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　　和丰田共同研发的成果：氢动力燃料电池技术

　　大概在30多年前，宝马就已经开始了将氢气作为能量载体的研究，2006年的时候品牌推出了首款量产的可用于日常驾驶的氢动力豪华轿车7系Hydrogen，限量100台。不过在当时，氢燃料还是以液态的形式储存于燃料罐中，并且V12双燃料发动机直接燃烧氢燃料来获取动力。而经过了超过15年对氢动力燃料电池的研究之后（氢气并非再用于发动机直接燃烧，而是转化成电能储存在蓄电池中并驱动电动机），宝马终于在这一技术领域中寻得了最佳的合作伙伴——丰田，并在其发展上起到了里程碑式的突破。



　　『宝马2006年的时候就推出了氢动力的7系Hydrogen，限量100台』





　　在此次宝马2015创新日期间，宝马首次展示了集团在氢动力燃料电池驱动领域的研发成果，其包括两台以5系Gran Turismo为蓝本的原型车和一台仅用作试验的基于宝马i8打造的超级跑车。有关后者，目前仅有的数据表明该车最大功率达到256马力（188kW），其他数据一概不得而知，并且宝马官方也证实了该车仅为i系列的试验用车，不会量产。

　　1/什么是氢动力燃料电池车？

　　氢动力燃料电池电动车（Fuel Cell Electric Vehicle）简称为FCEV，这项技术是将储氢罐中的气态氢转换为电流和水蒸气，然后使用电流来驱动电动机，这也是它和过去直接将液态氢燃烧从而驱动车辆的氢动力汽车最大的不同。目前已经量产并上市的氢动力燃料电池电动车仅有丰田Mirai一款，但是考虑到品牌定位的差异，宝马的氢动力燃料电池车产品会需要更多的研发时间以寻求获取更好的产品品质。



　　『丰田Mirai是目前唯一已经量产的氢动力燃料电池电动车』





　　2013年年初，宝马集团和丰田汽车正式达成战略合作关系，这一合作也正式为了FCEV驱动技术的研发而来。当初的合作目标是在2020年之前完成首批经过检验的组件，目前看来这一步的进度已即将完成。此外，成功推出FCEV量产车的前提条件老生常谈，还是要在市场上推进氢动力基础设施的建设，这也是宝马集团和丰田汽车要在接下来共同制定行业技术标准来推动发展的重点方向。

　　2/宝马的氢动力燃料电池技术包括哪些组成部分？工作原理？

　　一台功率为245马力（180kW）的电动机、作为临时存储器的高功率电子转换器以及高压蓄电池，这些很容易理解。前轴和后轴之间的管型氢气存储器是整套系统的一大难点，活动上推出的两台基于5系Gran Turismo分别搭载了符合全球工业标准的基于CGH2 700bar压力的储氢罐以及宝马自由专利的CCH2低温350bar压力存储罐技术的储氢罐，前者可以存储710kg的气态氢，而后者仅可以存储350kg气态氢。









　　据了解，宝马的下一步会将FCEV产品全部换成基于CGH2 700bar压力的储氢罐。按照官方标称的燃料消耗量计算，目前宝马的FCEV产品氢燃料消耗量为1kg/100km，最大续航里程为710km。









　　另一个技术难点则是燃料电池堆栈，其核心则是特殊的“电解质薄膜”。在FCEV产品中，氢燃料并不是利用燃烧来获取能量的，而是利用氢气跟氧气在化学反应过程中的电荷转移来形成电流的。用来拆分氢气的“电解质薄膜”也是燃料电池研究领域金字塔顶端的技术壁垒。





　　『燃料电池堆栈是最尖端的技术，宝马与丰田合作后，丰田提供该组件』

　　由于氢分子的体积非常小，可以透过“电解质薄膜”的微小孔洞游离到对面去，在这个过程中，两侧的电极板会将氢气拆分成带正电的氢离子和电子，将氧气拆分成带负电的氧离子和电子，电子在电极板之间形成电流，两个氢离子和一个氧离子结合成水，这就是反应的废弃物，而这一整套运行的逻辑，就是发电的过程。











　　宝马FCEV的整套燃料电池堆栈每一个均由200-400片“电解质薄膜”组合而成，每片的储电能力为0.52kWh，其总成正是由丰田生产，考虑到丰田仅在燃料电池堆栈技术上就经历了十几年的技术优化，其目前的产品已经比2008年推出的产品在发电效率上足足提升了2.2倍，达到全球顶尖水平，因此直接以合作形式采用丰田的产品无疑是明智的选择。

　　3/充气方式及效率？

　　目前宝马拥有自主研发的全球唯一的一台移动氢燃料加注站，同样可以通过CGH2标准700bar压力对FCEV产品进行燃料加注，整个过程被控制在5分钟之内。目前全世界已有多个国家已经建立了数量相当可观的加氢站，但其中的大部分仍为CCH2标准的300-350bar加注压力。在这些国家中日本是毫无疑问的最积极者，其在2015年已经建立了100座加氢站，而在2025年，全日本的加氢站数量更是要达到800座之多。



　　『宝马拥有全世界唯一一座移动式700bar CGH2等级快速加氢站』









　　中国市场上，加氢站建设的决定权目前仍然在“两桶油”手上，根据宝马官方的介绍，目前和中国政府的洽谈正在持续开展中。早前中国当局已经决定建立加注压力为350bar的CCH2标准加氢站，但由于看到国际上行业形势均向着更高的CGH2 700bar压力标准发展，遂已决定将来直接建设700bar压力的加氢站，并且从2020年起逐步开展加氢站的建设工作。

　　4/未来的展望：即是单一产品，也是车辆架构之一

　　目前宝马的氢燃料电池驱动技术仍在持续研发中，具体量产车型的上市时间仍然遥遥无期，更实际的来说，这项科技对宝马而言仍然可以看做是一项技术储备，是其“高效科技”战略中的重要一环。未来宝马或许会推出和5系Gran Tourismo原型车一样的FECV产品，并不采用传统的内燃机，完全以氢燃料电池驱动车辆行驶，这已是可预见的。









　　之前提到过此次推出的基于i8所打造的FCEV超跑车型，虽然作为实验性产品并不会量产，但这也预示着宝马氢燃料电池驱动未来同样会作为一个单独的组件来强化现有的车型，就和插电式混合动力系统一样。从官方提供的信息来看，拥有这项技术的混合动力车型会带有一组1000kWh的高压蓄电池作为临时存储器，而在和传统的插电式混合驱动方案相比，氢燃料电池驱动技术在体积上更占优势，并且其零排放的续航里程可以更长，称得上是最高效环保的混合动力解决方案。