كتبت : حبيبة جمال
بعد أربع سنوات من أعمال التطوير، كشفت مجموعة BMW عن أول مركبات الهيدروجين في أسطول تجريبي سيبدأ الخدمة هذا العام.
سيتم بعد ذلك استخدام الأسطول المكون من أقل من 100 مركبة دوليًا لأغراض العرض والتجربة لمختلف الفئات المستهدفة. وبالتالي، ستكون تجربة القيادة النشطة هذه أول فرصة لاكتساب انطباع مباشر عما يمكن أن تقدمه سيارة BMW iX5 Hydrogen.
قال أوليفر زيبسي، رئيس مجلس إدارة شركة BMW AG “الهيدروجين هو مصدر طاقة متعدد الاستخدامات وله دور رئيسي يلعبه في عملية انتقال الطاقة، وبالتالي في حماية المناخ، مضيفا “إنها في النهاية واحدة من أكثر الطرق فعالية لتخزين ونقل الطاقات المتجددة”، “يجب أن نستخدم هذه الإمكانات لتسريع التحول في قطاع التنقل.
وأوضح” الهيدروجين هو القطعة المفقودة في بانوراما عندما يتعلق الأمر بالتنقل بدون انبعاثات، لن تكون إحدى التقنيات بمفردها كافية لتمكين التنقل المحايد مناخيًا في جميع أنحاء العالم “.
سيارة BMW iX5 الهيدروجين
تم الكشف عن سيارة BMW iX5 Hydrogen التي تم تطويرها على أساس سيارة BMW X5 الحالية لأول مرة كمفهوم في معرض IAA في عام 2019. ثم تم توفير النماذج الأولية في IAA Mobility 2021 للزوار لتجربة العمل كمركبات مكوكية.
يعد نظام خلايا الوقود الهيدروجين الخاص بها دليلاً آخر على الخبرة التنموية الرائدة لمجموعة BMW في مجال تقنيات القيادة الكهربائية. تعمل مجموعة BMW بشكل منهجي على المضي قدمًا في تطوير تقنية خلايا وقود الهيدروجين كخيار إضافي للتنقل الفردي الخالي من الانبعاثات محليًا في المستقبل.
تنتج مجموعة BMW أنظمة خلايا الوقود عالية الكفاءة للأسطول التجريبي في مركز الاختصاص الداخلي التابع لها للهيدروجين في ميونيخ، هذه التقنية هي أحد العناصر الأساسية في سيارة BMW iX5 Hydrogen، وتولد قوة عالية مستمرة تبلغ 125 كيلو واط / 170 حصان.
يحدث تفاعل كيميائي في خلية الوقود بين الهيدروجين الغازي من الخزانات والأكسجين من الهواء، يعد الحفاظ على الإمداد الثابت لكلا العنصرين لغشاء خلية الوقود ذا أهمية بالغة لكفاءة نظام القيادة، بالإضافة إلى المعادلات التكنولوجية للميزات الموجودة في محركات الاحتراق، مثل مبردات هواء الشحن وفلاتر الهواء ووحدات التحكم وأجهزة الاستشعار.
طورت مجموعة BMW أيضًا مكونات هيدروجين خاصة لنظام خلايا الوقود الجديد، وتشمل هذه الضاغط عالي السرعة مع التوربينات ومضخة التبريد ذات الجهد العالي، على سبيل المثال.
مصادر مجموعة BMW خلايا الوقود الفردية من Toyota Motor Corporation، تتمتع الشركتان بشراكة تتميز بالثقة لسنوات عديدة وتتعاونان في أنظمة محرك خلايا الوقود منذ عام 2013.
يتم تصنيع أنظمة خلايا الوقود في خطوتين رئيسيتين، بناءً على خلايا الوقود الفردية. يتم تجميع الخلايا أولاً في مكدس خلايا الوقود، تتضمن الخطوة التالية تركيب جميع المكونات الأخرى لإنتاج نظام خلايا وقود كامل.
يعتبر تكديس خلايا الوقود إلى حد كبير عملية مؤتمتة بالكامل، بمجرد فحص المكونات الفردية بحثًا عن أي تلف ، يتم ضغط المكدس بواسطة آلة بقوة خمسة أطنان ويتم وضعها في مبيت. يتم تصنيع غلاف المكدس في مسبك المعدن الخفيف في BMW Group Plant Landshut باستخدام تقنية صب الرمل.
لهذا الغرض ، يتم صب الألومنيوم المصهور في قالب مصنوع من الرمل المضغوط الممزوج بالراتنج في عملية مصممة خصيصًا لهذه السيارة الصغيرة.
صُنعت لوحة الضغط ، التي تنقل الهيدروجين والأكسجين إلى كومة خلايا الوقود ، من أجزاء بلاستيكية مصبوبة وسبائك خفيفة ، أيضًا من مصنع لاندشوت. تشكل لوحة الضغط سدادة مانعة لتسرب الغاز ومضادة للماء حول غلاف المكدس.
يتضمن التجميع النهائي لمداخن خلايا الوقود اختبار جهد مع اختبار مكثف للتفاعل الكيميائي داخل الخلايا. أخيرًا ، يتم تركيب جميع المكونات المختلفة معًا في منطقة التجميع لإنتاج النظام الكامل.
