體驗(yàn)未來科技

這是在科幻小說里才出現(xiàn)的神奇氫罐：

冰塊儲(chǔ)存在里面，完全融化需要13年；

換成沸騰的熱咖啡達(dá)到能飲用的溫度也要80天。

現(xiàn)在，它卻出現(xiàn)在寶馬氫能7系上。

氫，代號(hào)“H”，世界上結(jié)構(gòu)最簡單原子。兩兩結(jié)合后形成常溫下最輕的氣體——?dú)錃狻Ｔ诹阆?53℃時(shí)液化，體積縮小到原來的1／1000。

要在常溫儲(chǔ)存液態(tài)氫，利用傳統(tǒng)工藝需要厚迭17m的聚苯乙烯護(hù)套。那么寶馬氫能7系是如何儲(chǔ)存那8kg液氫的?

儲(chǔ)存·“超小”型的氫罐

寶馬氫能7系當(dāng)然不能用17m厚的聚苯乙烯。實(shí)際上，它只是在后備廂里裝了一個(gè)家用煤氣罐大小的氫罐。這個(gè)氫罐采用雙層壁式結(jié)構(gòu)，內(nèi)外箱使用了2mm厚的不銹鋼板以及30mm厚的真空隔熱層。配合內(nèi)箱上包裹的40層鋁合金箔，僅34mm厚的氫灌壁便輕松替代了厚達(dá)17m的聚苯乙烯。要知道，兩者的厚度比例達(dá)1：500！

盡管氫罐高效的隔熱作用可在3～5個(gè)大氣壓下，令液氫長時(shí)間保持在零下250℃左右的恒定溫度，但仍難以避免熱量的入侵。為此，寶馬氫能7系還裝備了一套蒸發(fā)管理系統(tǒng)，以限制氫罐內(nèi)部的壓力，并凈化已蒸發(fā)的氫氣。后面我們會(huì)作詳細(xì)介紹。

補(bǔ)給·像加油一樣簡單

為寶馬氫能7系“加氫”就像平時(shí)加油一樣簡單。只要按下燈光開關(guān)旁邊的H2按鈕，氫罐蓋便自動(dòng)打開。此時(shí)將氫站的加注聯(lián)結(jié)器插入氫罐口，加注便會(huì)自動(dòng)開始。整個(gè)加氫過程不會(huì)超過8分鐘。

行駛過程中，按下轉(zhuǎn)向燈開關(guān)上的獨(dú)立按鈕，車速表下方會(huì)顯示兩種燃料系統(tǒng)的液位和續(xù)航里程。一般來說，滿罐的液氫可以保證車輛正常行駛200km以上而滿箱(74L)汽油最少可以行駛500km。換算一下，燃燒大約1kg液氫的能量相當(dāng)于3.6L汽油(約3kg)，效率之高令人贊嘆。期望未來二者的價(jià)格也能夠如此“不相上下”。

實(shí)際上，凡事都需要發(fā)起者與推動(dòng)者。雖然加氫站在世界范圍內(nèi)都不是很多，但寶馬及其合作伙伴——林德集團(tuán)氣體事業(yè)部一直在不懈地努力。據(jù)說明年在中國的寶馬氫能7系將達(dá)到10輛左右(目前全球只有100輛)，我們期待中國的第一座加氫站也能藉此建立起來。

使用·一箭雙雕

目前，將氫氣轉(zhuǎn)化為動(dòng)力有兩種方式：氫內(nèi)燃機(jī)和氫燃料電池。前者通過燃燒做功，寶馬氫能7系即如此；后者通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，比如北京公交正在運(yùn)營的3輛奔馳大巴(CITARO Cell Bus)。一般來說，氫內(nèi)燃機(jī)的功率更高，發(fā)動(dòng)機(jī)更輕，而且能夠低成本地實(shí)現(xiàn)雙燃料驅(qū)動(dòng)，所以特別適合轎車。而氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的電機(jī)扭矩很大，且排放物為100％的水蒸氣，適合中大型車。

寶馬對(duì)氫能的研究始于1978年，至今已有近30年的歷史，本次小批量生產(chǎn)的氫能7系是其歷史上首款“成熟”車型。該車發(fā)動(dòng)機(jī)基于760Li的汽油動(dòng)力單元，因?yàn)闅涞娜紵俣缺绕胀ㄈ加涂?0倍，所以這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在汽油模式下采用汽缸直噴，而氫氣模式下則采用進(jìn)氣道噴射。

