BMW Hydrogen 7
Introduzione
La BMW è la prima casa automobilistica
del mondo a presentare un’automobile azionata ad idrogeno che
ha
seguito il processo di sviluppo di una vettura di serie. La BMW
Hydrogen
7 con motore a combustione interna alimentato a idrogeno è il
risultato
di una strategia coerente di sviluppo che consente di applicare già oggi
nella guida giornaliera il concetto innovativo di mobilità sostenibile.
La berlina della Serie 7 sarà azionata da un motore 12 cilindri da 191
kW/260 CV e accelererà da 0 a 100 km/h in 9,5 secondi. La
velocità
massima sarà bloccata elettronicamente a 230 km/h. Per il
periodo
in cui non è garantito ancora l’approvvigionamento d’idrogeno su tutto
il territorio nazionale, il motore ibrido della BMW Hydrogen 7 potrà funzionare,
cambiando semplicemente la modalità di gestione, anche con della benzina
super.La tecnologia dell’idrogeno offre la possibilità di ridurre
drasticamente le emissioni generate dal traffico individuale, soprattutto
quelle di anidride carbonica.
La BMW Hydrogen 7 emette, quando
gestita ad idrogeno, solo del vapore acqueo.La visione di una mobilità
sostenibile ed esente da emissioni nocive non è riferita solo all’esercizio
dell’automobile ma anche al processo di produzione dell’energia. È
indispensabile
che vengano offerte delle alternative all’utilizzo dei carburanti fossili
la cui disponibilità è limitata. La produzione e lo sfruttamento dell’idrogeno
soddisfano – a differenza dei carburanti fossili – il criterio di sostenibilità
sia a livello di produzione che di utilizzo perché entrambi i processi
sono integrabili nel circuito rigenerativo della natura. L’idrogeno,
ottenuto dalla biomassa o con l’aiuto di energia solare, eolica o idrica,
è a disposizione teoricamente in quantitativi illimitati. Inoltre,
l’idrogeno è producibile anche con il gas metano, il biogas e altre forme
di energia primaria. Questo comporta il vantaggio che la produzione d’idrogeno
è adattabile alla situazione specifica, così da offrire la massima
diversificazione
e facilitare la graduale sostituzione dei carburanti fossili.
La BMW è la prima casa automobilistica
del mondo a presentare un’automobile azionata ad
idrogeno che ha
seguito il processo di sviluppo di una vettura di serie. La BMW
Hydrogen
7 con motore a combustione interna alimentato a idrogeno
è il risultato
di una strategia coerente di sviluppo che consente di applicare già oggi
nella guida giornaliera il concetto innovativo di mobilità sostenibile.
La berlina della Serie 7 sarà azionata da un motore 12 cilindri da 191
kW/260 CV e accelererà da 0 a 100 km/h in 9,5 secondi.
La velocità
massima sarà bloccata elettronicamente a 230 km/h. Per
il periodo
in cui non è garantito ancora l’approvvigionamento
d’idrogeno su tutto
il territorio nazionale, il motore ibrido della BMW Hydrogen 7 potrà
funzionare,
cambiando semplicemente la modalità di gestione, anche con della
benzina
super.La tecnologia dell’idrogeno offre la possibilità di
ridurre
drasticamente le emissioni generate dal traffico individuale, soprattutto
quelle di anidride carbonica.
La
BMW Hydrogen 7 emette, quando gestita ad idrogeno, solo del vapore
acqueo.La
visione di una mobilità sostenibile ed esente da emissioni nocive non
è
riferita solo all’esercizio dell’automobile ma anche al processo di
produzione
dell’energia. È indispensabile che vengano offerte delle
alternative
all’utilizzo dei carburanti fossili la cui disponibilità
è limitata.
La produzione e lo sfruttamento dell’idrogeno soddisfano – a
differenza
dei carburanti fossili – il criterio di sostenibilità sia a
livello di
produzione che di utilizzo perché entrambi i processi sono integrabili
nel circuito rigenerativo della natura. L’idrogeno, ottenuto dalla
biomassa o con l’aiuto di energia solare, eolica o idrica, è a
disposizione
teoricamente in quantitativi illimitati. Inoltre, l’idrogeno
è
producibile anche con il gas metano, il biogas e altre forme di energia
primaria. Questo comporta il vantaggio che la produzione d’idrogeno
è
adattabile alla situazione specifica, così da offrire la massima
diversificazione
e facilitare la graduale sostituzione dei carburanti fossili.
