Die BMW Group entwickelt seit 1979 Fahrzeuge mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor in Verbindung mit flüssiger Wasserstoffspeicherung. Durch die Kombination hoher Leistungsdichte des Verbrennungsmotors mit hohen Energiedichten der Flüssigwasserstoffspeicherung ist es möglich, in allen Fahrzeugklassen dynamische Fahrzeuge mit ausreichenden Reichweiten zu entwickeln. Der neue Hydrogen 7 wird das erste Serienfahrzeug mit einem H2-Verbrennungsmotor sein. Die Entwicklung erfolgte entsprechend den verbindlichen Vorgaben eines regulären Serienentwicklungsprozesses. Neben dem Wasserstoffantrieb stellte die Entwicklung des Tanksystems und dessen Integration ins Fahrzeug einen wesentlichen Entwicklungsschwerpunkt dar. Durch eine monovalente Ableitung des 12-Zylinder-Motors mit einer für den H2-Betrieb angepassten Hardware und einem auf Niedrigstemissionen optimierten Funktions- und Abgasnachbehandlungskonzept können die Emissionen auf ein praktisch vernachlässigbares Niveau reduziert werden. Für die Zukunft sind weitere erhebliche Weiterentwicklungspotenziale mit fortschrittlichen Gemischbildungsverfahren möglich. Dies wird durch Ergebnisse bestätigt, die auf Motorprüfständen mit thermodynamischen und optischen Einzylinder-Forschungsmotoren gewonnen und durch Simulationsrechnungen ergänzt wurden. Durch äußere Gemischbildung mit Aufladung oder innere Gemischbildung kann bei zukünftigen H2-Weiterentwicklungen das Leistungs- und Drehmomentniveau von Motoren mit konventionellen Kraftstoffen erreicht werden. Mit dem Wasserstoff-Verbrennungsmotor können daher alle Vorteile des Wasserstoffs wie CO2-Freiheit, Diversifikation der Energiequellen und Nachhaltigkeit bei Nutzung regenerativer Energiequellen ökonomisch umgesetzt werden. Gleichzeitig ermöglicht er die Umsetzung der BMW Zielsetzung nach effizienter Dynamik. Weitere große Entwicklungspotenziale für den H2-Verbrennungsmotor liegen in der Direkteinblasung mit Aufladung und in der kryogenen Einblasung. Mit einem anderen weiterentwickelten Brennverfahren mit Hochdruckdirekteinblasung und Aufladung wurden bereits Leistungsdichten von über 100 kW/l dargestellt.
Entwicklungspotenziale für wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren
2008
26 Seiten, 16 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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