Nếu bạn thực sự mua một chiếc ô tô chạy bằng pin nhiên liệu hydro, nỗi lo về quãng đường có thể nghiêm trọng hơn nhiều so với nỗi lo của những người sở hữu ô tô điện thuần túy. Hiện tại, nước ta mới chỉ thành lập một số khu trình diễn dự án năng lượng hydro ở một số vòng thành phố, số lượng trạm tiếp nhiên liệu hydro cũng chỉ là số ít.

Đây đương nhiên không phải là vấn đề mà các hãng xe hơi có khả năng giải quyết. Thay vào đó, nó đòi hỏi sự can thiệp của chính phủ, lập kế hoạch và hỗ trợ chính sách hợp lý cũng như hướng dẫn từng bước về đầu tư công nghiệp.

Ví dụ, nguồn hydro, chủ yếu được sản xuất bằng cách điện phân nước . Nguồn điện để điện phân nước có liên quan trực tiếp đến logic cơ bản của sự phát triển công nghiệp.

Sản xuất hydro bằng nhiệt điện đốt than và khí tự nhiên? Điều này không những không làm giảm được lượng khí thải mà còn làm giảm tỷ lệ sử dụng năng lượng hóa thạch. Không có chính sách của quốc gia nào khuyến khích loại “hydro đen” như vậy.

Nguồn "hydro xanh" chỉ có thể là năng lượng tái tạo sạch, chẳng hạn như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân, thủy điện, v.v.

Bản thân Hydro không phải là một nguồn năng lượng mà là chất mang chu trình năng lượng. Sự phổ biến của các phương tiện chạy bằng năng lượng hydro kéo theo những thay đổi sâu sắc trong cơ cấu năng lượng xã hội.

Đây là lý do tại sao con đường điện thuần túy đang phát triển nhanh chóng, nhưng sự tiến bộ của con đường năng lượng hydro chỉ có thể mô tả bằng vài từ...

Toyota, “người khởi nguồn” năng lượng hydro, đã đầu tư hàng chục tỷ USD trong nhiều thập kỷ nhưng lợi nhuận vẫn còn rất xa. Nó cũng ảnh hưởng trực tiếp đến việc đầu tư và tiến độ các đường dây điện thuần túy.

BMW vẫn không ngần ngại, tại sao?

Các lý do được BMW đưa ra được chia thành cấp độ người dùng và cấp độ chuỗi ngành.

Về phía người dùng, xe chạy pin nhiên liệu hydro có thể đáp ứng nhu cầu của người dùng di chuyển đường dài hoặc sống ở vùng lạnh.

Đặc biệt ở những khu vực khan hiếm nguồn lithium và khó xây dựng cơ sở hạ tầng sạc, phương tiện chạy bằng hydro có lợi thế là trở nên phổ biến hơn.

Tất nhiên, điều kiện tiên quyết là chi phí của toàn bộ ngành năng lượng hydro giảm xuống bằng hoặc thậm chí thấp hơn chi phí lọc, lưu trữ và vận chuyển dầu mỏ. Đó cũng là một cách để thoát khỏi sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch và có giá trị thương mại và chính trị kép.

Chi phí có thể giảm được không? BMW nghĩ rằng nó có thể. Đây là điểm khác biệt cơ bản giữa con đường năng lượng hydro và con đường điện thuần túy: pin lithium phụ thuộc nhiều vào nguồn cung cấp nguyên liệu thô và hiệu ứng quy mô của chúng là không rõ ràng.

Nói cách khác, giá quặng lithium ở đâu? Quy mô càng lớn thì chi phí sẽ càng cao. Và họ dễ bị tổn thương trước nhiều trường hợp khẩn cấp khác nhau.

Tuy nhiên, con đường năng lượng hydro không dựa vào nguyên liệu thô "khai thác" mà dựa vào chuỗi cung ứng phụ tùng gần giống như mẫu ô tô truyền thống và chi phí sẽ được khấu hao nhanh chóng theo quy mô.

Do đó, BMW tin rằng chi phí ban đầu của việc thúc đẩy năng lượng hydro sẽ cao hơn chi phí của xe điện thuần túy, nhưng trong tương lai chắc chắn sẽ thấp hơn chi phí của xe điện thuần túy . Trong khoảng 10 năm tới, giá thành dự kiến ​​sẽ ngang bằng với xe điện thuần túy.

Về mối quan hệ giữa hai bên, BMW tin rằng mối quan hệ này phải bổ sung và song song với nhau, áp dụng cho các môi trường và quốc gia khác nhau, không nên có sự cạnh tranh sinh tử. Trên thực tế, BMW hiện đang hướng tới kỷ nguyên năng lượng mới với năng lượng điện và hydro thuần túy.

Phiên bản pin nhiên liệu hydro BMW hiện tại của iX5 không phải là mẫu xe được sản xuất hàng loạt mà là để kiểm chứng công nghệ. Sản phẩm thế hệ tiếp theo sẽ thiết kế một nền tảng mới dựa trên đặc điểm của hệ thống pin nhiên liệu hydro. Hệ thống truyền động sẽ nhỏ hơn, mạnh hơn và giá thành sẽ giảm. Phiên bản dẫn động 4 bánh cũng sẽ được ra mắt.

Trước đó, truyền thông nước ngoài Autocar đưa tin người phụ trách dự án năng lượng hydro của BMW dự kiến ​​sẽ đưa vào sản xuất hàng loạt vào khoảng năm 2030.

Đây cũng là bước ngoặt để BMW bước đầu đánh giá sự khởi đầu cho sự trưởng thành của ngành năng lượng hydro.

BMW đang đặt cược vào năng lượng hydro. Đó không phải là đầu tư vào hiện tại mà là đầu tư vào kinh doanh trong 10 năm tới hoặc thậm chí lâu hơn.

Rốt cuộc thì điện thuần túy đã trượt một vòng. Thay vì chạy theo sự cạnh tranh, tốt hơn hết bạn nên đặt cược vào tương lai và nắm bắt cơ hội.

Câu hỏi quan trọng là phán đoán và nhận thức của BMW có chính xác không? Lần đặt cược này có đúng không?