Abseits der Öffentlichkeit hat die BMW Group auch an einem Brennstoffzellenfahrzeug gearbeitet, bei dem die in Wasserstoff gespeicherte Energie mit Hilfe einer Brennstoffzelle in elektrische Energie zum Betrieb eines Elektromotors umgewandelt wird. Dieser Ansatz zur Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ist insgesamt deutlich weiter verbreitet als der von BMW im Hydrogen 7 verfolgte Ansatz der Verbrennung von Wasserstoff in einem relativ konventionellen Verbrennungsmotor.

Genau wie beim Hydrogen 7 gibt es auch beim Brennstoffzellen-Hybrid-Versuchsfahrzeug auf Basis der BMW 1er-Reihe keine lokalen Schadstoffemissionen. Wie bei allen anderen Konzepten mit alternativen Antrieben bleibt aber auch hier die Frage, wie der Wasserstoff gewonnen wird und somit kann man in aller Regel von einer Verlagerung der Emissionen sprechen, völlige Emissionsfreiheit lässt sich letztlich nur lokal am Fahrzeug erreichen.

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Neben der Brennstoffzelle und dem Elektromotor zur Nutzung der dort gewonnenen Energie verfügt der 1er über einen Vierzylinder-Verbrennungsmotor. Durch diese Kombination können alle Motoren jeweils dann genutzt werden, wenn sie ihren optimalen Wirkungsgrad nutzen können, womit die Effizienz erheblich gesteigert wird. Folglich kommt der Benzinmotor vor allem bei Überlandfahrten mit hohem Tempo zum Einsatz, die Brennstoffzelle arbeitet vordergründig im städtischen Bereich und bei niedrigeren Geschwindigkeiten.

Die mit der Brennstoffzelle erzeugte Energie wird kontinuierlich in sogenannte Supercaps gepeist, die die Leistungsspitzen für Ampelstarts und spontane Beschleunigungsvorgänge abdecken. Wie bei MINI E und BMW ActiveE funktioniert der Elektromotor in Schubphasen als Generator und trägt zum Aufladen der Supercaps bei, womit wieder Energie für die folgenden Beschleunigungsvorgänge zur Verfügung steht. Bereits mit der nächsten Ausbaustufe dieser Technik soll die Reichweite auf mehrere hundert Kilometer im Stadtverkehr erhöht werden.

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Das Antriebskonzept unterscheidet sich grundlegend von dem der normalen 1er-Reihe: Der 88 kW (120 PS) starke Verbrennungsmotor wirkt ausschließlich auf die Vorderräder und macht den 1er somit gewissermaßen zum Teilzeit-Fronttriebler. Da der Mitteltunnel nicht für die Kardanwelle und damit das Übertragen der Antriebskräfte an die Hinterachse gebraucht wird, konnte hier die Supercab-Batterie untergebracht werden. An der Stelle des Hinterachsgetriebes sitzt bei dem Projektfahrzeug der 82 kW (112 PS) starke Elektromotor, der von der im Motorraum untergebrachten Brennstoffzelle mit Energie versorgt wird und die Hinterräder antreibt. Der Benzintank wurde verkleinert, denn auch für den Wasserstoff wird natürlich ein Kraftstofftank benötigt.

Dank der intelligenten Anordnung aller Komponenten müssen im Innenraum keinerlei Kompromisse gegenüber dem serienmäßigen 1er Dreitürer in Kauf genommen werden. Selbst das Gewicht der Studie liegt nur geringfügig über dem eines vergleichbar starken Serien-1ers.

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Die eingesetzte Brennstoffzelle der vierten Generation kommt auf eine Lebensdauer von rund 5.000 Stunden unter automobilen Lastzyklen. Geht man von einer Durchschnittsgeschwindigkeit im Stadtverkehr von 30 km/h aus, ergibt sich eine Lebensdauer von 150.000 Kilometern, was zwar noch nicht perfekt, aber doch akzeptabel ist. Das gegenüber früheren Brennstoffzellen stark vereinfachte System kann fast bei Umgebungsdruck arbeiten und erzielt einen Systemwirkungsgrad von 58 Prozent. Selbst große Laständerungen von Leerlauf auf Volllast können innerhalb von nur 5 Millisekunden bedient werden.

Auch die Nutzbarkeit im Winter konnte erheblich verbessert werden und die neue Niedertemperatur PEM Brennstoffzelle kann selbst nach längeren Standzeiten bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt noch gestartet werden. Selbst unter extremen Schräglagen konnte bei mehreren hundert Froststarts keine Degradation festgestellt werden, die Zelle nimmt also offenbar keinen Schaden unter derartigen Extrembedingungen. Nach einer Anlaufzeit von circa 30 Sekunden ist die Brennstoffzelle in der Lage, das Fahrzeug mit Energie zu versorgen.