正是氫能與汽油共用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，使轎車也能輕松享受氫能所帶來的低排放，同時(shí)又不必整天為燃料問題而發(fā)愁。現(xiàn)在的加氫站網(wǎng)絡(luò)尚未建成，倘若僅使用單一的氫能雖可以進(jìn)一步降低成本，但車輛使用會(huì)受到不小的限制，我想這是所有車主都不愿遇到的事情。一旦網(wǎng)絡(luò)建成，更加成熟的純氫動(dòng)力車將會(huì)比如今試水的寶馬氫能7系更加出色。而且，那時(shí)受益的將不僅僅是寶馬一家廠商。

排放·滄海一粒

氫氣(H2)與氧氣(O2)混合燃燒會(huì)生成水(H2O)，這是我們?cè)诔踔谢瘜W(xué)就學(xué)到的知識(shí)。實(shí)際上，寶馬氫能7系的整個(gè)燃燒過程也是這么簡單。雖然排氣溫度很高，大部分水是以水蒸氣的形式排放出來，但在排氣孔上我們?nèi)耘f可以尋覓到水跡。實(shí)際上，僅憑目測，我們很難確定寶馬氫能7系的“零排放”。

難道寶馬氫能7系的排放一丁點(diǎn)污染都沒有嗎?寶馬工程師給出的答復(fù)是，由于潤滑油的燃燒和活性炭過濾器的凈化(汽油模式下的凈化裝置)，氫能發(fā)動(dòng)機(jī)仍舊會(huì)生成極少量的碳?xì)?HC)、碳氧化物(CO和CO2)及氮氧化物(NOx)，但與汽油機(jī)的排放相比可謂“滄海一粟”，不足一提。而且，寶馬氫能7系裝備了常見的三元催化器——這些排放物的克星，最終排放物仍舊是純凈的水蒸氣。

性能·高效動(dòng)力

前面已經(jīng)提到，寶馬氫能7系的發(fā)動(dòng)機(jī)排量達(dá)到6.OL，不過工程師們針對(duì)氫氣的燃燒特性，重新調(diào)校了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。由于氫能發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體比原先高出很多，所以車輛的機(jī)艙蓋采用了稍稍上拱的設(shè)計(jì)，勾勒出動(dòng)感的發(fā)動(dòng)機(jī)輪廓。

無論使用汽油還是氫能，這臺(tái)6.0L發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率都達(dá)到191 kW(260PS)，足以確保寶馬氫能7系達(dá)到230km／h的最高車速，而且是在電子限速的控制下。同時(shí)也不必為扭矩?fù)?dān)心，在4300rpm時(shí)，最大扭矩可達(dá)390Nm，因此即便是在氫能驅(qū)動(dòng)下，車輛仍舊可以在9．5s內(nèi)從靜止到加速至100km/h。

無論何時(shí)，我們都可以在氫動(dòng)力與汽油動(dòng)力間平順轉(zhuǎn)換，所要做的就是觸碰一下多功能方向盤上的“H2”按鈕。根據(jù)我們測試，乘車人幾乎察覺不到動(dòng)力轉(zhuǎn)換，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和扭矩根本就沒有任何改變。即便是駕駛員，在汽油轉(zhuǎn)化為氫能時(shí)，也只能察覺到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作聲音變得更小、更低沉，油門踏板稍稍偏沉了一些。除此之外，就剩下儀表盤中央顯示屏了——分子氫的化學(xué)符號(hào)“H2”替代了原先的時(shí)間和車外溫度顯示，從而明確告知正在使用氫能。

安全·防護(hù)

是不是在為液氫罐的安全性擔(dān)心？不必如此，寶馬的工程師早就有所考慮。“最危險(xiǎn)”的氫罐被安置于車輛中在統(tǒng)計(jì)學(xué)上最安全的位置，由車身護(hù)欄包圍。而且氫罐自身也有類似于懸架的結(jié)構(gòu)，可以承受14倍于正常值的壓力以及20倍于自由落體的加速度。

開始所提到的氫氣蒸發(fā)問題，也算不上什么問題。它們會(huì)被自動(dòng)稀釋到低于可燃水平——甚至遠(yuǎn)低于小孩玩的氫氣球濃度。之后被廢氣觸媒轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成水蒸氣，以絕對(duì)安全的方式解決問題。此外，如果蒸發(fā)導(dǎo)致氫罐內(nèi)壓力過高，那么幾個(gè)純機(jī)械的安全閥會(huì)進(jìn)行泄壓。實(shí)際上，寶馬氫能7系上所有有關(guān)于“氫氣”的元件都受到電子監(jiān)控，只有一切正常的情況下才允許切換到氫能系統(tǒng)。

