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Alt 15.11.2006, 12:27     #1
Hermann   Hermann ist offline
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Aktuelles Fahrzeug:
F45 AT 216d, E36 318i Cabrio
Der BMW Hydrogen 7. (Pressemappe mit Bildern)

Eine neue Ära der Mobilität beginnt. Der BMW Hydrogen 7. (Kurzfassung)

Steckbrief.

Das Prinzip: Wasserstoff-Verbrennungsmotor, bivalenter Antrieb, maximale Reichweite.

Das Signal: Flüssigwasserstoff als Energieträger für Mobilität im Alltagsbetrieb realisierbar.

Die Entwicklung: Die weltweit erste Wasserstoff-Luxuslimousine, die den Serienentwicklungsprozess erfolgreich abgeschlossen hat.

Das Fahrzeugkonzept: Fortschritt ohne Kompromisse, BMW typische Dynamik, Limousinen-Komfort und Ausstattung auf Premium-Niveau.

Der Motor: 6,0 Liter-Zwölfzylinder mit Benzin-Direkteinspritzung und Wasserstoff-Saugrohreinblasung.

Der Energiespeicher: Doppelwandiger Flüssigwasserstoff-Tank mit Vakuum-Superisolation.

Die Kraftstoffversorgung: Weltweit standardisierungsfähiger Wasserstoff- Betankungsvorgang.

Karosserie und Fahrwerk: BMW 760Li als Basis, intelligenter Leichtbau, Crashoptimierung, spezielle Fahrwerksabstimmung.

Das Sicherheitskonzept: Entwicklung von Sicherheitsstandards, Erprobung, unabhängige Zertifizierung.

Die Produktion: Integration in die Serienfertigung im BMW Werk Dingolfing, BMW Hydrogen 7 als Innovationsträger.

Die Kooperation: Die weltweit erste Wasserstoff-Luxuslimousine für die Nutzung im Alltag, intensiver Dialog zwischen den Nutzern und BMW.

Der Impuls: BMW Hydrogen 7 als Anreiz zum Ausbau der Wasserstoff-Versorgungsinfrastruktur.

Die Clean Energy Partnership: Bestandteil der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie, Nachweis der Alltagstauglichkeit der Wasserstoff-Nutzung als Ziel.

Der Energieträger: Wasserstoff als unbegrenzt verfügbare Alternative zu fossilen Kraftstoffen, nachhaltige Erzeugung als Perspektive.

Das BMW CleanEnergy Projekt: BMW Wasserstoff-Erfahrung seit den 80er-Jahren, Konzentration auf Verbrennungsmotor, Brennstoffzelle als ergänzende Technik.

Technische Daten.

Leistungs- und Drehmomentdiagramm.
__________________
Viele Grüße Hermann

"Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher."Albert Einstein

Geändert von Hermann (15.11.2006 um 13:52 Uhr)
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Alt 15.11.2006, 12:32     #2
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Eine neue Ära der Mobilität beginnt. Der BMW Hydrogen 7. (Kurzfassung)

Die BMW Group schreibt Automobilgeschichte. Mit dem BMW Hydrogen 7 präsentiert BMW die weltweit erste mit Wasserstoff (englisch: Hydrogen) angetriebene und damit praktisch emissionsfrei nutzbare Luxuslimousine für den Alltagsbetrieb. Das neue Modell bedeutet einen Meilenstein für den Eintritt in ein neues Zeitalter der nachhaltigen Mobilität. Der BMW Hydrogen 7 wird von einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor angetrieben. Das Fahrzeug hat den vollständigen Serienentwicklungsprozess durchlaufen und ist das Ergebnis einer konsequent betriebenen Strategie, mit der die BMW Group die zukunftsweisende Antriebsenergie Wasserstoff schon heute für den Alltagsbetrieb nutzbar macht.

Der BMW Hydrogen 7 stellt eine revolutionäre Weiterentwicklung innerhalb der BMW 7er Baureihe dar. Motor, Fahrwerk und Karosserie dieses neuen Modells basieren auf dem Fahrzeugkonzept der Limousinen BMW 760i und BMW 760Li. Der BMW Hydrogen 7 ist mit einem bivalenten Zwölfzylinder-Verbrennungsmotor ausgestattet, der sowohl mit Wasserstoff als auch mit herkömmlichem Benzin arbeitet. Der Motor erzeugt eine Leistung von 191 kW/260 PS und beschleunigt die Wasserstoff-Limousine in 9,5 Sekunden von null auf 100 km/h. Die Höchstgeschwindigkeit des BMW Hydrogen 7 wird elektronisch auf 230 km/h limitiert.


Fortschritt ohne Kompromisse.

Der bivalente Verbrennungsmotor liefert einen beeindruckenden Beleg für die herausragende Ingenieurskunst der BMW Group. Verzögerungsfrei und ohne jede Veränderung im Fahrverhalten schaltet der neuartige V12-Motor vom Wasserstoff-Betrieb auf den Benzin-Betrieb um. Dies wird durch eine hochpräzise Steuerungstechnologie ermöglicht, die den Motor so reguliert, dass seine Leistung trotz der unterschiedlichen Verbrennungseigenschaften der Kraftstoffe in beiden Betriebsarten identisch ausfällt. Mit dieser richtungweisenden Motoreninnovation bietet die BMW Group eine praxisorientierte und attraktive Lösung für den Umstieg auf Wasserstoff als Antriebsenergie. Sie setzt damit zugleich einen Meilenstein auf dem Weg in eine von fossilen Kraftstoffen unabhängige, schadstofffreie Zukunft der individuellen Mobilität.

Hinsichtlich Leistungsentfaltung, Laufkultur und Komfort befindet sich der BMW Hydrogen 7 auf einer Stufe mit den anspruchsvollsten Produkten, die die Automobilindustrie auf dem Gebiet der benzin- oder dieselbetriebenen Fahrzeuge hervorgebracht hat. Das praktisch emissionsfreie Fahren in der
neuartigen Wasserstoff-Limousine wird damit in einer für BMW Fahrzeuge typischen Art zum Genuss. Neben dem zukunftsweisenden Antriebskonzept beeindruckt die dynamische Premium-Limousine durch eine ungewöhnlich umfangreiche Ausstattung.


Wasserstoff – Energieträger der Zukunft.

Nach Meinung von Experten ist Wasserstoff der einzige Energieträger, der das Potenzial besitzt, langfristig fossile Kraftstoffe im Straßenverkehr zu ersetzen. Wasserstoff (chemisches Symbol: H) ist als Bestandteil von Wasser und nahezu allen organischen Verbindungen Teil des biologischen Kreislaufs und somit umweltverträglich. Darüber hinaus ist er als häufigstes Element im Universum praktisch unbegrenzt verfügbar. Wasserstoff lässt sich tiefkalt als Flüssigkeit oder in Gasform speichern und relativ einfach transportieren. Als Gas ist Wasserstoff ungiftig, farb- und geruchlos. In flüssiger Form enthält er, gemessen am Gewicht, eine um das Dreifache höhere Energiemenge als Benzin. Während der Einsatz fossiler Kraftstoffe zwangsläufig Kohlendioxid-Emissionen zur Folge hat, verhält sich Wasserstoff als alternative Antriebsenergie äußerst umweltverträglich, denn bei der Verbrennung entsteht praktisch nur Wasserdampf. Regenerativ erzeugt ist Wasserstoff im Vergleich zu anderen alternativen Kraftstoffen der einzig nachhaltig nutzbare Energieträger.


Flüssigwasserstoff gewährleistet hohe Alltagstauglichkeit.

Die BMW Group setzt konsequent auf Flüssigwasserstoff als Antriebsenergie. Diese Präferenz liegt darin begründet, dass die volumenbezogene Energiedichte von Wasserstoff in flüssiger Form weitaus höher ist als die Energiedichte von Wasserstoff in gasförmigem Zustand. Bei gleichem Bauraum für den Speichertank liegt die Energiemenge von tiefkalt-flüssigem Wasserstoff im Vergleich zu Wasserstoff, der mit 700 bar druckgasförmig gespeichert wird, um mehr als 75 Prozent höher. Entsprechend größer fällt daher auch die Reichweite eines mit Flüssigwasserstoff betriebenen Fahrzeugs aus.

Solange sich die Infrastruktur für Wasserstoff noch im Aufbau befindet, wird darüber hinaus die kumulierte Reichweite zum entscheidenden Kriterium für die Alltagstauglichkeit des Wasserstoff-Fahrzeugs. Seine hohe Reichweite erlangt der BMW Hydrogen 7 zum einen durch die Antriebsenergie Flüssigwasserstoff und zum anderen durch die Bivalenz des Verbrennungsmotors. Im Wasserstoff-Betrieb kann der BMW Hydrogen 7 mehr als 200 Kilometer zurücklegen, weitere 500 Kilometer fährt die Limousine im herkömmlichen Benzin-Modus.

Die Benutzerfreundlichkeit prägt die Attraktivität und damit die Akzeptanz der neuen Antriebsenergie Wasserstoff in besonderem Maße. Daher hatte das Qualitätsmerkmal Alltagstauglichkeit für die Konzeption des BMW Hydrogen 7 eine hohe Relevanz. Mit der ersten innerhalb der Serienproduktion gefertigten Wasserstoff-Luxuslimousine setzt die BMW Group ein deutliches Signal für die Automobilindustrie. Das Fahrzeug tritt den Beweis dafür an, dass beim Umstieg auf eine alternative Antriebsenergie hohe Ansprüche an Fahrdynamik und Komfort erfüllt werden können.

Reife und Zuverlässigkeit eines Serienfahrzeugs.

Die weltweit erste in Serie gefertigte Wasserstoff-Luxuslimousine ist nicht das Ergebnis eines Forschungsprojekts. Ihre Entwicklung markiert vielmehr den Beginn der Industrialisierung, womit sich der BMW Hydrogen 7 dem Niveau neuer BMW Modelle mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren anpasst. Der BMW Hydrogen 7 durchlief den gesamten Serienentwicklungsprozess eines neuen Modells von BMW. Neue Bauteile wie Motorentechnik, Tanksystem und Fahrzeugelektronik für den Wasserstoffantrieb wurden gemäß dem Produktentstehungsprozess (PEP) von BMW entwickelt. Dabei wurde jedes einzelne Bauteil genauestens dahingehend überprüft, ob es den Anforderungen der Serienentwicklung genügt.

Aufgrund dieser Konzeption steht mit dem BMW Hydrogen 7 ein Fahrzeug zur Verfügung, das eine neuartige und zukunftsweisende Antriebstechnologie mit den in Jahrzehnten der Fahrzeug- und Motorenentwicklung erlangten hohen Qualitätsstandards der BMW Group bezüglich Verlässlichkeit, Sicherheit und Fahrgenuss verbindet. Das ausgereifte Fahrzeugkonzept für den BMW Hydrogen 7 reicht damit signifikant über den Status bisher gefertigter Wasserstoff-Prototypen und -Demonstrationsfahrzeuge hinaus und ermöglicht eine Zulassung nach D/ECE-Regularien. In den USA wird der BMW Hydrogen 7 einem ausgewählten Nutzerkreis zum Testen übergeben.


Komfort auf Premium-Niveau.

Die Premium-Qualität des BMW Hydrogen 7 wird durch ein außergewöhnliches Komfortangebot untermauert. Dazu gehören Soft-Close-Automatik für die Türen, Klimakomfort-Verbundverglasung, Klimaautomatik „High“, elektrische Sitzverstellung mit Memory-Funktion, Standheizung inklusive Fernbedienung, Fernlichtassistent, TV-Funktion mit DVB-T-Empfang und Fondmonitor, Telematik Dienst BMW Assist und BMW Online, separates Autotelefon im Fond, Teleservice-Vorbereitung, CD-Wechsler für sechs CDs, DVD-Wechsler für sechs DVDs, Raucherpaket sowie Getränkehalter vorn und hinten.

Außerdem gehören Kopf- und Seitenairbags vorn und hinten, automatisch abblendende Innen- und Außenspiegel sowie Park Distance Control (PDC), Regensensor, Navigationssystem Professional und HiFi-System Professional, Lordosenstützen für Fahrer und Beifahrer sowie Sitzheizung vorn und im Fond zum Ausstattungspaket.

Weitere technische Highlights, die sich im BMW Hydrogen 7 genießen lassen, sind Komfortzugang, BMW Online, Spracherkennung für die Bedienung des Navigationssystems sowie der Telefon- und der Audioanlage, Lenkradheizung, elektrisch verstellbare Komfortsitze, BMW Night Vision und adaptives Kurvenlicht. Hinzu kommen 19 Zoll-Leichtmetallräder mit Mobility Set.

Das weltweit erste in Serie gefertigte Wasserstoff-Premiumfahrzeug für den Alltagsbetrieb läuft serienmäßig mit einer hochwertigen Metallic-Lackierung vom Band, wobei vor allem der exklusiv für dieses Modell zur Verfügung stehende Farbton Blue Water Metallic den einzigartigen Charakter des Fahrzeugs wirkungsvoll betont.


Bivalenter Verbrennungsmotor für eine maximale Reichweite.

Der bivalente Verbrennungsmotor ist die entscheidende, bahnbrechende Neuentwicklung im BMW Hydrogen 7. Der kraftvolle Motor basiert auf dem Zwölfzylinder-Benzintriebwerk mit 6,0 Litern Hubraum und VALVETRONIC der BMW 7er Reihe. Das maximale Drehmoment beträgt 390 Newtonmeter und wird bei einer Motordrehzahl von 4 300 min–1 erreicht. Der V12-Motor des BMW Hydrogen 7 arbeitet bivalent. Dadurch kann der Motor in denselben Zylindern wahlweise Wasserstoff oder Benzin verbrennen.

Mit insgesamt rund 700 Kilometern kommt das Wasserstoff-Fahrzeug mit dem bivalenten Verbrennungsmotor sogar auf eine höhere Reichweite als der BMW 760i. Der Fahrer eines BMW Hydrogen 7 kann so auf grenzenlose Mobilität vertrauen und sein Fahrzeug auch in größerer Distanz zur nächsten Wasserstoff-Tankstelle problemlos nutzen. Alltagstauglichkeit, Nutzwert und Fahrerlebnis bleiben uneingeschränkt gewahrt, auch wenn Wasserstoff nicht zur Verfügung steht.

Der Verbrennungsmotor bürgt für Verlässlichkeit.

