BMW Hydrogen 7

Der Hydrogen 7 (E68)

Der 750hL (E38)

Der Hydrogen 7 ist ein wasserstoffgetriebener PKW. Er trägt die interne Bezeichnung E68 und basiert auf dem Modell 760Li (E66) aus der 7er-Reihe des deutschen Herstellers BMW.

Als Besonderheit wird der Hydrogen 7 mit einem Wasserstoffverbrennungsmotor angetrieben. Zusätzlich ist er auf Benzinantrieb umstellbar, womit das Fahrzeug alltagstauglicher werden soll, da es in Deutschland nur sechs Wasserstofftankstellen gibt. Dafür benötigt er einen zusätzlichen Benzintank. Im BMW-Werk Dingolfing wurden 100 Exemplare dieses Modells gefertigt, die nicht verkauft, sondern nur verleast wurden.

Der Hydrogen 7 hat zwei Vorgänger: Zu den ersten mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen weltweit gehörten die bereits im Jahre 2000 gebauten 15 Einzelexemplare vom Typ 750hL auf Basis des damaligen 750i (E38). Sie wurden unter anderem auf der Expo 2000 eingesetzt. Auch die Erfahrungen mit dem Wasserstoffprototypen H2R aus dem Jahre 2004 flossen in die Entwicklung des Hydrogen 7 ein.

Motor

Motor des Hydrogen 7 (E68)

12-Zylinder-Wasserstoffverbrennungsmotor des BMW 750hL (E38)

Der Wasserstoffverbrennungsmotor des Hydrogen 7 ist technisch fast identisch zum Motor des 760i. Er musste allerdings für den Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff modifiziert werden. Die Modifikationen betreffen hauptsächlich den Ansaugtrakt des Motors. Zusätzlich zur Direkteinspritzung für Benzin wurde eine Zuleitung zum Wasserstoff-Tank integriert. Spezielle Einblasventile sorgen immer für die richtige Menge Wasserstoff in der Ansaugluft.

Auch musste die Dichtheit der Kolbenringe verbessert werden, um ein Austreten des Wasserstoffs zu verhindern. Dies hatte in früheren Entwicklungsstadien immer wieder zu Explosionen geführt. Da Wasserstoff im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen bis zu 100 mal schneller verbrennt, musste die Motorsteuerung angepasst werden. Valvetronic und Doppel-VANOS boten hier die idealen Voraussetzungen. Ventilöffnungszeiten und Ventilsteuerung können somit optimal auf die neuen Anforderungen eingestellt werden.

Das Triebwerk des Hydrogen 7 leistet letztendlich 191 kW (260 PS) und hat ein Drehmoment von 390 Nm (zum Vergleich, der „normale“ 760i leistet 327 kW/445 PS und 600 Nm). Von 0 auf 100 km/h braucht der Wagen 9,5 s. Die Leistung ist gegenüber dem 760i aufgrund der bivalenten Auslegung des Motors geringer. Mit einer Tankfüllung von 8 kg kommt er etwa 200 km weit. Mit dem Benzintank (74 l) kommt er zusätzlich noch einmal 500 km weit. Da es sich bei dem Hydrogen 7 um ein bivalentes Motorkonzept handelt (das heißt, der Motor kann sowohl mit Wasserstoff als auch mit Benzin betrieben werden), ist eine Verbesserung bei einem monovalenten Prinzip (einem ausschließlich mit Wasserstoff betriebenen Motor) durchaus möglich.