Stazioni di rifornimento
Nello sviluppo dei componenti tecnici necessari
per lo sfruttamento dell’idrogeno, BMW Group collabora strettamente
con una serie di fornitori specializzati e partner di sviluppo. BMW
Group è anche membro fondatore della Verkehrswirtschaflichen Energie-Strategie
(Strategia energetica per il settore dei trasporti e del traffico – VES)
e della Clean Energy Partnership di Berlino (CEP) alla quale hanno aderito
anche altre case automobilistiche, imprese produttrici di
energia
ed enti di trasporto pubblici. La CEP è un componente della Strategia di
sostenibilità nazionale della Germania e viene promossa e supportata dal
governo tedesco. Su iniziativa della CEP è stata costruita a Berlino la
prima stazione di rifornimento d’idrogeno integrata. L’obiettivo perseguito
dal consorzio è di dimostrare l’idoneità dell’idrogeno nei sistemi di
mobilità. Per promuovere l’idrogeno come fonte di energia, BMW Group ha
stipulato un accordo con l’impresa petrolifera Total che gestisce dal
2004 la stazione di rifornimento integrata di Berlino.
Nel marzo del 2006, la Total ha inaugurato
una seconda stazione di rifornimento nella capitale tedesca – sempre nell’ambito
della CEP. Per la fine del 2006 è prevista l’inaugurazione di una nuova
stazione di rifornimento d’idrogeno integrata a Monaco, sempre sotto la
regia della Total. Questa sarà messa in funzione poco prima dell’
anteprima
della BMW Hydrogen 7, nelle vicinanze del Centro di Ricerca e Innovazioni
(FIZ) di BMW Group. Inoltre, l’accordo tra BMW Group e Total prevede la
costruzione di un’altra stazione di rifornimento d’idrogeno integrata
in una metropoli europea. Grazie al know-how raccolto finora, il processo
di rifornimento d’idrogeno è molto simile a quello di benzina.BMW ha iniziato
già nel 1978 con la ricerca sui motori a idrogeno; negli anni successivi
ha sviluppato con coerenza la tecnologia, applicandola a varie
generazioni
di automobili. Nel 2000, BMW ha presentato, nell’ambito dell’Expo
di Hannover, come prima casa automobilistica del mondo una flotta di
dimostrazione con automobili alimentate ad idrogeno. Le vetture del
tipo BMW 750hL hanno dimostrato la loro validità in una serie di
test e hanno fornito così una prova convincente della fattibilità della
tecnologia. Inoltre, nell’ambito della CleanEnergy World Tour,
è stata attirata l’attenzione del pubblico internazionale sul potenziale
offerto dalla tecnologia dell’idrogeno.
Nello sviluppo dei componenti tecnici necessari
per lo sfruttamento dell’idrogeno, BMW Group collabora
strettamente
con una serie di fornitori specializzati e partner di sviluppo. BMW
Group è anche membro fondatore della Verkehrswirtschaflichen
Energie-Strategie
(Strategia energetica per il settore dei trasporti e del traffico – VES)
e della Clean Energy Partnership di Berlino (CEP) alla quale hanno aderito
anche altre case automobilistiche, imprese produttrici di
energia
ed enti di trasporto pubblici. La CEP è un componente della Strategia di
sostenibilità nazionale della Germania e viene promossa e supportata dal
governo tedesco. Su iniziativa della CEP è stata costruita a Berlino la
prima stazione di rifornimento d’idrogeno integrata. L’obiettivo
perseguito
dal consorzio è di dimostrare l’idoneità
dell’idrogeno nei sistemi di
mobilità. Per promuovere l’idrogeno come fonte di energia, BMW
Group ha
stipulato un accordo con l’impresa petrolifera Total che gestisce dal
2004 la stazione di rifornimento integrata di Berlino.
Nel
marzo del 2006, la Total ha inaugurato una seconda stazione di rifornimento
nella capitale tedesca – sempre nell’ambito della CEP. Per la fine
del
2006 è prevista l’inaugurazione di una nuova stazione di
rifornimento
d’idrogeno integrata a Monaco, sempre sotto la regia della Total.