Die BMW Group hat sich bewusst für den Verbrennungsmotor entschieden, um einen Impuls für eine stärkere Akzeptanz und Verbreitung von Wasserstoff als Antriebsenergie zu setzen. Der Verbrennungsmotor nutzt eine ausgereifte Technologie, für die fundiertes Know-how aus Jahrzehnten der Motorenentwicklung zur Verfügung steht. So erfüllt dieses Motorenkonzept alle Voraussetzungen, um die für Fahrzeuge der Marke BMW typische Fahrdynamik und Agilität auch bei der Verwendung von Wasserstoff als Energieträger zu gewährleisten. Außerdem bietet nur der Verbrennungsmotor den Vorteil, bivalent arbeiten zu können.

Einblaseventile als Schlüsseltechnologie.

Im Benzin-Betrieb arbeitet der Motor als Direkteinspritzer, für den Wasserstoff-Betrieb erfolgt die Gemischbildung bereits in den Ansaugkanälen. Dazu wurden neue Einblaseventile entwickelt, deren Konstruktion und Integration höchste Anforderungen an die Motorenentwicklung stellten. Die auf gasförmigen Wasserstoff ausgelegten Ventile sind nicht nur größer als herkömmliche Benzin-Einspritzventile, sondern decken eine deutlich größere Spreizung im Volumenstrom ab: Sie arbeiten mit unterschiedlichen Systemdrücken und gleichzeitig mit sowohl sehr kurzen als auch mit längeren Einblasezeiten für das Wasserstoffgas. In Hundertstelsekunden bringen sie dennoch immer exakt die benötigte Menge an Wasserstoff in die Ansaugluft ein.

Wasserstoff verbrennt mit einer bis zu zehn Mal höheren Geschwindigkeit als herkömmliche Kraftstoffe. Die Motorsteuerung des bivalenten Verbrennungsmotors verfügt über spezielle Funktionen. Mit der BMW exklusiven vollvariablen Ventilsteuerung VALVETRONIC und der variablen Nockenwellenverstellung Doppel-VANOS standen den Ingenieuren ideale Instrumente zur Optimierung des Wasserstoff-Brennverfahrens zur Verfügung. Gaswechsel und Gemischbildung können damit gezielt auf die Eigenschaften des Wasserstoff-Luft-Gemischs abgestimmt werden.


Praxisorientierte Lösung für die Reduktion von CO2-Emissionen.

Der BMW Hydrogen 7 emittiert im Wasserstoff-Betrieb praktisch nur Wasserdampf. Das neue Modell stellt damit einen bedeutenden Schritt auf dem Weg zu einer drastischen Reduktion der im Individualverkehr erzeugten Emissionen, insbesondere des CO2-Ausstoßes, dar. Für die Zukunft ist die Einführung eines allein mit Wasserstoff angetriebenen Fahrzeugs (monovalent) vorgesehen. Zudem wird im Rahmen der Forschung der BMW Group daran gearbeitet, die Brennstoffzellentechnik für eine möglichst praxistaugliche Nutzung im Automobil in Form einer Auxiliary Power Unit (APU) und damit als deutlich leistungsfähigerer Ersatz für die herkömmliche Fahrzeugbatterie zu erschließen.

Die BMW Group weist mit dem BMW Hydrogen 7 einen praxisorientierten, gangbaren Weg in eine umweltverträgliche automobile Zukunft. Die Integration von Wasserstoff in bewährte Entwicklungs-, Produktions- und Vertriebsprozesse ist die effizienteste Methode, um Wasserstoff als Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen zu etablieren. In diesem Sinne begreift sich die BMW Group als Schrittmacher des Fortschritts. Mit diesem Impuls stärkt BMW das Vertrauen der Kunden in diese Technologie und erhöht die Attraktivität von Wasserstoff-Fahrzeugen.

Vakuum-Superisolation für den Tank.

Das bivalente Antriebskonzept des BMW Hydrogen 7 setzt nicht nur eine spezielle Motorsteuerung und Kraftstoffversorgung voraus, sondern auch die Integration zweier unterschiedlicher Kraftstoffspeicher. Der Wasserstofftank des BMW Hydrogen 7 nimmt rund 8 Kilogramm (etwa 170 Liter) Flüssigwasserstoff auf, der konventionelle Benzintank umfasst ein Volumen von 74 Litern.

Flüssigwasserstoff als Antriebsenergie bedeutet eine besondere technische Herausforderung für die Speicherkonstruktion. Da Wasserstoff bei Umgebungsdruck erst bei einer Temperatur von minus 253 Grad Celsius in den flüssigen Aggregatzustand übergeht, wird die Speicherung des Kraftstoffs im Automobil über eine längere Zeit erst durch eine neuartige Vakuum-Superisolation möglich. Der Wasserstoff-Tank des BMW Hydrogen 7 ist doppelwandig ausgeführt. In dem 30 Millimeter dicken Zwischenraum befinden sich mehrere Aluminium- und Glasfaserschichten, um die Wärmeeinstrahlung zu reduzieren. Die starke Isolationswirkung des Tanks entsteht zudem durch ein im Zwischenraum erzeugtes Vakuum. So wird die Wärmeübertragung über Luft vermieden. Die Aufhängung des Innentanks erfolgt über gering wärmeleitende Bänder aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK).

Die Superisolation reduziert den Wärmeeintrag überaus effektiv. Sie entspricht der Isolationswirkung einer 17 Meter starken Styroporschicht. Würde man heißen Kaffee in den Tank füllen, wäre dieser erst nach etwa 80 Tagen auf eine Temperatur abgekühlt, bei der das Getränk trinkbar wäre.


Boil-off-Management zur Kontrolle der Verdampfung.

Ein geringer Wärmeeintrag ist trotz der Vakuum-Superisolation physikalisch nicht zu vermeiden. Das bedeutet, dass ein geringer Teil des Flüssigwasserstoffs mit der Zeit verdampft (englisch: boil off). Diese geringen Abdampfungsmengen treten jedoch erst nach einer Parkzeit von mehr als 17 Stunden auf. Danach erhöht sich der Druck im Kraftstoffbehälter so, dass der gasförmige Kraftstoff einem so genannten Boil-off-Management zugeführt werden muss. Es begrenzt den Tankinnendruck und sorgt beim Überschreiten eines definierten Idealwertes für eine kontrollierte Entnahme und Umwandlung von bereits verdampftem Wasserstoff. Der freigegebene gasförmige Wasserstoff wird in einem Venturirohr mit Luft vermischt und in einem Katalysator zu Wasser aufoxidiert. 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 20 Kilometer Wegstrecke im Wasserstoff- Modus zurückzulegen. Wird der BMW Hydrogen 7 zwischendurch im

Wasserstoff-Modus gefahren, nimmt der Tankinnendruck aufgrund der Entnahme von Wasserstoff für den Motorbetrieb wieder ab. Nach dem Abstellen des Fahrzeugs beginnt die 17-stündige energieverlustfreie Parkzeit dann von neuem.

Tanken leicht gemacht.

Das Tankkonzept für den Wasserstoffantrieb überzeugt ebenfalls durch seine Alltagstauglichkeit und unterscheidet sich im Prinzip der Handhabung für den Autofahrer kaum von der bewährten Benzinbetankung. Neu ist im Wesentlichen die druck- und kältedichte Tankkupplung für den Flüssigwasserstoff. Sie wird vom Fahrer wie ein Zapfhahn an den Flüssigwasserstoff-Tankstutzen des BMW Hydrogen 7 herangeführt und mit manuellem Druck aufgesteckt. Die endgültige Verriegelung der Kupplung und das Befüllen des Tanks erfolgen systemgesteuert. Die Tankklappe öffnet und schließt der Fahrer durch Betätigen einer Taste im Cockpit neben dem Lenkrad. Der gesamte Vorgang vollzieht sich in weniger als 8 Minuten. Aufgrund der einfachen Handhabung und des systemgesteuerten Befüllvorgangs erfolgt die Betankung des BMW Hydrogen 7 mit Wasserstoff ebenso leicht und ungefährlich und darüber hinaus sogar sauberer als eine herkömmliche Benzinbetankung.

Um möglichst frühzeitig eine weltweit einheitliche und automobilgerechte Technologie auf diesem Gebiet zu etablieren, hat die BMW Group mit internationalen Partnerunternehmen eine einheitliche Flüssigwasserstoff-Betankungskupplung entwickelt, die weltweit zum Standard werden soll.


Hoher Powerdome verweist auf die einzigartige Kraftquelle.

Die Karosserie des BMW Hydrogen 7 basiert auf dem Maßkonzept des BMW 760Li, das heißt Außenmaße und Radstand sind identisch. Optisch wurde der charakteristische Look der langen BMW 7er Limousine kaum verändert, jedoch wurden mehrere Bauteile aufgrund des höheren Fahrzeuggewichts und der Wasserstoff-Komponenten neu entwickelt.

Zum Erkennungsmerkmal des BMW Hydrogen 7 wird als optisch eigenständiges Karosseriebauteil der neue, hohe Powerdome, den die Wasserstoff-Limousine ihrem durch die H2-Einblaseventile höher bauenden Motor verdankt. Die muskulöse Kontur der Motorhaube verweist zugleich auf die einzigartige Kraftquelle unter dem Blechkleid des Wasserstoff-Fahrzeugs.

Auf der Heckklappe trägt das Fahrzeug den Schriftzug „Hydrogen 7“ und unter den Seitenblinkern befindet sich der Schriftzug „Hydrogen“. Weitere Erkennungsmerkmale sind die transparente, edel in Chrom eingefasste LH2-Tankklappe und die Blende für den hinteren Stoßfänger mit Chrom-Applikationen. Die Aufschrift „BMW Hydrogen Power“ auf den Sonnenschutzblenden der hinteren Seitenfenster und den Einstiegsleisten der Türen macht ebenfalls auf die revolutionäre Antriebstechnologie der Limousine aufmerksam.

Grundlegend neu ist die gewichtsoptimierte und zugleich noch crashfestere Mischbauweise mehrerer Karosseriebereiche aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Stahl. Die spezielle CFK-Stahl-Mischbauweise hat die BMW Group eigens für den BMW Hydrogen 7 entwickelt, um das höhere Gewicht des Antriebs- und Kraftstoffversorgungssystems auszugleichen und zudem die besonderen Sicherheitsanforderungen, die an dieses innovative Fahrzeug gestellt werden, zu erfüllen. So sind jetzt unter anderem die Seitenrahmen links und rechts umlaufend mit CFK verstärkt. Auf diese Weise werden die gleichen Crashwerte erreicht wie beim BMW 760Li.


Wasserstoff-Anzeigen im Cockpit.

Auch im Innenraum weist die Wasserstoff-Limousine im Vergleich zum BMW 760Li nur wenige optische Modifikationen auf. Im Cockpit befinden sich neue Anzeigen für den Wasserstoff-Betrieb. Innerhalb der Instrumentenkombination der BMW 7er Reihe wurde im Display der variablen Kontrollanzeigen das Symbol „H2“ hinzugefügt, welches im Wasserstoff-Betrieb aufleuchtet. Darüber hinaus verfügt der BMW Hydrogen 7 neben der Benzintankanzeige über eine H2-Tankanzeige, die den Füllstand in Kilogramm angibt. Die Gesamtreichweite erscheint als zweigeteilter Querbalken sowie als Zahl. Die Reserveanzeigen für Wasserstoff (ca. 1,5 kg nutzbare Restmenge für etwa 50 Kilometer) und Benzin (ca. 15 Liter Restmenge für mindestens 100 Kilometer) werden getrennt voneinander ausgewiesen.

Die optisch auffälligsten Modifikationen des Fahrzeuginterieurs befinden sich im Fond. Sie liegen in der Anordnung des Wasserstofftanks unterhalb der Hutablage und hinter der Rücksitzbank begründet. Beim BMW Hydrogen 7 ist die Rücksitzbank rund 115 Millimeter weiter vorn platziert als beim BMW 760Li, beziehungsweise rund 25 Millimeter weiter hinten als bei der Normalversion des BMW 7er. Die beiden Fondpassagiere genießen auch in dem Wasserstoff-Fahrzeug den Reisekomfort einer Oberklasse-Limousine von BMW. Die Mittelarmlehne im Fond ist packagebedingt fest installiert. Der BMW Hydrogen 7 ist daher als Viersitzer konzipiert. Das Kofferraumvolumen fällt aufgrund der Wasserstoffumfänge geringer aus als bei den übrigen Varianten der BMW 7er Reihe. Der Gepäckraum des BMW Hydrogen 7 fasst 225 Liter und bietet damit ausreichend Platz, um beispielsweise zwei Golfbags unterzubringen.


Leichtbau-Aluminium-Fahrwerk der BMW 7er Reihe.

Das Fahrwerk des BMW Hydrogen 7 basiert auf dem serienmäßigen Leichtbau-Aluminium-Fahrwerk, das die charakteristische Fahrdynamik der BMW 7er Reihe prägt. Vorn kommt eine Doppelgelenk-Zugstreben-Federbeinachse zum Einsatz und hinten eine Integral-IV-Mehrlenkerachse mit Anfahr- und Bremsnickausgleich. Die durch die Wasserstoff-Komponenten bedingte Gewichtszunahme machte einige Änderungen in der Fahrwerksabstimmung erforderlich. Außerdem wurde die Hinterachse des BMW Hydrogen 7 ähnlich wie bei der Sicherheitslimousine der BMW 7er Reihe durch Alu- und Stahl-Verstärkungen ergänzt. Darüber hinaus wird die Wasserstoff-Limousine serienmäßig mit dem Fahrwerksystem AdaptiveDrive ausgestattet, das die Wankstabilisierung mit der variablen Stoßdämpferverstellung verbindet. AdaptiveDrive sorgt dafür, dass sich der BMW Hydrogen 7 überaus agil und souverän bewegen lässt und auch in engen Kurven spielend leicht zu beherrschen ist.

Der BMW Hydrogen 7 verfügt über eine BMW 7er Bremsanlage. Damit beträgt der Bremsweg des 2 460 Kilogramm schweren Fahrzeugs aus 100 km/h bis zum Stillstand 41 Meter.

Hightech-System: Reifendruckkontrolle RDC.

Serienmäßig kommt im BMW Hydrogen 7 die neueste Generation des sensorbasierten Telemetrie-Reifendruckkontrollsystem RDC (Reifen Druck Control) zum Einsatz. Das aus dem Rennsport abgeleitete System weist eine besonders hohe Warnschärfe auf und entspricht dem derzeit höchsten Stand der Reifenkontrolltechnik. Das Telemetrie-Kontrollsystem misst in kurzen Intervallen den Druck jedes einzelnen Reifens und zeigt im Instrumentenkombi Abweichungen vom Normalwert für jede Radposition an. So wird der Fahrer noch früher und noch präziser auch über einen schleichenden Druckverlust an einem einzelnen Rad informiert.