由于氫氣無色無味，一旦泄露到車內(nèi)，安全便得不到保障。所以，寶馬氫能7系總共放置了5個(gè)傳感器。氫氣剛一泄露，系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉總閥門，并切換到汽油模式。你要細(xì)心點(diǎn)就可以發(fā)現(xiàn)，寶馬氫能7系的四個(gè)車門銷是白色的。實(shí)際里面也暗藏機(jī)關(guān)——只要?dú)錃庖莩觯T銷立即紅燈閃爍，同時(shí)還伴有聲音信號(hào)，及時(shí)提醒駕乘人員，確保萬無一失。

不知你是否注意到，我們前面對(duì)小批量生產(chǎn)的氫能7系評(píng)價(jià)為“首款‘成熟’車型”。實(shí)際上，從儲(chǔ)存、加注到使用，以及針對(duì)動(dòng)力和安全，寶馬都給出了一套完美的解決方案。再加上7系車型頂級(jí)的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，車輛自身已萬事俱備，只欠東風(fēng)。而這東風(fēng)，便是前面提到過的加氫站。一旦解決氫氣的補(bǔ)給問題，氫能車便會(huì)在高端市場普及，加快原料提取成本的降低，形成逐漸向低端普及的良性循環(huán)。到那時(shí)，我們應(yīng)該感謝眼前這部寶馬氫能7系。是它讓我們提前接觸到了未來科技。它將成為一座氫能的里程碑，它應(yīng)用的各項(xiàng)科技也將成為那時(shí)的風(fēng)向標(biāo)。

寶馬氫能創(chuàng)記錄的開發(fā)成果：BMW H2R

發(fā)動(dòng)機(jī)概念中的功率、性能和可靠性在氫能開發(fā)階段就得到了深刻的驗(yàn)證——BMW H2R世界速度紀(jì)錄氫動(dòng)力汽車早在2004年9月就在賽道上證明了這項(xiàng)技術(shù)獨(dú)特的潛力，作為裝備了內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的氨動(dòng)力汽車，H2R在法國南方小鎮(zhèn)Miramas的高速賽道上創(chuàng)造了9項(xiàng)世界紀(jì)錄：測試車輛由排量為6，OL的V12氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)0～100km／h加速僅6s，最高車速達(dá)到300m／h以上創(chuàng)下了高速起步1km以及靜止起步I／4mile等諸多世界紀(jì)錄。

圖片說明

1.這便是開始所說的神奇氫罐

2.氫氣在進(jìn)氣道與空氣混合

3.氫罐盞由燈光開關(guān)旁邊的H2按鈕控制

4.只要?dú)錃庖莩觯T銷即可發(fā)出警示

5.加氫口用料十足，非常堅(jiān)固

6.按下H2按鈕可以平順地在氫與汽油間切換

7．車速表下方會(huì)顯示兩種燃料系統(tǒng)的液位和續(xù)航里程，“H2”則明確告知正在使用氫能

專訪 寶馬清潔能源汽車中國示范運(yùn)營總監(jiān) 羅杰·斐登

Auto Sports：我相信6.OL發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率給予對(duì)不止191KW，是不是在調(diào)校方面有所妥協(xié)？

BMW：是的。我們可以把6.0L發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力做得很高，比如普通760iL的327kW。但是，為了讓駕駛員可以隨時(shí)在汽油與氫能間平順切換，我們重新調(diào)校了汽油噴射時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力曲線，使它幾乎與氫能驅(qū)動(dòng)時(shí)的曲線完全重合，以確保切換時(shí)的平順性。

Auto Sports：那不妨再設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)模式按鈕可以讓這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)全功率工作。

我們沒有這樣的打算因?yàn)?91kW對(duì)這部車來說已經(jīng)足夠。而且擁有寶馬氫能7系的車主往往都是社會(huì)名流，他們更注重環(huán)保與舒適性他們會(huì)讓司機(jī)平穩(wěn)地駕駛。

Auto Sports：加氫是不是像加油一樣，接口是通用的？加氫站也不讓打手機(jī)？

BMW：目前還沒有加氫口的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)闅鋭?dòng)力還沒有普及。也正因如此我們寶馬和林德集團(tuán)要站出來，共同開發(fā)量動(dòng)力，并將之設(shè)立為標(biāo)準(zhǔn)，這是我們20多年來始終不變的追求。至于加氫站，就像加油站一樣不允許打手機(jī)。至于理由，就像坐飛機(jī)的一樣，沒有理由，這是一項(xiàng)規(guī)定。因?yàn)槲覀円_保100％的安全。