Questa
sarà messa in funzione poco prima dell’anteprima della BMW
Hydrogen 7,
nelle vicinanze del Centro di Ricerca e Innovazioni (FIZ) di BMW Group.
Inoltre, l’accordo tra BMW Group e Total prevede la costruzione di
un’altra
stazione di rifornimento d’idrogeno integrata in una metropoli europea.
Grazie al know-how raccolto finora, il processo di rifornimento d’idrogeno
è molto simile a quello di benzina.BMW ha iniziato già nel 1978
con la
ricerca sui motori a idrogeno; negli anni successivi ha sviluppato con
coerenza la tecnologia, applicandola a varie generazioni di automobili.
Nel 2000, BMW ha presentato, nell’ambito dell’Expo di Hannover, come
prima casa automobilistica del mondo una flotta di dimostrazione con
automobili alimentate ad idrogeno. Le vetture del tipo BMW
750hL
hanno dimostrato la loro validità in una serie di test e hanno fornito
così una prova convincente della fattibilità della tecnologia.
Inoltre,
nell’ambito della CleanEnergy World Tour, è stata attirata
l’attenzione
del pubblico internazionale sul potenziale offerto dalla tecnologia
dell’idrogeno.
Idrogeno liquido
Sin dall’inizio del lavoro di ricerca
e sviluppo nel settore, BMW ha dato la preferenza all’utilizzo d’
idrogeno
liquido come vettore d’energia per l’automobile. Il carburante liquido
a bassissime temperature offre una densità energetica molto superiore
all’idrogeno gassoso e fortemente compresso. Ad ingombro identico
del serbatoio, la quantità di energia d’idrogeno liquido a bassissima
temperatura è del 75 percento superiore a quella immagazzinata da
idrogeno
gassoso pressurizzato a 700 bar.
L’autonomia di un’automobile alimentata
ad idrogeno liquido aumenta conseguentemente dello stesso fattore. Quando
un concetto di alimentazione nuovo viene valutato in merito alla sua idoneità
all’utilizzo giornaliero, uno dei criteri principali da esaminare è
l’autonomia; oltre ai valori di consumo e alla capacità del serbatoio
del veicolo deve essere considerata anche l’infrastruttura d’approvvigionamento.
Attualmente non esiste ancora una rete capillare di stazioni di
rifornimento
d’idrogeno. Degli autoveicoli alimentati esclusivamente ad idrogeno
sono utilizzabili sulle strade pubbliche solo in modo limitato e comunque
non sono in grado di offrire la flessibilità richiesta dal cliente. Per
questo motivo, BMW punta su un motore ibrido. Il motore a combustione
interna della BMW Hydrogen 7 può funzionare sia a benzina che ad idrogeno.
L’autonomia dell’automobile ammonta a 200 chilometri nell’esercizio
a idrogeno; altri 500 chilometri sono percorribili nella modalità a benzina.
Il guidatore di una Hydrogen 7 può contare dunque su una ottima mobilità
e sfruttare senza alcun problema la propria vettura anche quando la prossima
stazione di rifornimento ad idrogeno è lontana.
Sin dall’inizio del lavoro di ricerca
e sviluppo nel settore, BMW ha dato la preferenza all’utilizzo
d’idrogeno
liquido come vettore d’energia per l’automobile. Il
carburante liquido
a bassissime temperature offre una densità energetica molto
superiore
all’idrogeno gassoso e fortemente compresso. Ad ingombro identico
del serbatoio, la quantità di energia d’idrogeno liquido a
bassissima
temperatura è del 75 percento superiore a quella immagazzinata
da idrogeno
gassoso pressurizzato a 700 bar.
L’autonom
ia
di un’automobile alimentata ad idrogeno liquido aumenta conseguentemente
dello stesso fattore. Quando un concetto di alimentazione nuovo viene valutato
in merito alla sua idoneità all’utilizzo giornaliero, uno dei
criteri
principali da esaminare è l’autonomia; oltre ai
valori di consumo
e alla capacità del serbatoio del veicolo deve essere considerata anche
l’infrastruttura d’approvvigionamento. Attualmente non
esiste ancora
una rete capillare di stazioni di rifornimento d’idrogeno. Degli
autoveicoli
alimentati esclusivamente ad idrogeno sono utilizzabili sulle strade pubbliche
solo in modo limitato e comunque non sono in grado di offrire la
flessibilità
richiesta dal cliente. Per questo motivo, BMW punta su un motore
ibrido. Il motore a combustione interna della BMW Hydrogen 7 può
funzionare
sia a benzina che ad idrogeno. L’autonomia dell’automobile
ammonta
a 200 chilometri nell’esercizio a idrogeno; altri 500 chilometri sono
percorribili nella modalità a benzina. Il guidatore di una Hydrogen 7
può
contare dunque su una ottima mobilità e sfruttare senza alcun problema
la propria vettura anche quando la prossima stazione di rifornimento ad
idrogeno è lontana.