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  • Ewtalburg

    2.0L diesel Lebensdauer ist??? (zu vergelich)

  • Pingback: Tweets die Brennstoffzellen-Versuchsfahrzeug der BMW Group auf 1er-Basis erwähnt -- Topsy.com

  • Benny

    Da gibt es keine offiziellen Zahlen dazu, ist bei Serienfahrzeugen nicht üblich. Hängt wie immer von den Einsatzbedingungen ab. Eine seriöse Zahl lässt sich daher schlecht sagen, sorry, aber auf jeden Fall sollten deutlich mehr als 150 tkm gehen. Andererseits: Wenn man mit nem Durchschnitt von 50 km/h rechnet, kommt man mit 5000 Betriebsstunden auch deutlich weiter. Die Rechnung mit den 30 km/h oben ist also nur als Beispielrechnung zu verstehen, nicht als maximale Lebensdauer.

  • BMWfan

    Wasserstoff wie Benzin einspritzen (wie im 7er) ist einfach viel emotionaler als Brennstoffzelle oder Elektroantrieb

  • Simon

    wo ist mein Kommentag von gerade eben hingekommen?
    Hier passt etwas nicht, das sind 2 Fahrzeuge hier abgebildet. ;-)
    Einmal ein 120i BJ 03/2004 (silber, SWRA+Xenonlicht vorhanden), also quasi ein Vorserien E87. Dieser hat traditionelle Saugroreinspritzung, was eigentlich Ideal zum Verbrennen von Wasserstoff ist. Da forscht BMW ja schon sehr lange an diesem Konzept.
    Der zweite ist der Weiße , der später wieder abgebildet ist. Aber ich wette, der silberne hat nochmal ein anderes Antriebskonzept mit Heckantrieb. Da ist BMW ein Fehler mit den Bildern passiert.

  • Michi

    Warum wird der Verbrennungsmotor mit Benzin und nicht mit Wasserestoff betrieben? Wär doch dann die perfekte Kombination…
    H2-Verbrennungsmotor für außerorts und Brennstoffzelle – E-Motor für Stadtbetrieb…

    • Clemens

      Warum zwei Systeme? Wenn der Verbrenner auch mit Wasserstoff läuft, dann kann man auf die Brennstoffzelle verzichten. So eine Brennstoffzelle ist ja auch teuer, groß und schwer. Den E-Motor könnte man nur zum Rekuperieren und als Booster nutzen.

      • Michi

        Wenn man Wasserstoff an Bord hat, ist es nur konsequent, den Strom für die Bordelektronik aus einer Brennstoffzelle zu ziehen. Hat BMW (soweit ich weis) auch immer so gemacht… Eine Brennstoffzelle ist einiges leichter als eine Batterie…

  • XfrogX

    Naja Wasserstoff kann man bei den Scheichs in der wüsste gut produzieren mit erneuerbaren Energien. Weiß sowieso nicht warum die Scheichs nicht längst ein paar Milliarden genommen haben und damit Wasserstoff Fabriken errichtet und ein paar Auto Firmen unterstützt haben.

    Den nur so können sie uch nach dem öl weiter geld drucken, in europa und so ist das viel schwerer weil man halt bei weiten weniger platz und sonne hat.

    Auch ist mit dem wasserstoff autos der übegang leichter erst kann man sie so laufen lassen wie der 7er, und dann auf e motoren umrüsten. Man kann auch weiterhin innerhalb von ein paar minuten das auto voll machen und weiter fahren.

    Wassserstoff ist viel sinnvoller als batterien.

    • timbo

      Gegen “Wasserstoff tanken” spricht allerdings die Tankstellen-Infrastruktur die ja gegen null geht. Dann die blöde Eigenschaft das der Wasserstoff sich im Auto langsam erwärmt und nach 2-3 Wochen dein Tank leer ist, weil ständig dein Treibstoff durch Überdruckventile abgeblasen werden muss. (Da ist auf die kleinen Hinweisschilder in der Tiefgarage “Kein offenes Feuer” mal wirklich zu achten ;-) ) Tja, und wenn der Wasserstoff wirklich “grün” hergestellt wurde ist, muss wahrschnlich trotzdem sehr viel Energie in den Transport und die Lagerung gesteckt werden. Der will ja schliesslich bei -260° gehalten werden…

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