Sonstige Umbauten

Wasserstoffeinfüllstutzen des BMW Hydrogen 7

Neben den Änderungen am Motor musste auch der Kofferraum verändert werden: Für die Lagerung des Wasserstoffs musste ein zusätzlicher Tank eingebaut werden. Die Entwicklung und die anschließende Serienfertigung des Tanks wurde von Magna Steyr Fahrzeugtechnik in Graz/Österreich durchgeführt. Dieser Tank verkleinert den nutzbaren Kofferraum von 500 l auf 250 l. In diesem Tank wird der Wasserstoff bei ca. 20K im Niederdruckbereich (der Siedepunkt des Wasserstoffs liegt bei −252,882 °C) flüssig gelagert. Die Entwicklung waren unter anderem durch den Einsatz von medientauglichen Materialien für cryogene Betriebsbedingungen gekennzeichnet. Ferner stellte die Permeation von Wasserstoff eine große Herausforderung dar. Zur Isolation des Tankes wurde zwischen Innen- und Aussentank ein Hochvakuum gezogen. Die Innenwände sind mit einem geeignetem Isoliermaterial verkleidet. Die Fertigung wurde unter anderem unter Reinraumbedingungen durchgeführt. Die dazugehörigige Elektronik und Sensorik zur Messung der Füllmasse und zur Überwachung des sicherheitsrelevanten Füllzustandes bei der Betankung stellte eine Herausforderung bei der Entwicklung dar. Die Firma Atena Engineering (heute: Silver Atena Electronic Systems Engineering) entwickelte daher das Steuergerät, welches die Sicherheitsfunktionen übernimmt, gemäß dem Sicherheitsstandard DIN IEC 61508. Die als Standzeit bezeichnete Phase bis zur kontrollierten Entleerung eines zur Hälfte gefüllten Wasserstofftanks beträgt etwa 9 Tage. Danach verbliebe im Tank ausreichend Wasserstoff, um noch rund 60 Kilometer Wegstrecke im Wasserstoffmodus zurückzulegen. Diese Isolation entspricht ungefähr 17 m dickem Schaumpolystyrol. Getankt wird über einen zusätzlichen Tankstutzen an der C-Säule.

Auch der Innenraum musste ein wenig verändert werden: Die Rückbank wurde um 12 cm nach vorne verschoben und es finden auf ihr nur noch zwei Personen Platz, da die Mittelarmlehne fest arretiert wurde. Weiterhin wurden Rahmen und Crashzonen durch Verbundstoffe verstärkt. Der Hydrogen 7 ist an einer stärker gewölbten Motorhaube, den fehlenden Nebelscheinwerfern und dem zusätzlichen Einfüllstutzen zu erkennen.

Feldversuch

BMW Hydrogen 7 (E68) in Berlin

Die 100 produzierten Einheiten wurden teilweise an Prominente (z. B. Plácido Domingo, Daniel Barenboim, Katja Riemann, Florian Henckel von Donnersmarck), Politiker (z. B. Günter Verheugen, Christian Ude, Guido Westerwelle) und Wirtschaftsvertreter (z. B. Roland Berger, Wolfgang Reitzle) zur alltäglichen Nutzung übergeben. Ein Teil der Flotte wurde bei öffentlichkeitswirksamen Veranstaltungen als Fahrdienst eingesetzt. So waren während des Feldversuches in Berlin ständig zwischen fünf und zehn Fahrzeuge im Einsatz, die an den zu diesem Zeitpunkt zwei existierenden Wasserstoff-Tankstellen am Messedamm und an der Heerstraße betankt wurden. Zu besonderen Anlässen, wie zum Beispiel während der Berlinale, stieg in Berlin die Zahl der Hydrogen 7 auf rund 20. Der Feldversuch wurde Ende 2009 beendet, über den Verbleib der 100 Fahrzeuge ist nichts bekannt.

Nächste Entwicklungsschritte

BMW hat mitgeteilt^[1], dass zum gegenwärtigen Zeitpunkt keine neue Flotte von Wasserstofffahrzeugen geplant ist, da dies nach den Erfahrungen mit dem Hydrogen 7 keine neuen Erkenntnisse bringen würde. Dennoch hält das Unternehmen am Thema Wasserstoff fest und arbeitet weiterhin an Schlüsselkomponenten wie dem Wasserstofftank und dem Wasserstoffverbrennungsmotor, während andere Fahrzeughersteller sich auf Entwicklungen im Bereich der Wasserstoff-Brennstoffzelle konzentrieren.

Siehe auch

• Wasserstoffantrieb
• BMW H2R
• Mini Cooper Hydrogen

Literatur

• Christian Wüst: Grüner Schluckspecht. In: Der Spiegel. Nr. 46, 2006, S. 184 (online).

Weblinks

 Commons: BMW Hydrogen 7 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• BMW Hydrogen 7: Eine neue Ära der Mobilität beginnt
• Allgemeine Informationen und technische Daten Hybrid-Autos.info
• Mit Zisch in die Zukunft SPIEGEL ONLINE
• 7er BMW setzt auf Wasserstoffantrieb Financial Times Deutschland
• Unterwegs im Wasserstoff-7er heise online
• Magna Steyr Fahrzeugtechnik: Weltraumtechnik/Automobile Anwendungen Leistungsspektrum

Einzelnachweise

1. ↑ BMW hält an Entwicklung der Wasserstofftechnologie fest