Il motore V12
Alle condizioni attuali, il motore ibrido costituisce l’unica soluzione
pratica e fattibile per il successo dell’idrogeno. Inoltre, il motore
a combustione interna della BMW Hydrogen 7 è ideale per diffondere la nuova
tecnologia su ampia scala. Soprattutto nel confronto con la fuel cell,
esso consente di raggiungere una potenza nettamente superiore. Secono la
Casa, il motore V12 della BMW Hydrogen 7 offre dinamica, comfort e
sicurezza
delle classiche BMW – indipendente¬mente dalla modalità di esercizio
selezionata.
Il propulsore eroga da una cilindrata di 6,0 litri una potenza di
191
kW/260 CV. La coppia massima ammonta a 390 newtonmetri e viene
raggiunta
a un regime di 4.300 giri/min. La BMW Hydrogen 7 accelera in 9,5 secondi
da 0 a 100 km/h e raggiunge una velocità massima bloccata elettronicamente
a 230 km/h. Questi valori sono validi sia per il funzionamento
a
idrogeno che a benzina. Nel funzionamento a benzina, l’approvvigionamento
di carburante avviene tramite iniezione diretta; inoltre, nel collettore
di aspirazione del motore è stato integrato un condotto d’
idrogeno.
La tecnologia chiave sono le valvole
d’insufflazione per la prepara-zione della miscela che in frazioni di
secondo aggiungono all’aria aspirata il quantitativo necessario d’idrogeno
gassoso.L’idrogeno si distingue per una velocità di combustione fino a
dieci volte superiore a quella dei carburanti tradizionali e consente di
raggiungere un livello di rendimento più elevato. Al fine di potere sfruttare
appieno questo potenziale, il motore V12 della BMW Hydrogen 7 richiede
una gestione motore particolarmente flessibile. Il sistema VALVETRONIC
e il Doppio VANOS sono i complementi ideali. I cambi di carica e il
ritmo d’iniezione possono essere tarati con precisione alle caratteristiche
della miscela aria/idrogeno. A pieno carico, il motore della BMW Hydrogen
7 funziona nel cosiddetto esercizio stechiometrico. Il rapporto
di miscela tra ossigeno e idrogeno è equilibrato (lambda = 1). In questo
rapporto, l’esercizio a idrogeno consente di raggiungere il massimo rendimento
a delle basse emissioni. Dato che l’idrogeno non contiene del carbonio
– a differenza delle fonti di energia di origine fossile – la sua combustione
non produce né idrocarburi (HC) né monossido di carbonio (CO). Durante
il funzionamento ad idrogeno, delle tracce bassissime di HC, CO e di emissioni
di CO2 possono formarsi in conseguenza alla combustione dell’olio di
lubrificazione
o attraverso i lavaggi del filtro a carbone attivo. Importanti sono solo
le emissioni di ossidi di azoto (NOX) che si formano soprattutto ad alte
temperature di combustione. L’elevata flessibilità con la quale è possibile
gestire il processo di combustione consente di applicare una strategia
di esercizio con un ampio controllo della formazione di NOX. A
questo scopo, il motore viene gestito a carico parziale con un’alta quota
di ossigeno (lambda > 2).