خلال مرحلة تجميع النظام هذه ، يتم تركيب مكونات أخرى ، مثل الضاغط والأنود والكاثود لنظام خلايا الوقود ومضخة المبرد عالية الجهد ومجموعة الأسلاك.
بالاقتران مع وحدة محرك متكاملة للغاية تستخدم تقنية BMW eDrive من الجيل الخامس (يتم تجميع المحرك الكهربائي وناقل الحركة وإلكترونيات الطاقة معًا في هيكل مضغوط) في المحور الخلفي وبطارية طاقة مزودة بتقنية ليثيوم أيون تم تطويرها خصيصًا لهذه السيارة، يبلغ أقصى إنتاج لقنوات توليد القوة 295 كيلو واط/ 401 حصانًا على الطريق. في مراحل التجاوز والكبح ، يعمل المحرك أيضًا كمولد ، يغذي الطاقة مرة أخرى في بطارية الطاقة.
الإنتاج في مصنع ميونيخ التجريبي
يجري تصنيع سيارة BMW iX5 Hydrogen في المصنع التجريبي لمجموعة BMW في مركز الأبحاث والابتكار (FIZ) في ميونيخ. هذه هي الواجهة بين التطوير والإنتاج حيث يتم تصنيع كل نموذج جديد من العلامات التجارية للشركة لأول مرة. يعمل هناك حوالي 900 شخص في ورشة تصنيع الهياكل ، والتجميع ، وهندسة النماذج ، وبناء مفهوم السيارة ، والتصنيع الإضافي.
إنهم مكلفون بضمان أن كل من المنتج وعملية التصنيع جاهزة للإنتاج المتسلسل. في حالة سيارة BMW iX5 Hydrogen ، عمل المتخصصون في تكنولوجيا الهيدروجين وتطوير المركبات والتجميع الأولي للطرازات الجديدة معًا بشكل وثيق لدمج محرك الأقراص المتطور وتقنية تخزين الطاقة.
عادة التزويد بالوقود بسرعة
يتم تخزين الهيدروجين اللازم لتزويد خلية الوقود في خزانين سعة 700 بار مصنوعين من البلاستيك المقوى بألياف الكربون (CFRP). تحتوي هاتان المادتان معًا على ما يقرب من ستة كيلوغرامات من الهيدروجين ، وهو ما يكفي لمنح BMW iX5 Hydrogen مدى 504 كيلومترات (313 ميلاً) في دورة WLTP. يستغرق ملء خزانات الهيدروجين ثلاث إلى أربع دقائق فقط – لذلك يمكن لسيارة BMW iX5 Hydrogen أيضًا توفير متعة القيادة التي تشتهر بها BMW على مسافات طويلة ، مع بضع محطات توقف قصيرة على طول الطريق.
ملخص البيانات الفنية لسيارة BMW iX5 Hydrogen:
الحد الأقصى لنظام القيادة الكلي: 295 كيلو واط/ 401 حصان
القوة الكهربائية المستمرة لنظام خلايا الوقود: 125 كيلو واط / 170 حصان
أقصى قدرة للبطارية (تقنية ليثيوم أيون) : 170 كيلو واط/ 231 حصان
الحد الأقصى لوحدة القيادة الكهربائية المتكاملة للغاية: 295 كيلو واط/ 401 حصان
سعة خزانات الهيدروجين: 6 كجم هيدروجين (غازي)
التسارع من 0 إلى 100كم / ساعة (62 ميل / ساعة) أقل من 6 ثوانٍ
السرعة القصوى: أكثر من 180كم / ساعة (112 ميلاً في الساعة)
استهلاك الهيدروجين في دورة WLTP: 1.19 كجم / 100 كم
المسافة في دورة الشحن: 504 كم (313 ميلاً)
تساهم تقنية FCEV في إزالة الكربون.
تقليل الانبعاثات
مجموعة BMW هي أول شركة ألمانية لصناعة السيارات تنضم إلى حملة “Business Ambition for 1.5 ° C” بقيادة مبادرة Science Based Targets وتلتزم بتحقيق هدف الحياد المناخي الكامل في جميع مراحل سلسلة القيمة.
تتضمن الخطوة التالية في هذه العملية خطة مجموعة BMW لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل مركبة على مدار دورة حياتها الكاملة – أي مرحلة سلسلة التوريد والإنتاج والاستخدام – بنسبة 40 في المائة على الأقل بحلول عام 2030 مقارنة بعام 2019.
باعت مجموعة BMW أكثر من 215000 سيارة كهربائية بالكامل في جميع أنحاء العالم في عام 2022 ، وهو ما يمثل زيادة عن العام السابق بنسبة 108 في المائة تقريبًا. شكلت السيارات الكهربائية بالكامل أقل بقليل من 9 % من إجمالي حجم المبيعات العام الماضي، ومن المقرر أن ترتفع هذه الحصة إلى 15 في المائة في عام 2023.
بحلول عام 2030 على أبعد تقدير، تتطلع مجموعة BMW للوصول إلى وضع تطالب فيه السيارات الكهربائية بالكامل بحصة تزيد عن 50 % من إجمالي مبيعاتها، تنظر مجموعة BMW بشكل واضح إلى تقنية FCEV على أنها إضافة محتملة لتقنية القيادة التي تستخدمها السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات.