Sicherheit als oberstes Prinzip.

Wasserstoff zeichnet sich durch andere Eigenschaften aus als Benzin oder Diesel und bringt daher naturgemäß andere Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit mit sich. Der umweltfreundliche Treibstoff ist sowohl geruchs- als auch farblos und daher für die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbar. Gerät Wasserstoff an die Luft, verflüchtigt er sich schnell und entweicht zügig nach oben, da er 15-mal leichter ist als die Umgebungsluft. Wasserstoff ist nicht reizend oder giftig, aber leichter entzündbar als Benzin oder Diesel, sofern ein entsprechendes Mischungsverhältnis mit Luft vorliegt. Der Umgang mit Wasserstoff ist absolut sicher, sofern seine charakteristischen Eigenschaften berücksichtigt werden.

Höchste Sicherheit ist für die BMW Group die Voraussetzung dafür, ein Fahrzeug mit Wasserstoffantrieb im Alltagsbetrieb nutzbar zu machen. Deshalb engagiert sich die BMW Group in vielen internationalen Gremien zur Entwicklung einheitlich geltender Sicherheitsstandards für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge. Parallel zur Entwicklung dieser Standards wurde ein durchgängiges Sicherheitskonzept für den BMW Hydrogen 7 und sein Umfeld aufgebaut. So verfügt der Flüssigwasserstofftank neben dem Boil-off-Managementsystem über zwei redundante Ventile, die im Falle eines starken Druckaufbaus im Tank – zum Beispiel im Fall einer Beschädigung – den Tankinhalt kontrolliert in die Umgebung abblasen. Wenn das erste Ventil öffnet, wird der Wasserstoff durch die in den C-Säulen verlaufenden Sicherheitsleitungen zum Fahrzeugdach geführt. Über das zweite, erst bei höheren Auslösedruck ansprechende Ventil kann das Gas zum Fahrzeugunterboden strömen, wo es ebenfalls abgeblasen wird. Die Eskalationsgefahr am Unfallort, also das Risiko, dass sich brennender Treibstoff am Boden ausbreitet, ist beim Wasserstoff-Fahrzeug im Gegensatz zum Benzin- oder Dieselantrieb nicht gegeben, weil Wasserstoff sich nicht in Form entzündlicher Pfützen am Boden ansammelt, sondern umgehend nach oben aufsteigt und sich verflüchtigt.

Zu den Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, um ein Fahrzeug im Alltagsbetrieb einzusetzen, gehört seine Eigensicherheit. Beim BMW Hydrogen 7 wird diese durch ein mehrstufiges Sicherheitskonzept gewährleistet. Im Mittelpunkt stehen dabei Vorkehrungen, die sowohl ein Bersten des Wasserstofftanks als auch einen unkontrollierten Austritt von Wasserstoff verhindern. Aus diesem Grund sind alle Bauteile so ausgelegt, dass sie maximale Sicherheitsanforderungen erfüllen. Darüber hinaus sind die Komponenten so gestaltet, dass sie im Falle einer Fehlfunktion eigenständig in einen sicheren Zustand übergehen. Nicht nur der Tank, sondern auch alle übrigen Wasserstoff führenden Komponenten und Leitungen sind doppelwandig ausgeführt. Speziell für den BMW Hydrogen 7 entwickelte Sicherheitsfunktionen ermöglichen es, eventuell auftretende Fehler frühzeitig zu erkennen und entsprechende Reaktionen auszulösen, um eine Gefährdung zu verhindern. Der Nutzer wird daher über jede Funktionsstörung im Sicherheitssystem informiert, auch wenn diese für sich noch keine Gefährdung darstellt. Ein Gaswarnsystem mit dezentral verteilten Wasserstoff-Sensoren signalisiert etwaige Funktionsstörungen sowohl im Fahrbetrieb als auch beim Parken. Die Stromversorgung für die Gaswarnanlage ist zudem dreifach gesichert. Neben der Fahrzeugbatterie verfügt der BMW Hydrogen 7 über zwei weitere Batterien, die unabhängig von der Fahrzeugbatterie die Stromversorgung für das Wasserstoffsystem übernehmen.

Unabhängige Zertifizierung.

Die BMW Group hat den BMW Hydrogen 7 zusammen mit dem TÜV Süddeutschland, mit Fokus auf die Wasserstoff-Komponenten, erfolgreich zahlreichen Testverfahren und den Zulassungsprozeduren eines Serienfahrzeugs unterzogen. Außerdem wurde ein Crashprogramm durchgeführt, das über die gesetzlichen Anforderungen hinausgeht: Front-Offset-Crash gemäß EURO NCAP mit einer Aufprallgeschwindigkeit von 64 km/h, der Heck-Crash mit 100- und 40-prozentiger Überdeckung sowie der Seiten-Crash im empfindlichsten Bereich, direkt auf die Tankkupplung. Zur Absicherung noch extremerer Unfallszenarien wurde der Wasserstofftank unter Sonderbedingungen, wie der Einwirkung von Flammen, dem Beschuss, der massiven mechanischen Beschädigung sowie der Reaktion des Kraftstoffbehälters und der Sicherheitseinrichtungen bei Verlust des Isoliervakuums getestet. Zudem wurden gefüllte Tanks bis zu 70 Minuten lang von mehr als 1000 Grad Celsius heißen Flammen umschlossen. Auch hier erwies sich das Verhalten als unproblematisch. Der Wasserstoff entwich langsam und kaum wahrnehmbar über die Sicherheitsventile.

Der TÜV Süddeutschland und die beratende Feuerwehr kamen nach diesen Untersuchungen zu dem Ergebnis, dass Wasserstoff-Fahrzeuge mindestens ebenso sicher sind wie konventionelle Benzinfahrzeuge.

Regelung für das Parken in Garagen.

Weil für die Sicherheit des Flüssig-Wasserstoff-Tanks in Automobilen bislang noch keine ausreichenden statistischen Zuverlässigkeitsdaten aus dem Alltagsbetrieb vorliegen können, ist das Parken in geschlossenen Räumen derzeit nicht erlaubt. Dieses Verbot bleibt aus Sorgfalt der BMW Group den Nutzern gegenüber solange bestehen, bis eine ausreichende Zahl von statistisch validen Daten hierzu existieren. Diese werden im langfristigen Betrieb und zusätzlichen Absicherungsprogrammen gewonnen.

Das Fahren und kurzzeitige Halten in geschlossenen Räumen, wie zum Beispiel Parkhäusern, die Durchfahrt beliebiger Tunnel und die Nutzung von Waschanlagen sind hingegen erlaubt, ebenso wie das Parken in einem offenen Carport.

Montage im BMW Werk Dingolfing.

Die Montage des BMW Hydrogen 7 erfolgt unter Serienbedingungen im BMW Werk Dingolfing parallel zu den dort produzierten Modellen der BMW 7er, BMW 6er und BMW 5er Reihe. Wie alle Zwölfzylinder-Motoren entsteht das Triebwerk im Münchner Motorenwerk des Unternehmens.


Der Fahrer des BMW Hydrogen 7 hat Anteil an einer Pionierleistung.

Der BMW Hydrogen 7 wurde in zahlreichen Erprobungen auch im Straßenverkehr auf seine Alltagstauglichkeit hin überprüft. Der Umstieg auf die Wasserstoff-Technologie macht für den Nutzer des Fahrzeugs in einigen, wenn auch wenigen, Punkten eine Umstellung erforderlich. Autofahrer, die sich schon jetzt für die Wasserstoff-Limousine entscheiden, haben Anteil an einer Pionierleistung. Viele Erfahrungen im Umgang mit dem Fahrzeug lassen sich erst durch den Alltagsbetrieb gewinnen. Die Erfahrungswerte der Nutzer prägen und fördern so die Weiterentwicklung der gesamten Technologie.

Mit der weltweit ersten Wasserstoff-Luxuslimousine für den Alltagsbetrieb spricht BMW Nutzer an, die über eine visionäre Grundeinstellung verfügen und daher ein hohes Interesse daran haben, den Beginn einer neuen Ära der individuellen Mobilität hautnah zu erfahren. Ihnen wird der BMW Hydrogen 7 – analog zu herkömmlichen Leasing-Vereinbarungen – für eine vereinbarte Zeitspanne zur Verfügung gestellt. In den USA wird der BMW Hydrogen 7 einem ausgewählten Nutzerkreis auf Testbasis zur Verfügung gestellt.

Bei der Übergabe des Fahrzeugs erhält der Nutzer eine detaillierte Einweisung. Das Wartungsintervall beträgt drei Monate. Darüber hinaus ist die Wasserstoff-Limousine mit einem innovativen Ferndiagnosesystem ausgestattet. Das System erfasst eine Vielzahl von Fahrzeugdaten, wie Tankinnendruck, Füllstand, Bordnetzspannung und eventuell auftretende Eigendiagnosedaten sowie Fehlermeldungen, und übermittelt diese regelmäßig selbsttätig an eine BMW Hotline.

Potenzial des Wasserstoffs früh erkannt.

Die weltweit erste in Serie gefertigte Wasserstoff-Luxuslimousine für die Nützung im Alltagsbetrieb ist das Ergebnis einer jahrzehntelangen intensiven Forschung zu alternativen Antriebsenergien innerhalb der BMW Group. Die Forscher von BMW haben Wasserstoff früh als den Kraftstoff der Zukunft erkannt. Schon in den 80er-Jahren startete die BMW Group die Forschung von Motoren und Fahrzeugen, die mit flüssigem Wasserstoff betrieben werden können. Damals wurde der erste Prototyp eines bivalenten Wasserstoff-Fahrzeugs präsentiert, mit dem BMW den Grundstein für diese Technologie legte. Heute bestätigen viele Forschungen von Wissenschaftlern und Experten rund um den Globus, dass der Wechsel zu einem nachhaltigen und möglichst langfristig verfügbaren Energieträger nur durch einen Kraftstoff gewährleistet wird: regenerativ erzeugter Wasserstoff.

CO2-Reduzierung bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren.

Die modernen Verbrennungsmotoren, die in Fahrzeugen der BMW Group zum Einsatz kommen, zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein Höchstmaß an Fahrdynamik ermöglichen und zugleich auf dem Gebiet der Wirtschaftlichkeit Akzente setzen. Der Fortschritt, der in der Motorenentwicklung erzielt wird, wirkt sich stets in mehreren Bereichen aus. Jede neu entwickelte Antriebseinheit weist eine höhere Leistung, ein geringeres Gewicht und einen geringeren Kraftstoffverbrauch auf als der jeweilige Vorgängermotor. Dieses Prinzip wird bei BMW als effiziente Dynamik bezeichnet und leistet kurz- und mittelfristig einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung von Emissionen, einschließlich des Ausstoßes von Kohlendioxid (CO2). Das Prinzip der effizienten Dynamik ergänzt sich daher ideal mit der Energiestrategie BMW CleanEnergy, die langfristig auf eine vollkommen CO2-neutrale Antriebstechnologie zielt.

Bis zum Jahre 2008 gilt es, die CO2-Emissionen aller neu zugelassenen europäischen Autos auf durchschnittlich 140g CO2/km zu senken, dazu verpflichtete sich der Verband der europäischen Automobilindustrie (ACEA) 1998 gegenüber der Europäischen Union. Dies entspricht einer Reduzierung des CO2-Ausstoßes um 25 Prozent gegenüber 1995. Mit dem BMW Hydrogen 7 und der Implementierung der Wasserstofftechnologie in den Serienentwicklungsprozess zeigt die BMW Group – parallel zur permanenten Schadstoff-Reduzierung bei Benzin- und Dieselmotoren – einen Weg auf, der langfristig zu einem noch wesentlich stärkeren Rückgang des CO2-Ausstoßes von Kraftfahrzeugen führen kann. Die BMW Group übernimmt damit die Rolle des Schrittmachers und geht als Technologieführer mit gutem Beispiel voran.

Das Signal, das die BMW Group mit der Vorstellung des BMW Hydrogen 7 aussendet, richtet sich nicht nur eine besonders innovationsorientierte Nutzergruppe, sondern auch an all jene Netzwerkpartner aus Politik, Wissenschaft und Energiewirtschaft, die den Aufbruch in eine neue Ära der Mobilität gemeinsam fördern und gestalten. Die 1998 von BMW mitinitiierte und mit Unterstützung der Bundesregierung gestartete Initiative Verkehrswirtschaftliche Energiestrategie (VES) hat eine wissenschaftliche Untersuchung zu mehr als 10 Alternativkraftstoffen mit über 70 Herstellungsverfahren durchgeführt. Diese Studie hat ergeben, dass regenerativ erzeugter Wasserstoff langfristig gesehen die eindeutig zukunftsfähigste Lösung für eine umweltfreundliche automobile Fortbewegung darstellt. Zur VES gehören die Unternehmen Aral/BP, BMW Group, DaimlerChrysler, Ford, MAN, General Motors/Opel, RWE, Vattenfall, Shell, Total und Volkswagen.


Zukunft hat einen Namen: BMW CleanEnergy.

Die Förderung der Wasserstoff-Technologie als Energieform der Zukunft ist wesentlicher Bestandteil der Energiestrategie BMW CleanEnergy. BMW CleanEnergy ist der Oberbegriff für den ökologisch idealen, geschlossenen Energiekreislauf auf Wasserbasis. Denn Wasserstoff kann, mit Hilfe von Energie aus Sonne, Wind, Wasserkraft oder Biomasse, nahezu unbegrenzt gewonnen und genutzt werden. Die Vision einer nachhaltigen und schadstofffreien Mobilität erstreckt sich bei BMW damit nicht nur auf den Betrieb des Fahrzeugs, sondern auch auf die Erzeugung des Kraftstoffs. Die Diversifikation der Energie, eine zunehmende Unabhängigkeit und langfristig die Ablösung vom Verbrauch fossiler Kraftstoffe als Antriebsenergie ist ökologisch und ökonomisch notwendig. Nur so können CO2-Emissionen und Versorgungsrisiken langfristig vermindert werden. Der BMW Hydrogen 7 wird mit seinem richtungweisenden Antriebskonzept zum Schrittmacher für eine nachhaltige und umweltverträgliche Mobilität.