La combustione avviene a temperature relativamente basse così da formare
delle emissioni minime di NOX. Questo funzionamento a magro è possibile
in un campo della mappatura molto ampio. Dato che l’idrogeno ha la particolarità
di limiti di accensione molto ampi e di bruciare ad un alta velocità, è
sufficiente un bassa quota di carburante per generare un rendimento elevato.Per
incrementare la potenza, viene aumentata la quota di carburante nella miscela
anche nell’esercizio a idrogeno. Parallelamente al carico cresce anche
la temperatura di combustione. Il campo di miscela nel quale si forma la
maggior parte di ossidi di azoto è tra lambda = 1 e lambda = 2. Questo
campo di esercizio negativo a livello di emissioni viene soppresso dalla
gestione motore della BMW Hydrogen 7 , indipendentemente dall’andamento
di coppia. A pieno carico (lambda = 1), le emissioni di NOX. vengono
evitate quasi completamente. Per la trasformazione dei quantitativi
minimi di NOX. che si formano in questo campo di esercizio è sufficiente
un semplice sistema di catalizzatore a tre vie. La composizione dei gas
di scarico di un motore a combustione interna a idrogeno nell’esercizio
stechiometrico (lambda = 1) promuove la decomposizione di eventuali ossidi
di azoto nel catalizzatore a tre vie. Il propulsore della BMW Hydrogen
7 offre anche nel funzionamento ad idrogeno la stessa dinamica di un motore
a benzina ma emette praticamente solo del vapore acqueo.
Alle condizioni attuali, il motore ibrido
costituisce l’unica soluzione pratica e fattibile per il successo
dell’idrogeno.
Inoltre, il motore a combustione interna della BMW Hydrogen 7 è ideale
per diffondere la nuova tecnologia su ampia scala. Soprattutto nel confronto
con la fuel cell, esso consente di raggiungere una potenza nettamente superiore.
Secono la Casa, il motore V12 della BMW Hydrogen 7 offre dinamica,
comfort
e sicurezza delle classiche BMW – indipendente¬mente dalla
modalità di
esercizio selezionata. Il propulsore eroga da una cilindrata di 6,0
litri una potenza di 191 kW/260 CV. La coppia massima ammonta a
390 newtonmetri e viene raggiunta a un regime di 4.300 giri/min. La BMW
Hydrogen 7 accelera in 9,5 secondi da 0 a 100 km/h e raggiunge una
velocità
massima bloccata elettronicamente a 230 km/h. Questi valori
sono
validi sia per il funzionamento a idrogeno che a benzina. Nel funzionamento
a benzina, l’approvvigionamento di carburante avviene tramite iniezione
diretta; inoltre, nel collettore di aspirazione del motore è stato
integrato
un condotto d’idrogeno.
La
tecnologia chiave sono le valvole d’insufflazione per la prepara-zione
della miscela che in frazioni di secondo aggiungono all’aria aspirata
il quantitativo necessario d’idrogeno gassoso.L’idrogeno si
distingue
per una velocità di combustione fino a dieci volte superiore a quella dei
carburanti tradizionali e consente di raggiungere un livello di rendimento
più elevato. Al fine di potere sfruttare appieno questo potenziale, il
motore V12 della BMW Hydrogen 7 richiede una gestione motore particolarmente
flessibile. Il sistema VALVETRONIC e il Doppio VANOS sono i
complementi ideali. I cambi di carica e il ritmo d’iniezione possono
essere
tarati con precisione alle caratteristiche della miscela aria/idrogeno.
A pieno carico, il motore della BMW Hydrogen 7 funziona nel cosiddetto
esercizio stechiometrico. Il rapporto di miscela tra ossigeno e idrogeno
è equilibrato (lambda = 1). In questo rapporto, l’esercizio a
idrogeno
consente di raggiungere il massimo rendimento a delle basse emissioni.
Dato che l’idrogeno non contiene del carbonio – a differenza delle
fonti
di energia di origine fossile – la sua combustione non produce né
idrocarburi
(HC) né monossido di carbonio (CO). Durante il funzionamento ad
idrogeno,
delle tracce bassissime di HC, CO e di emissioni di CO2 possono formarsi
in conseguenza alla combustione dell’olio di lubrificazione o attraverso
i lavaggi del filtro a carbone attivo. Importanti sono solo le emissioni
di ossidi di azoto (NOX) che si formano soprattutto ad alte temperature
di combustione. L’elevata flessibilità con la quale è
possibile gestire
il processo di combustione consente di applicare una strategia di esercizio
con un ampio controllo della formazione di NOX. A questo scopo,
il motore viene gestito a carico parziale con un’alta quota di
ossigeno
(lambda > 2).
La combustione avviene a temperature
relativamente basse così da formare delle emissioni minime di NOX.
