毫无疑问，电能并不是最环保的能源，
除非你能确保所有的电都来自
风力发电或者是太阳能。
虽然现阶段电动汽车承载了
我们对于清洁能源的追求，
但是每个人都知道这并不是“最佳选择”。
去年的法兰克福车展上，
宝马为我们带来了他们对于
氢燃料电池技术研发的最新进展，
并为我们展示了这辆基于X5车型而来的
BMWiHydrogenNEXT，
也重申了宝马将持续对这项技术的研发。
宝马相信在未来会有多种动力系统将长期并存的局面，目前还没有一种驱动形式可以满足全球客户的所有出行需求。
从长期来看，氢燃料电池技术有可能成为宝马集团动力系统组合的第四大支柱，而氢燃料电池技术则很适合运用在X家族车系上。
自2013年开始，宝马和丰田在燃料电池技术方面就展开合作，生产零排放汽车是这家豪华车制造商的战略目标之一。
此外，BMWiHydrogenNEXT
将配备宝马集团与丰田汽车公司
合作研发的燃料电池，
以及由自家集团独立开发的
燃料电池组和整体驱动系统。
根据合作协议，
双方将致力于氢燃料电池技术的研发，
包括燃料电池动力系统，
以及可扩展的模块化组件。
那么，氢燃料电池的前景如何呢？虽然宝马从长期战略上希望能够为客户提供新的燃料电池动力系统，但是距离我们能买到这样的量产车还尚需时日。
其中一个主要的问题就是相关基础配套设施还并未到位或者说一些环节还不成熟。
简单说，氢的产能目前并不充足而且造价相较电能要昂贵。
氢能源车可能会首先在一些短途的商业运输中应用，但是由于它的一些特性，将不能用作长途重载运输。
建立横贯欧洲范围内充足的加氢站也是亟待解决的问题之一。
宝马目前能做的事情就是在一些客观问题慢慢解决的同时，继续做好氢燃料电池的研发，并大幅度降低这种动力单元的制造成本。
BMWiHydrogenNEXT上的氢燃料电池系统可通过氢和氧气的化学反应产生约125千瓦功率，这就意味着这辆车的排放物除了水蒸气别无他物。
BMWiHydrogenNEXT的燃料电池下方装有直流变换器，可让燃料电池的电压水平与电动动力系统和高功率型电池的电压水平相匹配。
高功率型电池不仅可以由燃料电池充电，还可以使用制动能量回收系统产生的电力。
车上的一对700巴压力罐可以储存6千克的氢，可以提供一个相对长距离的续航表现，而且加满氢只需要3到4分钟。
在BMWiX3上首发亮相的第五代eDrive电力驱动系统也运用到了这辆BMWiHydrogenNEXT车型上。
当车辆超车或加速时，安装于电机上方的高功率电池会额外提供动力，因此这辆车的综合最大功率可以达到275千瓦（374马力）。
在氢能源动力系统研发方面，宝马集团已经积累了数十年的经验。
1979年，宝马集团推出了首款以氢为动力的研究车辆BMW520h；1997年，首次研发出自己的燃料电池；2013年，宝马集团开始测试第一辆燃料电池电动汽车。
宝马计划在2022年小批量量产搭载氢燃料电池技术的iHydrogenNEXT，X5将会是首批试点车型。
最早将于2025年开始为客户提供氢燃料电池汽车，不过这还是取决于市场需求和条件。
此外，宝马集团还与多所院校共同研发先进的高压储氢罐，便于未来轻松适配各种通用车辆架构。
同时，这也有助于降低燃料电池汽车储氢罐的制造成本，使其能够与电池动力汽车有效竞争。
技术先驱——宝马展示旗下首款氢燃料电池动力总成系统
宝马方面所开发的第2代氢燃料电池动力总成是基于共享平台、通用零部件和跨行业合作而得出的成果。
尽管目前在该领域已取得了一定进展，但宝马方面并未低估其所面临的技术挑战。
从1999年的初版X5车型开始，运动型多功能汽车（SUV）已逐渐成为宝马旗下的主力车型。
在宝马于2019年的220万辆车型销量中，几乎有一半为X系车型，除了用于满足消费者的需求外，宝马也对新技术提供了1项有效的测试实例。
X6车型是宝马的第1款混合动力车型，X3车型则为其首款主流电动车型。
最新的X5车型则为1款氢燃料电池车型，在该领域的商业化进程中起着关键作用。