Aufbau der Versorgungsinfrastruktur.

Mit der Einführung des BMW Hydrogen 7 setzt die BMW Group einen starken Impuls für den Ausbau der Wasserstoff-Versorgung. Das flächendeckende Netz von Wasserstoff-Tankstellen ist derzeit zwar noch eine Vision, das technische und logistische Know-how dazu ist jedoch weitgehend vorhanden.

Um den Ausbau von Wasserstoff-Tankstellen voranzutreiben, engagiert sich die BMW Group seit Beginn in der im Jahre 2002 gegründeten Clean Energy Partnership Berlin (CEP). Der CEP gehören inzwischen Aral, die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG), DaimlerChrysler, Ford, General Motors/Opel, Volkswagen, Hydro, Linde, Total und Vattenfall Europe an. Sie trägt eines der wichtigsten Demonstrationsprojekte Europas – und eines der größten weltweit. Ziel der CEP ist es, den Energieträger Wasserstoff weiter zu erschließen und die Möglichkeiten des Alltagseinsatzes zu demonstrieren. Die Arbeit der CEP ist Bestandteil der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie. Ein Schwerpunkt der CEP-Projekte ist die praktische Erprobung der Versorgung. Dazu wurden im November 2004 und im März 2006 zwei Wasserstoff-Tankstellen am Standort Berlin gebaut. Eine weitere wird noch im Jahr 2006 in München entstehen. An diesen Tankstellen kann sowohl flüssiger als auch gasförmiger Wasserstoff getankt werden.

Weiter arbeitet die BMW Group sowohl im Rahmen der Hydrogen Fuel Cell Technology Platform der EU als auch im nationalen Innovationsprogramm der Bundesregierung aktiv mit. Zum internationalen Engagement gehört ferner die Mitwirkung an einer Forschungsallianz des US-amerikanischen Departments of Energy sowie die Initiierung einer Wasserstoff-Machbarkeitsstudie und einer Informationskampagne zu diesem Thema in China.
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Alt 15.11.2006, 12:33     #3
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Steckbrief.

  • Weltweit erste mit Wasserstoff betriebene Luxuslimousine für den Alltagsverkehr, zukunftsweisendes Modell innerhalb der BMW 7er Reihe, BMW 760Li als Basis, Meilenstein auf dem Weg zu einer schadstofffreien und nachhaltigen Mobilität.
  • Vollständige Integration der Wasserstoff-Technologie in den Serienentwicklungsprozess, BMW typische Fahrdynamik und Laufkultur, umfangreiche Premium-Komfortausstattung, Produktion parallel zu den Modellen der BMW 7er, BMW 6er und BMW 5er Reihe im BMW Werk Dingolfing.
  • Bivalenter Zwölfzylinder-Verbrennungsmotor für hohe Reichweite und Fahrdynamik, basierend auf dem Zwölfzylinder-Benzintriebwerk mit 6,0 Litern Hubraum und VALVETRONIC der BMW 7er Reihe, Leistung: 191 kW/260 PS, maximales Drehmoment: 390 Newtonmeter bei 4 300 min–1, Beschleunigung (0–100 km/h): 9,5 Sekunden, Höchstgeschwindigkeit: 230 km/h (elektronisch abgeregelt).
  • Direkteinspritzung im Benzin-Betrieb, äußere Gemischbildung mit Saugrohreinblasung im Wasserstoff-Betrieb, identische Motorleistung in beiden Betriebsarten, problemloses Umschalten ohne Zeitverzögerung von einer zur anderen Betriebsart, flexible Motorsteuerung mit VALVETRONIC und Doppel-VANOS, innovative Einblaseventile als Schlüsseltechnologie für den Wasserstoff-Betrieb.
  • Wasserstoff-Tank für ca. 8 Kilogramm Flüssigwasserstoff, Benzintank fasst 74 Liter, Flüssigwasserstoff als Antriebsenergie ermöglicht hohe Reichweite und somit Alltagstauglichkeit, mehr als 200 Kilometer Reichweite im Wasserstoff-Betrieb, zusätzlich 500 Kilometer im Benzin-Betrieb.
  • Motor emittiert im Wasserstoff-Betrieb praktisch nur Wasserdampf, praxisorientierte Lösung für die zügige Reduktion der CO2-Emissionen und den Umstieg auf eine von fossilen Kraftstoffen unabhängige Antriebsenergie, Schrittmacher des Fortschritts.
  • Wegweisende Vakuum-Superisolation für den Wasserstofftank, Flüssigwasserstoff bleibt konstant und auf lange Zeit bei einer Temperatur von minus 253 Grad Celsius, Isolationswirkung entspricht der einer 17 Meter starken Styroporschicht.
  • Einfache, saubere und gefahrfreie Betankung, Betankungskupplung wird wie herkömmlicher Zapfhahn an den Flüssigwasserstoff-Tankstutzen geführt, Verriegelung der Kupplung und Befüllung des Tanks verlaufen systemgesteuert.
  • Hoher Powerdome als Erkennungsmerkmal des BMW Hydrogen 7, Verweis auf den durch Wasserstoff-Einblaseventile höher bauenden Motor, gewichts- und crashoptimierte Mischbauweise von Karosseriebauteilen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Stahl.
  • Interieur-Modifikationen: Rücksitzbank aufgrund der Anordnung des Wasserstoff-Tanks um 115 Millimeter weiter vorn als beim BMW 760Li und 25 Millimeter weiter hinten als beim BMW 760i, Mittelkonsole auf der Rückbank packagebedingt fest installiert, vier Sitzplätze, spezielle Wasserstoff-Funktionsanzeigen im Cockpit.
  • Unabhängige Sicherheitszertifizierung, umfangreiche Testverfahren des TÜV Süddeutschland erfolgreich durchlaufen, sensorgesteuertes Kontrollsystem unabhängig vom Motorbetrieb, mehrfach gesicherte Wasserstoff-Komponenten.
  • Fahrwerk mit Doppelgelenk-Zugstreben-Federbeinachse vorn und Integral-IV-Mehrlenkerachse hinten, AdaptiveDrive mit Wankstabilisierung und elektronischer Dämpferkontrolle, Telemetrie-Reifendruckkontrollsystem RDC.
  • Innovatives Ferndiagnosesystem, gezielter Dialog mit den Fahrzeugnutzern.
  • Erstes Serienfahrzeug als Ergebnis jahrzehntelanger Erfahrung in der Erprobung von Wasserstoff als Antriebstechnologie bei BMW, Entwicklung und Erforschung von Wasserstoff-Motoren seit den 80er-Jahren.
  • Förderung einer flächendeckenden Versorgungsinfrastruktur für Wasserstoff durch die BMW Group im Verbund mit der Clean Energy Partnership in Berlin, BMW Hydrogen 7 als Wasserstoff-Serienfahrzeug für den Alltagsbetrieb setzt neue Impulse zum Ausbau des Tankstellennetzes.
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Alt 15.11.2006, 12:35     #4
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Das Prinzip: Wasserstoff-Verbrennungsmotor, bivalenter Antrieb, maximale Reichweite.

  • Fortschrittliches Antriebskonzept auf zuverlässiger Basis.
  • 700 Kilometer Reichweite mit bivalentem V12-Motor.
  • Exzellente Fahrdynamik in allen Geschwindigkeitsbereichen.
Als Pionier setzt die BMW Group für den Antrieb der ersten in Serie gefertigten Wasserstoff-Luxuslimousine der Welt auf den Verbrennungsmotor. Die seit mehr als einem Vierteljahrhundert von BMW betriebene Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Wasserstofftechnologie hat gezeigt, dass der Einsatz von Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor aufgrund der Dynamik, des Reifegrades und der hohen Alltagstauglichkeit dieses Motorenkonzepts die meisten Vorteile besitzt.

Der bivalente Verbrennungsmotor des BMW Hydrogen 7 verbrennt in denselben Zylindern sowohl Wasserstoff als auch den klassischen Kraftstoff Benzin. In einer Zeit, in der eine Infrastruktur für die Antriebsenergie Wasserstoff noch kaum vorhanden ist, präsentiert BMW eine Lösung, mit der Versorgungslücken auf praxisgerechte Weise überbrückt werden können.

Der bivalente Motor basiert auf dem Zwölfzylinder-Benzinmotor mit 6,0 Litern Hubraum und VALVETRONIC der BMW 7er Reihe. Er stellt eine revolutionäre Weiterentwicklung der bisherigen Verbrennungsmotoren von BMW dar und wurde in das Fahrzeugkonzept der BMW 7er Reihe integriert. Mit diesem Konzept gewährleistet die BMW Group durch das in Jahrzehnten erworbene Know-how im Fahrzeugbau und in der Entwicklung von Verbrennungsmotoren besondere Zuverlässigkeit und Sicherheit in der Nutzung von Wasserstoff als Antriebsenergie.

Bivalenter Motor für maximale Mobilität.

Die Reichweite des BMW Hydrogen 7 beträgt im Wasserstoff-Betrieb mehr als 200 Kilometer, weitere 500 Kilometer legt die Limousine im Benzin-Modus zurück. Der Nutzer erhält mit rund 700 Kilometern Reichweite also eine Bewegungsfreiheit, die allen Ansprüchen der Alltagsnutzung gerecht wird und sogar noch über die Reichweite einer herkömmlichen, mit Benzin betriebenen Limousine hinausgeht.

Rund 8 Kilogramm flüssigen Wasserstoff fasst der Wasserstofftank des BMW Hydrogen 7, der separate Benzintank hat ein Volumen von 74 Litern. Der bivalente V12-Motor erzeugt eine Leistung von 191 kW/260 PS und erreicht sein maximales Drehmoment von 390 Newtonmetern bei einer Motordrehzahl von 4 300 min–1. Die Beschleunigung von null auf 100 km/h erledigt die Wasserstoff-Limousine in 9,5 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit beträgt – elektronisch abgeregelt – 230 km/h. Der Fahrer muss somit in keiner Weise auf das BMW typische Fahrerlebnis verzichten. In beiden Betriebsarten ist die Leistungsfähigkeit des BMW Hydrogen 7 identisch. Daher ist der Wechsel der Betriebsart ohne Zeitverzögerung möglich. Er wird manuell durch den Fahrer ausgelöst oder erfolgt automatisch, sobald der Vorrat im Wasserstoff- beziehungsweise im Benzintank zur Neige geht. Im Fahrverhalten ist das Umschalten nicht zu spüren.

Anders als bei der Brennstoffzelle, die Wasserstoff zur Erzeugung von Elektrizität nutzt, welche das Automobil dann über einem Elektromotor antreibt, wird im BMW Hydrogen 7 der Wasserstoff direkt in den Verbrennungsmotor geleitet. Im Wasserstoff-Betrieb arbeitet der bivalente Verbrennungsmotor mit einer äußeren Gemischbildung, im Benzin-Betrieb schaltet er auf Direkteinspritzung um. Der Motor startet beim Anlassen im Wasserstoff-Modus, um die beim Kaltstart im Benzin-Betrieb auftretenden Emissionen zu vermeiden. Das Umschalten in den Benzin-Betrieb wird erst nach der Katalysator-Warmlaufphase zugelassen, somit befindet sich das Fahrzeug nie in einem ungünstigen Emissionszustand.

Höchste Alltagstauglichkeit von Anfang an.

Auf dem Weg zu einer emissionsarmen und nachhaltigen Mobilität soll eine noch nicht in gewohntem Maße zur Verfügung stehende Wasserstoff-Infrastruktur nicht zur Hürde werden. BMW versteht sich in diesem Sinne mit der Einführung eines serienmäßigen Wasserstoff-Fahrzeugs als Schrittmacher für den Fortschritt. Der Nachweis einer hohen Alltagstauglich von Wasserstoff-Fahrzeugen trägt dazu bei, Wasserstoff-Lieferanten und Tankstellenbetreiber zur Erweiterung des Angebots zu motivieren. Dies lässt das Zutrauen der Käufer in die neue Antriebstechnologie weiter wachsen und überzeugt mehr Kunden davon, auf die emissionsarmen Fahrzeuge umzusteigen.

Es geht daher zunächst darum, die Akzeptanz für die Innovation auf breiter Ebene zu erhöhen. Da die Akzeptanz exponentiell zur Alltagstauglichkeit eines Fahrzeugs steigt, setzt die BMW Group in der ersten weltweit in Serie gefertigten Wasserstoff-Luxuslimousine auf den bivalenten Verbrennungsmotor. Bis eine bessere Infrastruktur für Wasserstoff-Fahrzeuge geschaffen worden ist, können die Nutzer des BMW Hydrogen 7 so die Vorteile der neuen, emissionsarmen Technologie nutzen, ohne auf die Vorzüge der flächendeckenden Infrastruktur für die Benzintechnologie verzichten zu müssen.

Auf lange Sicht verfolgt BMW das Ziel, monovalente Motoren für den Einsatz von Wasserstoff als Antriebsenergie zu etablieren. Mit monovalenten Motoren kann das volle Potenzial dieses Energieträgers zum Tragen kommen. Um Wasserstoff als Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen zu qualifizieren und durchzusetzen, muss die für seine Nutzung erforderliche Technologie in bewährte Entwicklungs-, Produktions- und Vertriebsprozesse integriert werden.

Zuverlässig in eine umweltfreundliche automobile Zukunft.

Im Vergleich zur schwergewichtigen Brennstoffzelle ist der bivalente Verbrennungsmotor wesentlich leichter und kostengünstiger in der Produktion. Kosten senkend wirkt sich zudem die Fertigung des bivalenten Verbrennungsmotors in den bereits vorhandenen BMW Produktionsanlagen aus. Die jahrzehntelange Erfahrung im Bau von Verbrennungsmotoren garantiert ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit. Mit seinem Leistungspotenzial und seiner Fahrdynamik – insbesondere in höheren Geschwindigkeitsbereichen – wird der BMW Hydrogen 7 auch im Wasserstoff-Modus den hohen Ansprüchen gerecht, die mit Fahrzeugen von BMW verknüpft werden. Darüber hinaus bietet nach heutigem Entwicklungsstand nur der Verbrennungsmotor die Möglichkeit eines bivalenten Antriebs, der hohe Reichweiten unabhängig von der Dichte des Wasserstoff-Versorgungsnetzes sicherstellt.