Questo funzionamento a magro è possibile in un campo della mappatura
molto
ampio. Dato che l’idrogeno ha la particolarità di limiti di
accensione
molto ampi e di bruciare ad un alta velocità, è sufficiente un
bassa quota
di carburante per generare un rendimento elevato.Per incrementare la potenza,
viene aumentata la quota di carburante nella miscela anche nell’esercizio
a idrogeno. Parallelamente al carico cresce anche la temperatura di
combustione. Il campo di miscela nel quale si forma la maggior parte di
ossidi di azoto è tra lambda = 1 e lambda = 2. Questo campo di
esercizio
negativo a livello di emissioni viene soppresso dalla gestione motore della
BMW Hydrogen 7 , indipendentemente dall’andamento di coppia. A pieno
carico
(lambda = 1), le emissioni di NOX. vengono evitate quasi completamente.
Per la trasformazione dei quantitativi minimi di NOX. che si formano in
questo campo di esercizio è sufficiente un semplice sistema di
catalizzatore
a tre vie. La composizione dei gas di scarico di un motore a combustione
interna a idrogeno nell’esercizio stechiometrico (lambda = 1) promuove
la decomposizione di eventuali ossidi di azoto nel catalizzatore a tre
vie. Il propulsore della BMW Hydrogen 7 offre anche nel funzionamento ad
idrogeno la stessa dinamica di un motore a benzina ma emette praticamente
solo del vapore acqueo.
I due serbatoi
Il concetto di motore bivalente della
BMW Hydrogen 7 non punta solo su una gestione motore e su un approvvigionamento
di carburante speciali ma anche sull’integrazione di due serbatoi di carburante
separati. Al fine di massimizzare l’autonomia, la BMW Hydrogen 7 è
equipaggiata di un tradizionale serbatoio di benzina da 74 litri
e
di un serbatoio di carburante supplementare che accoglie circa
8
chilogrammi d’idrogeno liquido. Il serbatoio d’idrogeno è un componente
centrale. La Magna Steyr supporta, come partner di sviluppo, BMW Group
nell’applicazione automobilistica della tecnologia dell’idrogeno. Il
serbatoio d’idrogeno a parete doppia è composto da un guscio interno e
un guscio esterno; ogni guscio è realizzato in una lamiera d’acciaio inox
dallo spessore di 2 millimetri. Tra il serbatoio interno e quello
esterno
è inserito un superisolamento a vuoto di 30 millimetri. Questa configurazione
consente di minimizzare la conduzione di calore. Lo strato intermedio raggiunge
l’effetto isolante di 17 metri di polistirolo. Gli elementi di unione
tra il serbatoio interno ed esterno sono dei nastri di CFRP a bassa conduzione
termica. La tecnica d’isolamento sviluppata per il serbatoio d’idrogeno
della BMW Hydrogen 7 offre una costanza termica finora mai raggiunta nella
pratica. Un esempio molto esplicativo: se si riempisse un serbatoio del
genere di caffé bollente, il caffé resterebbe caldo per più di 80 giorni.
Solo dopo questo periodo la bevanda si sarebbe raffreddata a una temperatura
adatta alla sua consumazione. Altrettanto efficiente è anche la protezione
contro il freddo.
L’isolamento ad alta efficienza consente di immagazzinare l’idrogeno
per un lungo periodo a una pressione da 3 a 5 bar a una temperatura costante
di – 250 gradi Centigradi. L’apporto di calore che determina
l’evaporazione dell’idrogeno è minimo. Le perdite risultanti dall’aumento
di pressione, che accompagna la crescita della temperatura, sono controllate
con la massima precisione. Il cosiddetto «boil-off-management» limita
la pressione interna del serbatoio e assicura una fuoriuscita controllata
dell’idrogeno già evaporato. L’idrogeno gassoso liberato viene diluito
in un cono di Venturi e ossidato in un catalizzatore che emette solo del
vapore acqueo. La durata fino allo svuotamento controllato di un serbatoio
d’idrogeno riempito a metà ammonta a circa 9 giorni. Anche dopo 9 giorni
si possono percorrere ancora circa 20 chilometri con il motore azionato
ad idrogeno.Durante la guida, la trasformazione predefinita d’idrogeno
liquido in idrogeno gassoso è un processo permanente. Il carburante viene
prelevato dal serbatoio allo stato gassoso e apportato alla preparazione
della miscela. Questo è anche il motivo per cui l’idrogeno liquido
viene sottoposto a una evaporazione controllata nel serbatoio e viene costituito
uno strato intermedio di gas a pressione predefinita. Il riscaldamento
dell’idrogeno gassoso prelevato dal serbatoio è necessario per la preparazione
della miscela. In questo processo viene sfruttato il calore del circuito
di raffreddamento del motore attraverso due scambiatori di calore collegati
tra di loro. Lo scambiatore di calore nella cosiddetta «capsula del sistema
secondario» riceve il proprio calore dal circuito di raffreddamento del
motore e lo convoglia attraverso il secondo scambiatore di calore al serbatoio
d’idrogeno; inoltre, viene riscaldato l’idrogeno per la preparazione
della miscela.