宝马第2代燃料电池车型的路试预计安排在2022年，由于其在2019年法兰克福车展上提出了“iHydrogenNEXT”的技术理念，样车将会基于最新款的X5车型而进行研发。
宝马方面声称在短期内，纯电动汽车可有效替代传统内燃机汽车，并且具有较高性价比，同时有着广泛的基础设施作为支持。
当消费者需求与日俱增时，各大车企也需要准备好相应的解决方案。
宝马集团氢技术研究和车辆项目副总监JurgenGuldner对此解释道，宝马方面的技术条件目前尚无法直接为客户提供1款成熟的燃料电池车型，设计人员仍需要通过不断提升整车效率，以此降低燃料电池动力总成系统的成本。
动力总成系统适应性的重要程度不言而喻。
与内燃机、插电式混合动力系统及纯电动系统相似，宝马将氢燃料电池系统视为其动力总成系统发展战略中的“第4支柱产业”。
所以燃料电池系统已被配备到全新的宝马后驱车型（CLAR）平台中，并充分利用原发动机、变速箱和油箱所占据的空间，并通过具有快速适应性的生产制造过程来迎合市场趋势。
宝马的目的是在现有的架构系统中采用燃料电池技术，并将其集成到整车上。
宝马旗下的设计人员认为，通过技术改良，可以将储氢罐系统和动力总成有效集成到车辆柔性架构中。
电池分部
于2013年起，宝马与丰田汽车开始合作开发燃料电池，反应堆（stack）由宝马方面进行自主开发。
燃料电池系统布置于发动机盖下方，输出功率为125kW。
位于反应堆下的变压器通过转化电压，从而为位于后轴的驱动单元提供能量来源，行李箱地板下的电池能增强系统的动力输出。
虽然细节目前还未确认，但目前有传闻认为宝马方面采用了全新的低钴镍锰钴三元电池（NMC）设计方案。
Guldner认为宝马与丰田的合作仍面临着一系列技术挑战。
其中1项主要问题是在单个电芯中逐步减少铂金属的含量，同时维持效率不变，并依然有着较高的耐久性。
设计人员通过优化催化剂的效率，充分降低了燃料电池反应堆的容积、质量及成本。
设计人员对燃料电池系统进行优化，从而在2个压力为70MPa的储氢罐中存储了约6kg的氢气，储氢罐布置于车体中通道内和后座下方，并呈T型布置。
宝马对此曾进行了长期的专门研究，并于1979年展示了其第1款氢燃料内燃机的样机。
Guldner认为针对储氢罐的优化有着较高重要性，在后续的设计过程中该问题将会被优先考虑。
宝马与德国联邦经济事务与能源部合作，开展了1项名为BRYSON的项目。
该项目为期3年，其目的是设计出1款性价比更高的热塑性纤维复合材料（thermoplasticfibercomposite）储氢罐，以此更好地与未来车辆的地板造型相适应。
氢燃料电池动力系统将为宝马旗下的品牌车型提供独有的驾驶体验。
驱动系统使用了来自宝马模块化电气工具包（modularelectrificationtoolkit）的零部件，并将其布置于后轴。
设计人员对宝马第5代eDrive单元进行了优化，将电动机/发电机、系统电子器件和变速箱布置在1个紧凑壳体内。
与原驱动单元相比，其功质比（powertoweight）提升了约30%，同时采用了1种无需稀土金属（rareearthmetal）的全新生产过程。
该系统将于2020年应用于电动版iX3车型，以及即将推出的iNEXTSUV和i4coupe车型中。
在iHydrogenNEXT车型中，氢燃料电池动力系统能输出的功率为275kW，与X5M50d车型相近。
Guldner对此提到，宝马旗下的车型均有着较高的驾驶愉悦性（sheerdrivingpleasure）。
因此，宝马方面将确保其为客户所提供的每一台燃料电池车型均满足该项技术要求。
试验车型将经历与传统车型相似的耐久性试验和质量认证过程。
从2020年下半年起，由于宝马旗下燃料电池动力系统的新型零部件已开始投入量产，其位于丁戈尔芬（Dingolfing）的车间正在计划将其电驱动力总成部门的员工数从600人扩张到1400人。
考虑到氢能的成本，在未来数年内，其对政府和从事能源工作的相关部门将是1项严峻的挑战。
作者：ALEXGRANT
整理：王少辉
编辑：伍赛特