Aus all diesen Gründen entschied sich BMW, in der weltweit ersten in Serie gefertigten Wasserstoff-Luxuslimousine für den Alltagsbetrieb als Antriebsquelle einen bivalenten Verbrennungsmotor einzusetzen. Er bietet die idealen Voraussetzungen für den praktikablen, kostengünstigen und zügigen Eintritt in eine neue, umweltfreundliche Ära der automobilen Fortbewegung, ohne Zugeständnisse an Bewegungsfreiheit und Fahrspaß.
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Alt 15.11.2006, 12:37     #5
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Das Signal: Flüssigwasserstoff als Energieträger für Mobilität im Alltagsbetrieb realisierbar.
  • Energiedichte von Flüssigwasserstoff schafft Reichweite.
  • Vakuum-Superisolation ermöglicht flüssige Speicherung.
  • Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur erhält neue Impulse.
Als erster Automobilhersteller der Welt hat BMW konsequent die mittel- und langfristige Entwicklung seiner Fahrzeuge auf den Betrieb mit Wasserstoff ausgerichtet. Mit dem BMW Hydrogen 7 wird nun erstmalig ein Fahrzeug präsentiert, das mit einem Wasserstoff-Antrieb serientauglich ist und im Praxisbetrieb ein hohes Mass an Anwenderfreundlichkeit bietet.

Praxistauglichkeit war eine wichtige Zielsetzung während der Entwicklung und Erprobung des BMW Hydrogen 7. Sie sollte sich auf das gesamte Fahrzeugumfeld erstrecken, also das Fahren, Betanken, die Wartung und Reparatur. Mit dem Ziel, das Fahrzeug von Anfang an voll in den Alltagsbetrieb integrierbar zu machen, hat die BMW Group den BMW Hydrogen 7 konsequent dem Serienentwicklungsprozess unterzogen.


Energiedichte von Flüssigwasserstoff schafft Reichweite.

Bei der Definition des Energiegehalts von Wasserstoff wird zwischen der gravimetrischen (bezogen auf das Eigengewicht) und der volumetrischen (bezogen auf das Volumen) Energiedichte unterschieden. Im Verhältnis zu seinem Eigengewicht weist Wasserstoff eine sehr hohe Energiedichte auf. Sie liegt etwa dreimal so hoch wie die gravimetrische Energiedichte von Benzin und ist damit für die mobile Nutzung sehr interessant. Erheblich geringer fällt in diesem Vergleich die volumetrische Energiedichte von Wasserstoff aus. Sie beträgt etwa ein Viertel von Benzin. Im Automobil steht für den Speichertank nur ein begrenztes Volumen zur Verfügung, deswegen muss der Energieinhalt bezogen auf das Volumen erhöht werden. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder wird der Wasserstoff im gasförmigen Aggregatzustand komprimiert oder er wird bis zum flüssigen Zustand heruntergekühlt. Die Kompression von gasförmigem Wasserstoff ist heutzutage bis zu einem Druck von 700 bar realisierbar. Bei Umgebungsdruck geht Wasserstoff in den flüssigen Aggregatzustand über, wenn er eine Temperatur von minus 253 Grad Celsius erreicht.

Um bei begrenztem Speichervolumen im Fahrzeug einen möglichst hohen Energiegehalt zu erzielen, setzt die BMW Group auf Flüssigwasserstoff. Die volumetrische Energiedichte des flüssigen Treibstoffs, also die Energiemenge bezogen auf den Volumenbedarf des Speichersystems im Fahrzeug, fällt bei flüssigem Wasserstoff um mehr als 75 Prozent höher aus als die des mit 700 bar komprimierten gasförmigen Wasserstoffs. Mit Flüssigwasserstoff wird folglich eine um 75 Prozent höhere Reichweite erzielt. Das bedeutet mehr Bewegungsfreiheit für den Fahrer, ein Kriterium das, solange sich die Infrastruktur für die Wasserstoffbetankung im Aufbau befindet, von besonders großer Bedeutung ist.

Vakuum-Superisolation ermöglicht Speicherung.

Der Flüssigwasserstoff-Tank stellt neben dem bivalenten Motor im BMW Hydrogen 7 die bedeutendste Neuentwicklung für die Automobil-industrie dar. Die besondere Herausforderung der Speicherung von Flüssigwasserstoff liegt darin, dass der tiefkalte, verflüssigte Wasserstoff für lange Zeit die niedrige Temperatur von minus 253 Grad Celsius halten muss. Eigens dafür wurde eine richtungweisende, 30 Millimeter starke Vakuum-Superisolation entwickelt, die die Wärmedämmung einer 17 Meter starken Styroporschicht erreicht. Damit ist es möglich, Flüssigwasserstoff über einen längeren Zeitraum im Fahrzeug zu speichern.


Energiebilanz für die Versorgung mit Flüssigwasserstoff.

Die Verflüssigung von Wasserstoff für die Nutzung als Antriebsenergie in der automobilen Fortbewegung macht zunächst einen höheren Energie- aufwand erforderlich als die Komprimierung von gasförmigem Wasserstoff. In der Alltagsnutzung verändert sich diese Bilanz jedoch zugunsten des Flüssigwasserstoffs, denn für die Ermittlung des Energieaufwands muss das Gesamtsystem „Fahrzeug“ betrachtet werden. In der Gesamtbetrachtung wird folgender Effekt berücksichtigt: Während des Betankens eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff kommt es zur Wärmebildung durch Kompressionswärme. Diese sorgt für eine Ausdehnung des komprimierten Wasserstoffgases mit einer nachteiligen Wirkung auf seine Energiedichte. Für die notwendige Verringerung der Wärmebildung stehen zwei Möglichkeiten zur Wahl: entweder passives Kühlen, indem Pausen beim Tanken eingelegt werden – eine Lösung, die auf wenig Verständnis beim Kunden treffen würde – oder aktives Kühlen durch Absenken der Wasserstofftemperatur an der Tankstelle vor der Betankung. Dieser Effekt treibt den durchschnittlichen Energieaufwand in der „Well-to-Wheel“-Effizienz, also bei der Betrachtung des Wegs des Kraftstoffs von der Quelle bis zum Rad, für den gasförmig komprimierten Wasserstoff erheblich in die Höhe.

Hinzu kommt, dass Wasserstoff wegen der höheren Dichte bei größeren Abnahmemengen langfristig in flüssigem Zustand an die Tankstelle geliefert und dort auch in flüssigem Zustand gelagert wird. Die Erzeugung von Druckgas direkt an der Tankstelle wäre aufgrund der kleinen Anlagengrößen ineffizient. Ab mittleren Anlagengrößen erfolgt – solange Pipelines absatzbedingt nicht in Frage kommen – die Anlieferung ebenso wie bei anderen heute praktizierten Gasdistributionen in flüssigem Aggregatzustand. Dadurch würde auch vor einer Betankung mit Wasserstoffgas der Kraftstoff zunächst verflüssigt und vor der Abgabe verdampft und komprimiert. Das bedeutet für die Bereitstellung von Druckgas an der Tankstelle einen erheblichen zusätzlichen Aufwand. Im Vergleich zur Flüssigwasserstoff-Betankung wäre dadurch der Energieaufwand für die Betankung mit Wasserstoffgas effektiv höher.

Impulse für den Ausbau der Versorgungsinfrastruktur.

Die Betankung des BMW Hydrogen 7 mit Flüssigwasserstoff ist so konzipiert, dass sie voll alltagstauglich und in der Handhabung durch den Fahrer weitgehend analog zur Benzinbetankung abläuft. Bestehende Tankstellen können um entsprechende Speicher und Dispenser für Wasserstoff erweitert werden, so dass keine komplett neuen Tankstellen errichtet werden müssen.

Der Vorgang der Flüssigwasserstoff-Betankung unterscheidet sich von der Benzintankbefüllung im Wesentlichen dadurch, dass eine druck- und kältedichte Kupplung anstelle der Zapfpistole verwendet wird. In der Bedienung ändert sich für den Nutzer kaum etwas. Nachdem der Fahrer die Wasserstoff-Tankkupplung mit dem Tankstutzen des Fahrzeugs verbunden hat, erfolgen die endgültige Verriegelung, die Befüllung des Tanks und die Entriegelung systemgesteuert. Dieser Vorgang dauert weniger als 8 Minuten und ist sauberer und nicht gefährlicher als die herkömmliche Benzinbetankung, weil weder Kraftstoff unkontrolliert entweicht noch entzündliche Dämpfe austreten können.

Mit der Präsentation des BMW Hydrogen 7 tritt die BMW Group den Beweis an, dass der Wechsel zu alternativen Antriebsenergien nicht mit Einbußen an Freude am Fahren, Komfort oder Praxistauglichkeit einhergehen muss. Mit der Wasserstoff-Limousine setzt BMW zudem ein deutliches Signal für die Alltagstauglichkeit von Flüssigwasserstoff als Energieträger im Serienfahrzeug. Der BMW Hydrogen 7 hat den gesamten Serienentwicklungsprozess mit allen dazugehörigen, gesetzlich reglementierten Prüfverfahren durchlaufen. Nach dem vollständigen Produktentstehungsprozess hat die BMW Group gemeinsam mit dem TÜV Süddeutschland den BMW Hydrogen 7 einem umfangreichen, besonders auf die Flüssigwasserstoff-Komponenten ausgerichteten Testprogramm unterzogen. Danach kam der TÜV zu dem Schluss, dass sich die Wasserstoff-Limousine mindestens ebenso sicher nutzen lässt wie ein herkömmliches Fahrzeug mit Benzinmotor.

Die Alltagstauglichkeit des mit Flüssigwasserstoff betriebenen BMW Hydrogen 7 ist fahrzeugseitig erreicht. Trotz aller Tests lässt sich die Benutzerfreundlichkeit, jedoch nur in der Praxis detailliert erkennen. Diese bleibt an eine adäquate Infrastruktur geknüpft, welche im Entstehen ist. Die BMW Group ist Vorreiter in diesem Prozess.

Um den Ausbau einer Versorgungsinfrastruktur voranzutreiben, hat sich die BMW Group frühzeitig in Partnerschaften engagiert. Dazu gehört die Clean Energy Partnership Berlin (CEP), die eines der wichtigsten Demonstrationsprojekte Europas für die Erschließung alternativer Energien in der Automobilindustrie betreibt. Zu dem 2002 gegründeten Konsortium zwischen Automobilindustrie, Versorgungswirtschaft und öffentlichen Verkehrsbetreibern gehören heute neben BMW der Mineralölkonzern Aral, DaimlerChrysler, Ford, General Motors/Opel, Volkswagen, Hydro, Linde, Total, Vattenfall und die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG). Ziel der CEP ist es, die Machbarkeit der Wasserstoff-Infrastruktur zu demonstrieren, den Energieträger Wasserstoff technologisch weiter zu erschließen und die Möglichkeiten für den Alltagseinsatz auszuweiten. Zu den Projekten gehört der Betrieb zweier öffentlicher Wasserstoff-Tankstellen, die 2004 beziehungsweise 2006 am Standort Berlin eröffnet wurden.

Eine weitere integrierte Station wird noch im Jahre 2006 in München entstehen.

Weltweites Engagement der BMW Group.

Ihr in der Forschung und Entwicklung der Wasserstofftechnologie gesammeltes Know-how bringt die BMW Group im nationalen Innovationsprogramm der Bundesregierung ein. Darüber hinaus wurden Mitarbeiter der BMW Group als Berater in das Advisory Council und in die Leitung des Deployment Strategy Panel der European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform (EHP) berufen – ein 2004 von der EU-Kommission initiiertes Gremium, das die Entwicklung und den Einsatz von kostengünstigen, konkurrenzfähigen europäischen Energiesystemen auf der Basis von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien verfolgt.

Zum internationalen Engagement gehört ferner die Mitwirkung an einer Forschungsallianz des US-amerikanischen Departments of Energy sowie die Initiierung einer Wasserstoff-Machbarkeitsstudie und einer Informationskampagne zu diesem Thema in China. Gemeinsam mit chinesischen Wissenschaftlern untersuchen BMW Experten dort Möglichkeiten zur Schaffung einer Wasserstoff-Infrastruktur.
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Alt 15.11.2006, 12:39     #6
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Die Entwicklung: Die weltweit erste Wasserstoff-Luxuslimousine, die den Serienentwicklungsprozess erfolgreich abgeschlossen hat.
  • Fertigung im Werk Dingolfing innerhalb der Serienproduktion.
  • Vollständiger Produktentstehungsprozess für alle Komponenten.
  • BMW Hydrogen 7 erfüllt alle Standards eines BMW Serienmodells.
Mit dem BMW Hydrogen 7 schreibt die BMW Group Automobilgeschichte. Die Weltneuheit ist nicht nur die weltweit erste Wasserstoff-Luxuslimousine sondern auch das erste wasserstoffbetriebene Premiumfahrzeug, das für den Alltagsbetrieb verfügbar ist. Der BMW Hydrogen 7 hat erfolgreich den gesamten Prozess der Serienentwicklung abgeschlossen. 27 Jahre nach der Präsentation der ersten BMW Wasserstoff-Konzeptstudie im Jahre 1979 ist es jetzt erstmals gelungen, das zukunftsweisende Konzept für eine nachhaltige Mobilität für die tägliche Praxis nutzbar zu machen. Damit ist der BMW Hydrogen 7 die weltweit erste mit Wasserstoff betriebene Luxuslimousine für den Alltagsbetrieb.

Der BMW Hydrogen 7 wird im BMW Werk Dingolfing montiert. Die Fertigung findet dort parallel zu den anderen Modellen der BMW 7er, BMW 6er und BMW 5er Reihe und auf den gleichen Produktionsbändern statt. Das Triebwerk wird – wie alle BMW Zwölfzylinder – im Münchner Motorenwerk von BMW gefertigt. Die Montage im Werk Dingolfing schließt alle Komponenten für den Wasserstoffantrieb ein. Dort werden auch der erste Betrieb des Fahrzeugs im Benzinmodus sowie die Dichtheitsprüfung des Wasserstoffsystems durchgeführt. Die abschließende Inbetriebnahme des Wasserstoffantriebs findet am BMW Standort in Eching bei München statt.

Die Entstehung des BMW Hydrogen 7 verlief gemäß dem für jedes neue BMW Modell obligatorischen Serienentwicklungsprozess. Das bedeutet, dass alle Freigabe- und Freizeichnungsprozesse den gleichen hohen Anforderungen unterliegen, die auch für neue benzin- und dieselbetriebene Fahrzeugmodelle von BMW gelten. So durchliefen beispielsweise Motor- und Tanksystem sowie Fahrzeugelektronik für den Wasserstoffantrieb den so genannten Produktentstehungsprozess (PEP). Der PEP reicht von der Ideenentwicklung und Strategieentwicklung über Vor- und Serienentwicklung bis zur Testphase und abschließenden Produkteinführung. Dabei werden auch alle aus Sicht des Nutzers relevanten Kriterien genauestens analysiert, um absolute Gewissheit über die Marktreife des neuen Fahrzeugs zu gewinnen.


