BMW Group startet eigene Produktion von Brennstoffzellen

Die BMW Group startet eine eigene Produktion von Brennstoffzellen für das Modell BMW iX5 Hydrogen. Die neue Kleinserie soll ab Ende dieses Jahres weltweit zu Test- und Demonstrationszwecken eingesetzt werden. Mit der Kombination aus Brennstoffzelle und Leistungsbatterie wächst das Angebot der BMW Group damit um ein weltweit einzigartiges Antriebssystem im Premiumsegment. Die Produktion von Brennstoffzellensystemen kürzlich im hauseigenen Wasserstoff-Kompetenzzentrum in München in Betrieb genommen.

„Bayern ist Autoland. Der künftige Erfolg liegt aber in Innovation und Technologieoffenheit. Wasserstoff und Brennstoffzellen-Technik sind dabei Schrittmacher. Wasserstoff hat Zukunft und Bayern ist führend bei der Elektromobilität", so Dr. Söder. "Dazu kommen nun synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff. Wir investieren fast 500 Mio. Euro in Wasserstoff-Technologie mit einem Forschungszentrum und Wasserstoff-Tankstellen. Es braucht vom Bund aber dringend auch Wasserstoff-Netze in den Süden.“

„Als vielseitiger Energieträger spielt Wasserstoff eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur Klimaneutralität. Auch in der individuellen Mobilität wird er deutlich an Relevanz gewinnen. Für uns sind wasserstoffbetriebene Fahrzeuge die ideale Technologie, um batterieelektrische Fahrzeuge sinnvoll zu ergänzen und die Elektromobilität zu komplettieren“, sagte Oliver Zipse, Vorsitzender des Vorstands der BMW AG, am Mittwoch in München. „Mit dem heutigen Start der Produktion einer Kleinserie von Brennstoffzellen zeigen wir die Reife dieser Antriebsart und unterstreichen damit ihr Potential für die Zukunft.“

Im eigenen Kompetenzzentrum für Wasserstoff in München produziert die BMW Group fortan hocheffiziente Brennstoffzellensysteme. Die Technologie zählt zu den Kernkomponenten im BMW iX5 Hydrogen und verfügt über eine kontinuierlich hohe Leistung von 125 kW/170 PS. In Kombination mit einem Elektromotor aus der fünften Generation der BMW eDrive Technologie und einer eigens für dieses Fahrzeug entwickelten Leistungsbatterie bringt der Antriebsstrang des Fahrzeugs 275 kW/374 PS auf die Straße. Für die Kleinserie hat das Entwicklungsteam das leistungsstarke Antriebssystem, bestehend aus zwei Wasserstoff-Tanks, der Brennstoffzelle sowie dem E-Motor, in die bestehende Architektur des BMW X5 integriert. Bei der finalen Wintererprobung in Schweden hat der BMW iX5 Hydrogen Anfang dieses Jahres bereits seine hohe Alltagstauglichkeit – auch bei sehr tiefen Temperaturen – unter Beweis stellen können.

Die Testergebnisse der neuen Kleinserie beruhen auf umfangreichen Erfahrungen der BMW Group mit Wasserstoff als Antriebstechnologie. Bereits vor der Brennstoffzelle kamen Wasserstoff-Verbrennungsmotoren zum Einsatz. Aus Effizienzgründen entschied die BMW Group ihre Entwicklung in diesem Bereich ab 2015 mit dem BMW 5er GT Hydrogen Cell auf Basis der Brennstoffzellen-Technologie fortzusetzen. Mit dem Know-How aus dem Bereich der konventionellen Antriebstechnologien und dem umfassenden Effizienzanspruch an alle Fahrzeuge wurde die Brennstoffzellentechnologie bis heute optimiert.

In der Brennstoffzelle findet die chemische Reaktion zwischen dem Wasserstoff aus den Tanks und dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft statt. Für eine hohe Effizienz des Antriebs ist eine gleichmäßige Versorgung der Membran in der Brennstoffzelle mit den beiden Medien entscheidend. Neben technologischen Analogien zum Verbrenner wie Ladeluftkühler, Luftfilter, Steuergeräten und Sensorik, hat die BMW Group für das neue Brennstoffzellensystem auch spezielle Wasserstoff-Komponenten entwickelt. Dazu gehören beispielsweise der hochdrehende Kompressor mit Turbine oder eine Hochvolt-Kühlmittelpumpe.

Die zur Produktion des BMW iX5 Hydrogen benötigten einzelnen Brennstoffzellen erhält die BMW Group von der Toyota Motor Corporation. Beide Unternehmen blicken auf eine langjährige Zusammenarbeit zurück und arbeiten bereits seit 2013 bei Brennstoffzellenantrieben zusammen. Die Herstellung der Brennstoffzellensysteme erfolgt in zwei wesentlichen Schritten. Zunächst werden die einzelnen Brennstoffzellen zu einem sogenannten Brennstoffzellen-Stack gestapelt. Im nächsten Schritt findet die Montage aller weiteren Komponenten zu einem vollständigen Brennstoffzellensystem statt.

Das sogenannte „Stacking“, also das Stapeln der Brennstoffzellen, ist ein vollautomatisierter Prozess. Nachdem die einzelnen Komponenten auf Beschädigungen kontrolliert werden, wird der Stack mit fünf Tonnen Kraft maschinell verpresst und mit einem Gehäuse versehen. Das Stack-Gehäuse wird in der Leichtmetallgießerei im BMW Group Werk Landshut im Sandguss-Verfahren gefertigt. Dabei wird, in einem eigens für die Kleinserie ausgelegten Verfahren, flüssiges Aluminium in eine Form aus verdichtetem, mit Harz geformtem Sand gegossen. Auch die Mediendruckplatte, die Wasserstoff und Sauerstoff dem Brennstoffzellenstapel zuführt, besteht aus Kunststoff- und Leichtmetallgussteilen des Landshuter Werks. Die Mediendruckplatte schließt das Stack-Gehäuse gas- und wasserdicht ab.

In der Endmontage des Brennstoffzellen-Stacks gehören neben einem Spannungstest umfassende Tests der chemischen Reaktion innerhalb der Zellen. Abschließend werden alle Komponenten im Montagebereich zu einem Gesamtsystem zusammengefügt. Bei der Systemmontage werden weitere Komponenten wie der Kompressor, die Anode und Kathode, die Hochvolt-Kühlmittelpumpe und der Kabelbaum montiert.