Der Hydrogen 7

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.


Der Hydrogen 7 (E68)


Der 750hL (E38)

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 lediglich 14[1] öffentlich zugängliche Wasserstofftankstellen (Stand: 20. Juni 2012) 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 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 benötigt der Wagen 9,5 s. Die Leistung ist gegenüber dem 760i aufgrund der bivalenten Auslegung des Motors geringer. Die Tankfüllung von 8 kg erlaubt eine Reichweite von etwa 200 km. Der Inhalt des Benzintanks (74 l) erhöht die Reichweite um weitere 500 km. 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. 20 K im Niederdruckbereich (der Siedepunkt des Wasserstoffs liegt bei −252,882 °C) flüssig gelagert. Die Entwicklung war unter anderem durch den Einsatz von medientauglichen Materialien für kryogene Betriebsbedingungen gekennzeichnet. Ferner stellte die Permeation von Wasserstoff eine große Herausforderung dar. Zur Isolation des Tanks wurde zwischen Innen- und Außentank ein Hochvakuum gezogen. Die Innenwände sind mit einem geeigneten Isoliermaterial verkleidet. Die Fertigung wurde unter anderem unter Reinraumbedingungen durchgeführt. Die dazugehörige 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 (der abgelassene Wasserstoff wird katalytisch zu Wasser oxidiert) eines zur Hälfte gefüllten Wasserstofftanks beginnt nach 17 Stunden und beträgt etwa 9 Tage.[2] Danach verbliebe im Tank ausreichend Wasserstoff, um noch rund 60 Kilometer Wegstrecke im Wasserstoffmodus zurückzulegen. Diese Isolation entspricht ungefähr 17 m dickem Schaumpolystyrol.

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 an der C-Säule zu erkennen.

Feldversuch


BMW Hydrogen 7 (E68) in Berlin

Als „0-Liter-Auto“ wurde von BMW 2002 die Serienfertigung verkündet.[3], was als Greenwashing eingestuft wurde. So schrieb Der Spiegel 46/2006:

"Das vermeintliche Ökomobil ist arg durstig - und belastet das Klima wie ein schwerer Lkw."[4]

Denn bei der BMW-Aussage bleibt neben der Nichtverfügbarkeit von Wasserstofftankstellen auch der Aufwand zur Erzeugung und Verflüssigung des Wasserstoffes komplett unberücksichtigt. So wird beim H2-Verbrauch (3,6 kg/100 km) ein Benzinäquivalent von 13,3 l/100 km angeführt[5]. Allerdings bleibt neben den oben erwähnten Aufwendungen für die Energiebereitstellung (Wasserstofferzeugung derzeit fast ausschließlich durch Dampfreformation aus Erdgas) auch unerwähnt, dass sich bei Nichtbenutzung des Fahrzeuges (siehe Standzeit bis zur Entleerung) der Tank selbständig entleert.

Die 100 produzierten Einheiten wurden nicht verkauft, aber 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) auf Leasingbasis zur 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. Ein Fahrzeug befindet sich in der Außenausstellung des Industriemuseum Chemnitz (Stand 10/2015).
Nächste Entwicklungsschritte

BMW-Entwicklungsvorstand Klaus Draeger teilte Ende 2009 mit, es werde vorerst keine neue Wasserstofftestflotte geben.[6]

Siehe auch

Wasserstoffantrieb
BMW H2R


Quelle