Alle Bauteile auf Eignung für die Serienfertigung getestet.

Innerhalb des PEP wurden – wie bei allen anderen BMW Modellen – sämtliche Bauteile des BMW Hydrogen 7 analysiert und auf ihre Eignung für die Serienfertigung geprüft. Damit wurde sichergestellt, dass das Fahrzeug die BMW typisch hohen Standards hinsichtlich Qualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit erfüllt. Schwerpunkt dieses Prozesses war ein Sicherheitskonzept, das speziell auf den Wasserstoff-Betrieb abgestimmt wurde.

Neben den üblichen Crashtests musste der BMW Hydrogen 7 zusätzliche Aufpralltests im Hinblick auf die Wasserstoff-Komponenten bestehen. So wurden unter anderem ein Seitenaufprall direkt auf die Tankkupplung sowie ein spezifischer Heckaufprall durchgeführt. Außerdem musste der Wasserstofftank verschiedenen Extrembelastungen wie Feuer oder Beschuss standhalten. Darüber hinaus wurde der BMW Hydrogen 7 als so genanntes eigensicheres Fahrzeug konzipiert. Sämtliche Bauteile erfüllen maximale Sicherheitsanforderungen und sind darüber hinaus so gestaltet, dass sie im Falle einer Fehlfunktion eigenständig in einen sicheren Zustand übergehen. Im Rahmen einer permanenten Selbstüberprüfung des Fahrzeugs werden Fehlfunktionen frühzeitig erkannt und Reaktionen ausgelöst, die jegliche Gefährdungen vermeiden beziehungsweise minimieren. Der Fahrzeugnutzer wird über jede Fehlfunktion informiert, auch wenn diese für sich noch keine Gefährdung darstellt. Ein Schwerpunkt des Sicherheitskonzepts liegt auf der Vermeidung und frühzeitigen Registrierung eines unkontrollierten Austritts von Wasserstoff. Das geschieht unter anderem durch ein sensorgesteuertes Gaswarnsystem, das bei Funktionsstörungen automatisch Maßnahmen einleitet. Auch bei der Gestaltung des Sicherheitskonzepts wurde darauf geachtet, dass dem Fahrer eines BMW Hydrogen 7 die Umstellung auf die umweltfreundliche Antriebsenergie möglichst leicht fällt.

Bei der Entwicklung des BMW Hydrogen 7 ging es auch darum, die Wasserstoff-Technologie innerhalb des Unternehmens und in Zusammenarbeit mit den Zulieferern weiter voranzutreiben. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sind äußerst wertvoll, denn sie werden die Entwicklung zukünftiger wasserstoffbetriebener Modelle bei BMW erheblich erleichtern.
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Geändert von Hermann (15.11.2006 um 14:47 Uhr)
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Das Fahrzeugkonzept: Fortschritt ohne Kompromisse, BMW typische Dynamik, Limousinen-Komfort und Ausstattung auf Premium-Niveau.
  • Komfort und Ausstattung auf höchstem Niveau.
  • Modernes Cockpit mit H2-Funktionsanzeigen.
  • Anspruchsvollste Fahrwerkstechnik, speziell abgestimmt.
Die BMW Group hat das Potenzial von Wasserstoff als Antriebsenergie von Anfang an sowohl in den umweltfreundlichen, emissionsreduzierten Verbrennungseigenschaften als auch in der erstklassigen Eignung für die Gewährleistung einer attraktiven Fahrdynamik erkannt. Die Konsequenz: Die erste für die Nutzung im Alltagsverkehr entwickelte Wasserstoff-Luxuslimousine, der BMW Hydrogen 7, ist als zukunftsweisende Neuerung innerhalb der BMW 7er Reihe im Premium-Segment positioniert.

In punkto Leistungsentfaltung, Fahrdynamik und Laufkultur befindet sich der BMW Hydrogen 7 auf Anhieb auch im Wasserstoff-Betrieb auf einem Niveau, das die herkömmliche Benzinmotortechnologie erst im Laufe einer mehr als 100 Jahre währenden Entwicklung ermöglicht hat. Die Vorstellung, dass der Wechsel zu einer alternativen Energieform mit einem erheblichen Verzicht auf Fahrdynamik und Komfort verbunden sein muss, wird damit bewusst und auf eindrucksvolle Weise widerlegt. Mit der weltweit ersten in Serie gefertigten Wasserstoff-Luxuslimousine setzt die BMW Group daher ein deutliches Signal für die individuelle Mobilität der Zukunft. Der Komfortcharakter des BMW Hydrogen 7 wird mit einer außergewöhnlich umfangreichen Ausstattung untermauert.


Maße und Innenraumambiente des BMW 760Li.

Das Wasserstoff-Fahrzeug weist mit einer Länge von 5 179 Millimetern, einer Breite von 1902 Millimetern und einem Radstand von 3 128 Millimetern identische Maße auf wie der BMW 760Li. Durch die neue Antriebstechnologie ist der BMW Hydrogen 7 mit einem Leergewicht von 2 460 Kilogramm schwerer als die ausschließlich mit Benzin betriebene Langversion der 7er Reihe, dafür wurde das zulässige Gesamtgewicht jedoch erhöht. Karosserielinien und Interieur des BMW Hydrogen 7 unterscheiden sich auf den ersten Blick kaum vom BMW 760Li.

Im Interieur besticht der BMW Hydrogen 7 durch hochwertige Materialien und anspruchsvolle Klima- und Sitzqualitäten. Für die Sitze wurden Lederpolsterungen in den Ausführungen „Nasca“ Schwarz und „Nasca“ Flanellgrau sowie „Merino Platin“ verfügbar gemacht. Zum exklusiven Ambiente trägt auch die Interieurleiste in hochglänzendem schwarzen Pianolack bei.


Die Modifikationen im Interieur sind vorwiegend im Fond zu finden. Aufgrund der Anordnung des Wasserstoff-Tanks unterhalb der Hutablage und hinter der Rücksitzbank wurden Änderungen notwendig. Beim BMW Hydrogen 7 ist die Rücksitzbank etwa 115 Millimeter weiter vorn platziert als beim BMW 760Li, jedoch etwa 25 Millimeter weiter hinten als in der Limousine mit normalem Radstand. Folglich erreicht die Beinfreiheit auch im BMW Hydrogen 7 die in einer Luxuslimousine von BMW gewohnte Großzügigkeit. Die beiden Fondpassagiere genießen daher auch im Wasserstoff-Fahrzeug den Reisekomfort einer Oberklasse-Limousine von BMW. Die Mittelarmlehne im Fond ist packagebedingt fest installiert. Der BMW Hydrogen 7 ist daher als Viersitzer konzipiert. Augrund der Wasserstoff-Umfänge fällt das Kofferraumvolumen geringer aus. Mit einem Fassungsvermögen von 225 Litern bietet der Gepäckraum dennoch die Möglichkeit, beispielsweise zwei Golfbags mühelos unterzubringen.


Telemetrisches Reifendruckkontrollsystem RDC.

Der BMW Hydrogen 7 verfügt serienmäßig über das hochsensitive, sensorbasierte Telemetrie-Reifendruckkontrollsystem RDC (Reifen Druck Control). Das aus dem Rennsport abgeleitete System weist eine besonders hohe Warnschärfe auf und präsentiert den derzeit höchsten Stand der Reifenkontrolltechnik. Mit dem Reifendruckkontrollsystem RDC wird der Druck der einzelnen Reifen in kurzen Intervallen gemessen, wobei der Wert für jede Radposition im Instrumentenkombi einzeln angezeigt wird. Darüber hinaus signalisiert das System aber auch einen gleichmäßig in allen Rädern auftretenden Luftverlust. Dieser kann durch natürliche Diffusion der Luft aus den Reifen oder durch große Temperaturschwankungen verursacht werden. Der Fahrer wird aufgrund dieser Angaben bereits frühzeitig über Abweichungen vom Normalwert informiert.

Modernes Cockpit mit H2-Funktionsanzeigen.

Abgesehen von den veränderten Raumverhältnissen im Fond unterscheidet sich das Interieur des BMW Hydrogen 7 auch im Cockpit vom Innenraum des BMW 760Li. Neue Funktionsanzeigen weisen auf die zukunftsträchtige Antriebstechnologie hin. Die Instrumentenkombination über dem Lenkrad ist aus der BMW 7er Reihe bekannt: links der Tachometer mit Tank- und Reichweitenanzeige, in der Mitte die festen und variablen Kontrollleuchten, rechts der Bordcomputer. In der Mitte erscheint im Display der variablen Kontrollleuchten jetzt das Symbol „H2“, sofern der bivalente Verbrennungsmotor des BMW Hydrogen 7 im Wasserstoff-Betrieb arbeitet. Im Benzin-Betrieb werden an dieser Stelle wie gewohnt Uhrzeit und Außentemperatur angezeigt.

Im Rund des Tachometers erscheint die Tankanzeige in zweifacher Ausführung: Oberhalb der Benzintankanzeige ist die H2-Tankanzeige untergebracht. Sie gibt den Füllstand in Kilogramm an. Die Gesamtreichweite wird als zweigeteilter Querbalken dargestellt. Als transparenter Balken erscheint die verbleibende Reichweite im reinen Wasserstoff-Betrieb, der ausgefüllte Balken zeigt die verbleibende Reichweite im reinen Benzin-Betrieb an. Ergänzend dazu wird die Reichweite als Kilometerangabe dargestellt. Ebenfalls als Zahl erscheint gegebenenfalls die vom Navigationsgerät errechnete Distanz zum gewünschten Ziel. Die Reservemengen für Wasserstoff (ca. 1,5 kg nutzbare Restmenge für etwa 50 Kilometer) und Benzin (ca. 15 Liter Restmenge für mindestens 100 Kilometer) werden getrennt voneinander angezeigt.


Ergänzend zu den Standardmeldungen und analog zu den bekannten Störungsmeldungen eines reinen Benzinverbrennungsmotors werden auch Störungen, die sich auf den Wasserstoff-Betrieb beziehen, angezeigt. Ein Warnsignal erscheint zum Beispiel, wenn die Tankklappe nicht richtig geschlossen ist, der Motor überhitzt ist oder nicht im Wasserstoff-Betrieb gestartet werden darf oder wenn eine spezialisierte Werkstatt aufgesucht werden sollte.

Bequemer Wechsel zwischen Wasserstoff- und Benzin-Betrieb.

Der Motor startet immer automatisch im Wasserstoff-Modus. Auf diese Weise werden potenziell erhöhte Emissionen beim Kaltstart im Benzin-Betrieb vermieden. Das Umschalten erfolgt im Stand oder während der Fahrt bequem von Hand, durch Betätigen einer Umschalttaste am Lenkrad. Die erneute Umschaltung ist erst zeitverzögert möglich, um einen versehentlich gleich im Anschluss ausgelösten erneuten Wechsel auszuschließen. Ist einer der Tanks bis auf die im Versorgungssystem definierte Restmenge leer gefahren, wechselt der BMW Hydrogen 7 den Betriebsmodus automatisch.

Für den Ausnahmefall ist auch ein Start im Benzin-Modus möglich. Dazu muss gleichzeitig der Betriebsartenschalter gedrückt, die Betriebsbremse getreten und der Start-/Stopp-Knopf betätigt werden. Anschließend kann der BMW Hydrogen 7 wieder auf den H2-Betrieb umgeschaltet werden, es sei denn, der Wasserstofftank wurde entgegen der Betriebsvorschrift über die erforderliche Restmenge Wasserstoff hinaus entleert.


Fahrdynamik ohne Kompromisse.

Ebenso wie der BMW 760i verfügt der BMW Hydrogen 7 über die Fahrwerksabstimmung AdaptiveDrive. Das Paket AdaptiveDrive kombiniert die BMW Fahrwerksinnovation Dynamic Drive zum Ausgleich von Wankbewegungen mit dem kontinuierlich verstellbaren Dämpferkontrollsystem EDC-K.

AdaptiveDrive vermittelt den Insassen durch eine abgemilderte Fahrzeugneigung ein Gefühl des Gleitens in Kurven: Fahrdynamik wird kompromisslos kombiniert mit Fahrkomfort.

Zur Ausstattung des BMW Hydrogen 7 gehören außerdem Kopf- und Seitenairbags vorn und hinten, automatisch abblendende Innen- und Außenspiegel sowie die Park Distance Control (PDC), der Regensensor, das Navigationssystem Professional und das HiFi-System Professional, Lordosenstützen für Fahrer und Beifahrer sowie die Sitzheizung vorn und im Fond. Gegen einen Diebstahl ist der BMW Hydrogen 7 mittels Alarmanlage geschützt.

Außergewöhnlicher Komfort.

Für höchsten Komfort im BMW Hydrogen 7 sorgen darüber hinaus zahlreiche weitere Ausstattungsmerkmale. Dazu gehören Soft-Close-Automatik für die Türen, Klimakomfort-Verbundverglasung, Klimaautomatik „High“, elektrische Sitzverstellung mit Memory-Funktion, Standheizung inklusive Fernbedienung, Fernlichtassistent, TV-Funktion DVB-T und Fondmonitor, CD-Wechsler für sechs CDs, DVD-Wechsler für sechs DVDs, separates Autotelefon im Fond, Raucherpaket sowie Getränkehalter für vorne und hinten.

Durch die Klimaautomatik „High“ bleibt der Reisekomfort unbeeinträchtigt von Witterungsverhältnissen konstant auf höchstem Niveau. Sensoren der Klimaautomatik „High“ erfassen die genaue Sonneneinstrahlung, um die Kühlluftzufuhr exakt darauf abzustimmen. Der Frischluftstrom wird durch das Automatiksystem anschließend zugfrei und individuell einstellbar auf die verschiedenen Zonen des Fahrgastraums verteilt.

Die Standheizung des BMW Hydrogen 7 wird als Zusatzheizung aus dem Fahrzeuginneren oder von außen per Fernbedienung aktiviert. Sie temperiert im Winter den Innenraum schon vor dem Motorstart, so dass die optimale Betriebstemperatur des Motors schneller erreicht wird. Im Sommer unterstützt das System die Klimaanlage als Standlüftung.