Il
concetto di motore bivalente della BMW Hydrogen 7 non punta solo su una
gestione motore e su un approvvigionamento di carburante speciali ma anche
sull’integrazione di due serbatoi di carburante separati. Al fine
di massimizzare l’autonomia, la BMW Hydrogen 7 è equipaggiata di
un
tradizionale serbatoio di benzina da 74 litri e di un serbatoio
di carburante supplementare che accoglie circa 8 chilogrammi
d’idrogeno
liquido. Il serbatoio d’idrogeno è un componente
centrale. La Magna
Steyr supporta, come partner di sviluppo, BMW Group nell’applicazione
automobilistica della tecnologia dell’idrogeno. Il serbatoio
d’idrogeno
a parete doppia è composto da un guscio interno e un guscio esterno; ogni
guscio è realizzato in una lamiera d’acciaio inox dallo spessore
di 2
millimetri. Tra il serbatoio interno e quello esterno è
inserito un
superisolamento a vuoto di 30 millimetri. Questa configurazione consente
di minimizzare la conduzione di calore. Lo strato intermedio raggiunge
l’effetto isolante di 17 metri di polistirolo. Gli elementi di unione
tra il serbatoio interno ed esterno sono dei nastri di CFRP a bassa conduzione
termica. La tecnica d’isolamento sviluppata per il serbatoio
d’idrogeno
della BMW Hydrogen 7 offre una costanza termica finora mai raggiunta nella
pratica. Un esempio molto esplicativo: se si riempisse un serbatoio del
genere di caffé bollente, il caffé resterebbe caldo per
più di 80 giorni.
Solo dopo questo periodo la bevanda si sarebbe raffreddata a una temperatura
adatta alla sua consumazione. Altrettanto efficiente è anche la
protezione
contro il freddo.
L’isolamento ad alta efficienza consente
di immagazzinare l’idrogeno per un lungo periodo a una pressione da 3
a 5 bar a una temperatura costante di – 250 gradi Centigradi.
L’apporto di calore che determina l’evaporazione
dell’idrogeno è minimo.
Le perdite risultanti dall’aumento di pressione, che accompagna la
crescita
della temperatura, sono controllate con la massima precisione. Il cosiddetto
«boil-off-management» limita la pressione interna del serbatoio e
assicura
una fuoriuscita controllata dell’idrogeno già evaporato.
L’idrogeno
gassoso liberato viene diluito in un cono di Venturi e ossidato in un
catalizzatore
che emette solo del vapore acqueo. La durata fino allo svuotamento controllato
di un serbatoio d’idrogeno riempito a metà ammonta a circa 9
giorni. Anche
dopo 9 giorni si possono percorrere ancora circa 20 chilometri con il
motore azionato ad idrogeno.Durante la guida, la trasformazione predefinita
d’idrogeno liquido in idrogeno gassoso è un processo permanente.
Il carburante
viene prelevato dal serbatoio allo stato gassoso e apportato alla preparazione
della miscela. Questo è anche il motivo per cui l’idrogeno
liquido
viene sottoposto a una evaporazione controllata nel serbatoio e viene costituito
uno strato intermedio di gas a pressione predefinita. Il riscaldamento
dell’idrogeno gassoso prelevato dal serbatoio è necessario per la
preparazione
della miscela. In questo processo viene sfruttato il calore del circuito
di raffreddamento del motore attraverso due scambiatori di calore collegati
tra di loro. Lo scambiatore di calore nella cosiddetta «capsula del
sistema
secondario» riceve il proprio calore dal circuito di raffreddamento del
motore e lo convoglia attraverso il secondo scambiatore di calore al serbatoio
d’idrogeno; inoltre, viene riscaldato l’idrogeno per la
preparazione
della miscela.