Auch die Sonnenschutzrollos an den hinteren Seitenscheiben des BMW Hydrogen 7 steigern das Wohlfühlklima im Inneren. Sie tragen die Aufschrift „BMW Hydrogen Power“. Dieser Schriftzug findet sich darüber hinaus auf den Einstiegsleisten der Türen.

Darüber hinaus übertrifft das Bord-Entertainmentsystem die reguläre Ausstattung der BMW 7er Reihe und verleiht dem Interieur mit CD-Wechsler und DVD-Wechsler, Fondmonitor, TV-Funktion mit DVB-T-Empfang, Telematik Dienst BMW Assist, separatem Telefon im Fond und Teleservicevorbereitung in jeder Hinsicht Lifestyle- und Business-Qualitäten der Premium-Klasse.

Weitere technische Highlights wie Komfortzugang, BMW Online sowie Spracherkennung für die Bedienung von Navigation, Telefon und Audioanlage lassen sich auch im BMW Hydrogen 7 genießen. Hinzu kommen Lenkradheizung, elektrisch verstellbare Komfortsitze, BMW Night Vision, adaptives Kurvenlicht sowie 19 Zoll-Leichtmetallräder einschließlich Mobility Set.


Serienmäßige Metallic-Lackierung.

Auf der Straße gibt sich der BMW Hydrogen 7 mit einer hochwertigen Metallic-Lackierung als exklusives Fahrzeug zu erkennen. Die Metallic-Lackierung ist serienmäßig – besonders wirkungsvoll wird der einzigartige Charakter der Wasserstoff-Limousine vom exklusiv für dieses Modell verfügbaren Farbton Blue Water Metallic betont.

Die Quintessenz des Fahrzeugkonzepts für den BMW Hydrogen 7: Autofahren wird in der Zukunft nichts von seinem Reiz verlieren – aber sauberer sein als jemals zuvor.
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Alt 15.11.2006, 12:43     #8
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Der Motor: 6,0 Liter-Zwölfzylinder mit Benzin-Direkteinspritzung und Wasserstoff-Saugrohreinblasung.
  • Höchstgeschwindigkeit von 230 km/h mit Wasserstoff-Antrieb.
  • Motor emittiert praktisch ausschließlich Wasserdampf.
  • BMW untermauert Technologieführerschaft auf dem Antriebssektor.
Mit dem BMW Hydrogen 7 macht die Automobilentwicklung auf dem Weg zu einer drastischen Reduzierung der CO2-Emissionen einen bedeutenden Schritt nach vorn. Der bivalente Zwölfzylinder-Motor des BMW Hydrogen 7 kann praktisch emissionsfrei Wasserstoff sowie auf herkömmliche Weise Benzin verbrennen. Mit dieser revolutionären Motoreninnovation macht der BMW Hydrogen 7 die Bahn frei für den praxisorientierten Umstieg auf eine umweltfreundlichere automobile Fortbewegung. Versorgungslücken in der bislang für die Wasserstoff-Nutzung nur bedingt vorhandenen Infrastruktur werden mit dem bivalenten Zwölfzylinder-Motor im BMW Hydrogen 7 auf eine praxisgerechte Weise überwunden. Diese Technik-Innovation demonstriert das hohe Verantwortungsbewusstsein der BMW Group als Technologieführer auf dem Antriebssektor.

Nach dem heutigen Stand der Technik bietet nur der Verbrennungsmotor den Vorteil, bivalent arbeiten zu können. Autofahrer, die sich für die saubere Energie als Antriebsform entschieden haben, werden aufgrund der Bivalenz des Motors in ihrer individuellen Mobilität nicht eingeschränkt. Die Reichweite des BMW Hydrogen 7 wurde mit rund 700 Kilometern gegenüber herkömmlichen Benzinmotor-Fahrzeugen sogar erweitert. Im Vergleich zur Brennstoffzellentechnologie weist der Verbrennungsmotor einen erheblich höheren Reifegrad auf, der auf über Jahrzehnte hinweg gesammelten Erfahrungen beruht. Neben der daraus resultierenden Zuverlässigkeit dieses Motorenkonzepts sind auch die exzellenten fahrdynamischen Eigenschaften des Verbrennungsmotors ein wichtiges Argument für den Einsatz im Alltagsbetrieb.

Serien-Zwölfzylinder mit Anpassung an Wasserstoff.

Der Zwölfzylinder-Motor der weltweit ersten in Serie gefertigten Wasserstoff-Luxuslimousine für den Alltagsbetrieb ist vom Benzin-Triebwerk des BMW 760i abgeleitet und verfügt über modernste technische Details wie die vollvariable Ventilsteuerung VALVETRONIC und die variable Nockenwellenverstellung für die Einlass- und Auslassseite, Doppel-VANOS. Der bivalente Verbrennungsmotor ist so ausgelegt, dass in den Zylindern wahlweise Wasserstoff oder Benzin verbrannt werden kann. Die Besonderheit:

Die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs ist in beiden Betriebsarten identisch, der Motor kann verzögerungsfrei und im Fahrverhalten nicht wahrnehmbar zwischen dem Wasserstoff- und dem herkömmlichen Benzin-Betrieb umschalten.

Aus einem Hubraum von 6,0 Litern erzeugt das Triebwerk eine Leistung von 191 kW/260 PS, damit kommt der BMW Hydrogen 7 auf eine elektronisch abgeregelte Höchstgeschwindigkeit von 230 km/h. Das maximale Drehmoment beträgt 390 Newtonmeter und wird bei einer Motordrehzahl von 4 300 min–1 erreicht. Die Wasserstoff-Limousine beschleunigt in 9,5 Sekunden von null auf 100 km/h. Im Wasserstoff-Betrieb steht dem BMW Hydrogen 7 eine Reichweite von mehr als 200 Kilometern zur Verfügung, weitere 500 Kilometer legt er im Benzin-Betrieb zurück. Mit diesen Qualitäten bietet der bivalente V12-Motor des ersten Wasserstoff-Premiumfahrzeugs für den Alltagsbetrieb unabhängig von der jeweiligen Betriebsart Dynamik, Komfort und Zuverlässigkeit in der für BMW Modelle typischen Weise. Aus diesem Grund eignet sich die bivalente Antriebsform in besonderem Maße dafür, die Akzeptanz für die neue Antriebsenergie zu erhöhen.

VALVETRONIC schafft optimale Bedingungen für den Wasserstoff-Betrieb.

Grundsätzlich hat Wasserstoff deutlich andere Verbrennungseigenschaften als Benzin oder Dieselkraftstoff. Wasserstoff verbrennt schneller als Benzin. Für die Verbrennungseigenschaften des Wasserstoff-Luft-Gemischs ergeben sich durch die höhere Verbrennungsgeschwindigkeit handfeste Vorteile: Mit dem gleichen Energieeinsatz lässt sich ein höherer Wirkungsgrad erzielen als mit Benzin. Die unterschiedlichen Verbrennungseigenschaften der beiden Kraftstoffe werden durch spezielle Funktionen der Motorsteuerung des bivalenten Verbrennungsmotors ausgeglichen.

Für die flexible Motorsteuerung des bivalenten V12-Motors standen den Motorenkonstrukteuren mit der von BMW entwickelten drosselfreien Laststeuerung VALVETRONIC und der variablen Nockenwellenverstellung Doppel-VANOS ideale Werkzeuge zur Verfügung. Denn damit können der anspruchsvolle Gaswechsel und Einblaserhythmus gezielt auf die Eigenschaften des Wasserstoff-Luft-Gemischs abgestimmt werden. Die VALVETRONIC beeinflusst Dauer und Hub der Ventilbewegung. Eine elektromotorisch betätigte Exzenterwelle überträgt mit Hilfe eines Hebels zwischen der Nockenwelle und den Einlassventilen der Zylinder die Erhebung der Nocken in größere oder kleinere Ventilbewegungen. Mit Hilfe von VANOS können über eine hydraulisch gesteuerte Verstelleinheit Anfang und Ende der Ventilöffnungszeiten beeinflusst werden.

Einblaseventile als Schlüsseltechnologie.

Die Gemischbildung erfolgt im bivalenten V12-Motor für Benzin- und Wasserstoffeinlass mit unterschiedlichen Verfahren. Im Benzin-Betrieb arbeitet der Motor als Direkteinspritzer, die Wasserstoff-Gemischbildung erfolgt in den Ansaugkanälen. Die Wasserstoff-Verteiler wurden in die Sauganlage integriert. Als wegweisende Innovation belegen die speziell entwickelten Wasserstoff-Einblaseventile die große Ingenieurskunst der Motorentwickler. Die Gasventile sind naturgemäß größer als konventionelle Einspritzventile und decken eine deutlich größere Spreizung im Volumenstrom ab: Sie müssen mit Wasserstoff in unterschiedlichen Systemdrücken und außerdem mit sowohl sehr kurzen als auch mit längeren Einblasezeiten arbeiten können. In Hundertstelsekunden bringen sie stets exakt die jeweils benötigte Menge an Wasserstoffgas in die Ansaugluft ein.


Saubere Gemischbildung minimiert auch Stickoxide.

Die Tatsache, dass fossile Brennstoffe Kohlenstoff (C) enthalten, führt bei herkömmlichen Antriebskonzepten zu Emissionen, deren Reduzierung erheblichen Aufwand erfordert. Diese Problematik spielt beim Einsatz von Wasserstoff keine Rolle, bei seiner Verbrennung entstehen weder Kohlendioxid (CO2), noch Kohlenwasserstoffe (HC) oder Kohlenmonoxid (CO). Bei der Verbrennung von Schmieröl und der Spülung des Aktivkohlefilters des Benzintanks entstehen dennoch sehr geringe CO2-, HC- und CO-Emissionen, weshalb die Motoraktivität des BMW Hydrogen 7 im Wasserstoff-Betrieb als „praktisch emissionsfrei“ bezeichnet wird. CO2 entsteht durch die Verbrennung der Benzindämpfe und durch die Kat-Umwandlung der HC- und CO-Emissionen. Aktivkohlefilter kommen konzeptbedingt in Benzinfahrzeugen zum Einsatz, um die natürliche Verdunstung von Benzin, etwa bei praller Sonneneinstrahlung, aufzufangen. Die im Wasserstoff- Betrieb entstehenden Emissionen beschränken sich folglich auf wenige Prozent der EU4-Grenzwerte.

Relevant in der Betrachtung der Emissionen des bivalenten Zwölfzylinder-Motors sind daher nur die Stickoxid-Emissionen (NOX). Bei hohen Verbrennungstemperaturen von mehr als 1000 Grad Celsius entstehen – unabhängig von der Kraftstoffart – im Verbrennungsraum NOX-Emissionen durch die Verbindung von Luftstickstoff und -sauerstoff. Die flexible Motorsteuerung des BMW Hydrogen 7 macht eine Betriebsstrategie möglich, mit der Stickoxid-Emissionen weitestgehend verhindert werden können. Danach arbeitet der bivalente Zwölfzylinder-Motor unter Volllast quantitätsgeregelt im so genannten stöchiometrischen Betrieb. Dies bedeutet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgeglichen ist (Lambda = 1). In diesem Betriebsbereich wird die Maximalleistung des Motors erzielt. Dabei kann der NOX-Ausstoß mit einem herkömmlichen Drei-Wege-Katalysator auf ein Minimum reduziert werden.

Im Teillastbereich erfolgt die Laststeuerung ähnlich wie bei einem Dieselmotor über eine Qualitätsregelung. In diesem Fall arbeitet der Motor mit einem hohen Luftüberschuss (Lambda  2), das Gemisch ist dann mager. In diesem mageren Gemisch findet die Verbrennung mit erheblich niedrigeren Temperaturen statt. Da diese unterhalb der thermischen NOX-Bildungsgrenze liegen, entstehen nur sehr geringe NOX-Emissionen. Aufgrund der weiten Zündgrenzen von Wasserstoff kann der Motor im H2-Modus sehr mager, das heißt mit besonders geringen Kraftstoffanteilen, betrieben werden, was zusätzlich die Effizienz erhöht.

Im Bereich zwischen Volllast (Lambda = 1) und Teillast (Lambda  2) steigen die NOX-Rohemissionen dagegen stark an. Dies hat zur Folge, dass die Abgasemissionen in diesem Bereich signifikant erhöht sind. Die Motorsteuerung des BMW Hydrogen 7 ist in der Lage, diesen Bereich auszublenden und direkt zwischen der mageren Verbrennung bei Teillast und der stöchiometrischen Verbrennung bei Volllast umzuschalten. Der für das Abgasverhalten ungünstige Gemischbereich zwischen Lambda = 1 und Lambda = 2 wird daher von der Motorsteuerung lückenlos im Drehmoment übersprungen.

Die intelligente Betriebsstrategie des bivalenten V12-Motors ermöglicht es, unabhängig vom gewählten Kraftstoff hohe Leistungen zu erzielen und zugleich die Emissionen im gesamten Kennfeldbereich auf ein Minimum zu reduzieren. Dabei werden die besonderen Eigenschaften von Wasserstoff im Verbrennungsprozess gezielt genutzt, um Leistung, Effizienz und Emissionsverhalten der Antriebseinheit zu optimieren. So entfaltet die Antriebseinheit des BMW Hydrogen 7 auch im Wasserstoff-Betrieb eine adäquate Dynamik, emittiert dabei jedoch praktisch nur Wasserdampf.

Mit der richtungweisenden Konzeption des bivalenten Zwölfzylinder-Motors belegt die BMW Group einmal mehr ihre Kernkompetenz auf dem Antriebssektor und baut ihre Vorrangstellung als innovativer Automobilhersteller weiter aus.
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Alt 15.11.2006, 12:46     #9
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Der Energiespeicher: Doppelwandiger Flüssigwasserstoff-Tank mit Vakuum-Superisolation.
  • Bahnbrechende Isolationseffizienz des Wasserstoffspeichers.
  • Doppelwandiger Tank minimiert Wärmeeintrag.
  • Sicheres Boil-off-Managementsystem.
Das bivalente Antriebskonzept des BMW Hydrogen 7 setzt die Integration zweier separater Kraftstoffspeicher voraus. Um eine maximale Reichweite zu erzielen, verfügt der BMW Hydrogen 7 über einen konventionellen Benzintank, der 74 Liter fasst, sowie über einen zusätzlichen Kraftstoffspeicher, der rund 8 Kilogramm (etwa 170 Liter) flüssigen Wasserstoff (LH2) aufnimmt. Die BMW Group setzt auf Wasserstoff in flüssiger Form, weil die Energiemenge des flüssigen Treibstoffs bezogen auf den Volumenbedarf des Tanksystems im Fahrzeug um mehr als 75 Prozent höher ausfällt als bei gasförmigem Wasserstoff, der in einem Druckgas-Tanksystem bei 700 bar gespeichert wird. Flüssig gespeicherter Wasserstoff ermöglicht aufgrund der höheren Energiedichte also eine deutlich höhere Reichweite des Fahrzeugs.

Der LH2-Speicher stellt neben dem bivalenten Motor im BMW Hydrogen 7 eine weitere bedeutende Neuentwicklung dar. Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung dieses Tanksystems lag darin, dass Wasserstoff den flüssigen Zustand bei Umgebungsdruck erst bei einer Temperatur von minus 253 Grad Celsius erreicht und diese Temperatur im Tank möglichst lange gehalten werden muss. Um dies zu erreichen, wurde der Tank doppelwandig konstruiert, mit einer speziellen Superisolation ausgestattet und damit ein Hochvakuum erreicht.

Vakuum-Superisolation für den Tank.

Der Wasserstoffspeicher besteht aus einem Innen- und einem Außentank, beide sind aus jeweils 2 Millimeter starkem Edelstahlblech gefertigt. Zwischen dem Innen- und dem Außentank befindet sich eine 30 Millimeter starke Vakuum-Superisolation. Das Hochvakuum vermeidet eine Wärmeübertragung über Luft. Zur Vermeidung von ungewünschtem Wärmeeintrag befinden sich darüber hinaus im Zwischenraum Aluminiumreflexionsfolien und Glasfaserschichten, um die Wärmeeinstrahlung zu reduzieren. Die Aufhängung des Innen- im Außentank erfolgt über gering wärmeleitende Bänder aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK).

Die vakuumisolierte Zwischenschicht erreicht eine herausragende Isolationswirkung, vergleichbar mit einer etwa 17 Meter starken Styroporschicht. Diese Form der Isolation ermöglicht eine extrem hohe Temperaturkonstanz, wie ein anschauliches Beispiel verdeutlicht: Würde ein derartiger Speicherbehälter etwa mit kochendem Kaffee gefüllt, so bliebe dieser mehr als 80 Tage lang heiß. Erst danach wäre er auf eine Temperatur abgekühlt, bei der das Getränk trinkbar wäre. Ebenso kann der tiefkalte Wasserstoff im Wasserstoffspeicher lange Zeit bei einer Temperatur von etwa minus 250 Grad Celsius flüssig gehalten werden.


Boil-off-Managementsystem.

Ein geringer Wärmeeintrag lässt sich jedoch nie ganz vermeiden. Dies bewirkt, dass ein Teil des Wasserstoffs auf natürliche Weise verdampft. Dieser Vorgang wird als Boil-off-Effekt bezeichnet.

Die geringen Verluste durch Abdampfung treten jedoch erst nach einer Parkzeit von mehr als 17 Stunden auf. Danach erhöht sich der Druck im Kraftstoffbehälter, so dass der gasförmige Kraftstoff einem so genannten Boil-off-Management zugeführt werden muss. Es begrenzt den Tankinnendruck, indem es für eine kontrollierte Entnahme von bereits verdampftem Wasserstoff sorgt. Ein Druckanstieg über den Wert von 5,1 bar hinaus führt zu einer automatischen Öffnung eines Boil-off-Ventils, womit ein Überdruck im Tank ausgeschlossen wird. Der freigegebene gasförmige Wasserstoff wird in einem Venturirohr mit Luft vermischt und in einem Katalysator ohne zusätzlichen Energieaufwand zu Wasser aufoxidiert. 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 20 Kilometer Wegstrecke im Wasserstoff- Modus zurückzulegen. Wird der BMW Hydrogen 7 zwischendurch im Wasserstoff-Modus gefahren, bewirkt die für den Motorbetrieb erforderliche Entnahme von Kraftstoff eine Reduzierung des Tankinnendrucks. Nach dem erneuten Abstellen des Fahrzeugs beginnt die 17-stündige verlustfreie Standzeit bis zum Eingreifen des Boil-off-Managements erneut.

Um für den Fall einer Beschädigung der Vakuum-Superisolation und der dadurch erfolgenden erhöhten Erwärmung vorzusorgen, wurde der Tank zusätzlich zum Boil-off-Ventil mit zwei redundanten Sicherheitsventilen versehen, die bei einem überdurchschnittlich starken Druckaufbau den gasförmigen Wasserstoff kontrolliert und dezentral in die Umgebung abblasen. Dabei werden die physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs genutzt. Weil Wasserstoff leichter ist als Luft, steigt er auf und verflüchtigt sich sogleich. Wenn das erste Ventil öffnet, wird der gasförmige Wasserstoff über die in den C-Säulen verlaufenden Sicherheitsleitungen zum Fahrzeugdach geführt. Über das zweite, erst bei höherem Auslösedruck ansprechende Ventil wird das Gas zum Fahrzeugunterboden geleitet und dort abgeblasen.

Im Fahrbetrieb des BMW Hydrogen 7 ist die definierte Umwandlung von flüssigem zu gasförmigem Wasserstoff ein permanenter Vorgang. Im LH2-Tank befindet sich neben dem flüssigen Wasserstoff stets ein Polster aus gasförmigem Wasserstoff. Dieses Polster ist notwendig, weil der Wasserstoff gasförmig dem Tank entnommen und dem Motor zugeführt wird. Außerdem wird das konstante Gas-Polster zum Starten des Motors genutzt, da dieser, immer automatisch im emissionsarmen H2-Modus startet. Der Wasserstoff gelangt durch das Druckgefälle über doppelwandige Leitungen in den Motor – diese Konstruktion macht eine Kraftstoffpumpe für Wasserstoff überflüssig.


Die Nebensystemkapsel.

Der Wasserstoff wird in tiefkaltem, gasförmigem Zustand aus dem Speicher entnommen und muss, bevor er für die äußere Gemischbildung im Verbrennungsmotor geeignet ist, erwärmt werden. Zu diesem Zweck wird das Wasserstoffgas zunächst in einen Wärmetauscher überführt, der sich in einer so genannten Nebensystemkapsel befindet, einem weiteren innovativen Bauteil im BMW Hydrogen 7. Sie ist ebenfalls doppelwandig ausgeführt und umkapselt neben dem Wärmetauscher die Sensorik für Druck und Temperatur sowie die Ventilblöcke.

Der Wärmetauscher nutzt die Wärme des Motors und arbeitet mit dem Wasser des Kühlkreislaufs. Liegt der Tankdruck unter dem für den Motorbetrieb erforderlichen Wert von 3 bar, wird ein Teil des erwärmten, gasförmigen Wasserstoffs durch den LH2-Behälter geleitet. Dieser Wärmeeintrag trägt zum weiteren Verdampfen eines Teils des flüssigen Wasserstoffs im Tank bei und der Druck steigt so wieder auf das erforderliche Niveau an.


Adaptierter Benzintank.

Für den BMW Hydrogen 7 wurde der Benzintank des BMW 760Li an den vorhandenen Bauraum angepasst, er fasst nun 74 Liter. Die Anpassung wurde notwendig, damit die LH2-Vorlaufleitungen vom Wasserstoffspeicher zur Sauganlage des Motors am Benzintank vorbeigeführt und der Kühlkreislauf für die Wasserstofferwärmung erweitert werden konnten. Außerdem entstand so der für die Zusatzwasserpumpe des Kühlkreislaufs benötigte Raum.
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Geändert von Hermann (15.11.2006 um 17:58 Uhr)
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Alt 15.11.2006, 12:48     #10
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Die Kraftstoffversorgung: Weltweit standardisierungsfähiger Wasserstoff-Betankungsvorgang.
  • Wasserstoff tanken nach gewohntem Prinzip.
  • Manuelle Ankopplung, systemgesteuerte Befüllung.
  • Internationale Partnerschaft für eine weltweite Standardisierung.
Die grundsätzliche Voraussetzung für die Entwicklung des Betankungssystems für den BMW Hydrogen 7 lautete, dass der Tankvorgang nicht komplizierter als bei der heutigen Benzinbetankung sein durfte. Schließlich soll die Einführung der weltweit ersten Wasserstoff-Luxuslimousine für den Alltagsbetrieb nicht nur dazu beitragen, CO2-Emissionen zu senken, das Fahrzeug soll zugleich als Meilenstein eine neue Ära im Automobilbau einleiten und eine Signalwirkung für die Automobilindustrie entfalten.

Das Flüssigwasserstoff-Betankungssystem unterscheidet sich im Wesentlichen durch die druck- und kältedichte Kupplung vom bekannten Tankvorgang mit einer Zapfpistole. Davon abgesehen, verläuft der Tankvorgang analog zum Benzin-Betrieb, für den Autofahrer bleiben die wenigen manuellen Handgriffe etwa gleich. Vor der Betankung wird das Fahrzeug zunächst über die elektromechanische Feststellbremse in der Getriebestellung „P“ sicher arretiert. Per Taste links neben dem Lenkrad öffnet der Fahrer die Tankklappe für den Wasserstoffspeicher. Anschließend führt er die Flüssigwasserstoff-Kupplung der Tanksäule wie einen Zapfhahn an den Wasserstoff-Tankstutzen des Fahrzeugs. Im Anschluss an das manuelle Ankuppeln läuft die endgültige Verriegelung der Tankkupplung automatisch ab. Das Fahrzeug meldet der Tankstelle eigenständig und ohne Zutun des Fahrers die Betankbarkeit über einen elektronischen Kontakt. Der Wasserstoff-Befüllung beginnt dann ebenfalls systemgesteuert.




Die Tankstelle erhält die elektronische Freigabemeldung automatisch nur dann, wenn das Fahrzeug sicher arretiert, eine ausreichende Batteriespannung sowie weder eine Gaswarnung noch ein Crash-Signal vorliegen, der Füllstand nicht höher als 80 Prozent ist und der Tankinnendruck mehr als 5,5 bar beträgt, die Tankklappe komplett geöffnet und der Dichtheitstest für die Tankkupplung abgeschlossen ist. Im Detail erfolgt bei der systemgesteuerten Befüllung das Öffnen der Kugelhähne, das Einfahren des Transferrohres, das Befüllen, das Spülen der Befüllleitung, das Rückfahren des Transferrohres, das Schließen der Kugelhähne sowie das Entriegeln. Der Fahrer löst die Tankkupplung lediglich wieder und schließt die Tankklappe durch erneutes Betätigen des Tanktasters.

Der ganze Vorgang vollzieht sich in weniger als 8 Minuten. Die Betankung verläuft ebenso gefahrlos und sogar noch sauberer als bei Benzin oder Diesel. Durch die komplette Kapselung der Betankung können anders als bei Benzin oder Diesel keine entzündlichen Dämpfe austreten. Sollte an der Tankstelle oder im Fahrzeug eine Fehlfunktion auftreten, wird die Betankung abgebrochen, beziehungsweise nicht gestartet.

Koaxiale Wasserstoff-Betankung.

Der etwa minus 250 Grad kalte, flüssige Wasserstoff wird in den Tank des BMW Hydrogen 7 „eingeregnet“. An den Tröpfchen kondensiert das im Tank über der flüssigen Phase befindliche Wasserstoffgas. Dadurch wird der Druck des Wasserstoffgases im Tank abgebaut. Der Betankungsvorgang verläuft koaxial, das heißt in der inneren Leitung des aus zwei Schichten bestehenden Tankschlauches wird der Flüssigwasserstoff transportiert, in der äußeren kann eine Rückführung von gasförmigem Wasserstoff erfolgen, der vom flüssigen Wasserstoff im Tank verdrängt und über die koaxiale Tankkupplung an die Entnahmestelle zurückgeführt wird.

Weltweite Standardisierung ist auf dem Weg.

Um möglichst frühzeitig eine weltweit einheitliche und automobilgerechte Flüssigwasserstoff-Betankungskupplung zu etablieren, hat die BMW Group mit den Automobilherstellern General Motors/Opel und Honda sowie mit dem Wasserstoff-Hersteller Linde und Walther als Hersteller der mechanischen Umfänge für die Wasserstoffbetankung ein offenes Konsortium gegründet. Das Konsortium strebt die weltweite Standardisierung der entwickelten Flüssigwasserstoff-Betankungskupplung an.

Linde bringt Wasserstoff-Know-how ein.

Die Zusammenarbeit zwischen der BMW Group und der Firma Linde hat bereits in der Vergangenheit zahlreiche Wasserstoff-Projekte geprägt. Das Unternehmen zählt zu den weltweit größten Herstellern von Wasserstoff-Produktionsanlagen und hat eine Vielzahl von Wasserstoff-Verflüssigungsanlagen gebaut. Linde ist einer der größten Flüssigwasserstoff-Versorger, rüstet nahezu alle derzeit existierenden Flüssigwasserstoff-Tankstellen aus und beliefert unter anderem auch die Stationen in Berlin und München mit flüssigem und gasförmigem Wasserstoff.

Kalt- und Warmbetankung.

Neben der praktischen, manuell eingeleiteten und dann systemgesteuert ablaufenden Kaltbetankung ist in Ausnahmefällen eine Warmbetankung des Wasserstoffspeichers im BMW Hydrogen 7 möglich. Sie erfolgt dann, wenn der Speicher komplett leer beziehungsweise aufgrund einer besonders langen Standzeit des Fahrzeugs zu warm für eine neue Kaltbefüllung geworden ist. Bereits bei der Übergabe des BMW Hydrogen 7 wird der Nutzer detailliert darüber informiert, auf welche Weise Situationen, die eine Warmbetankung des Fahrzeugs erforderlich machen, vermieden werden können. Die Warmbetankung nimmt deutlich mehr Zeit in Anspruch als die Kaltbetankung, weil der Wasserstofftank zunächst auf die für den Normalbetrieb notwendige Temperatur abgekühlt werden muss. Aus Sicherheitsgründen darf die Warmbetankung nur durch geschultes Personal an der Tankstelle durchgeführt werden. Das Fahrzeug bleibt jedoch mobil und kann im Benzin-Betrieb bewegt werden.

Die Benzinbetankung erfolgt analog zum konventionellen BMW 7er Serienfahrzeug. Getankt wird Kraftstoff der Sorte Super Plus (ROZ 98).
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Geändert von Hermann (15.11.2006 um 15:22 Uhr)
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