BMW iX5 Hydrogen: un día con un prototipo en el Círculo Polar Ártico
El iX5 FCEV es la nueva apuesta de BMW en los vehículos propulsados por hidrógeno
10 de marzo de 2022
Cuando las palabras prototipo, secretos y deriva aparecen en su buzón, las maletas se empaquetan solas. Bastante rapido. Entonces, 3 zonas horarias, 3 vuelos y 24 horas después, el Círculo Polar Ártico se abre frente a mí con temperaturas bajo cero. Pero hay una razón detrás de esta locura: el BMW iX5 Hydrogen. El FCEV, abreviatura de Fuel Cell Electric Vehicle, es la nueva apuesta de BMW en vehículos impulsados por hidrógeno, pero
ciertamente no es la primera . El prototipo
hizo su debut en 2019 en el Salón del Automóvil de Frankfurt y luego, una vez más, dos años después
en el Salón del Automóvil de Múnich .
Arjeplog - El Centro de Pruebas del Círculo Polar Ártico
BMW iX5 Hidrógeno en Arjeplog el 22 de febrero
Los ingenieros de BMW han trabajado duro desde entonces para perfeccionar la tecnología en el prototipo iX5 Hydrogen y ahora finalmente estaba listo para ser entregado a un número selecto de periodistas. Y no hay mejor lugar para hacerlo que en el Centro de Pruebas de BMW en Arjeplog, Suecia. Ubicado a 55 kilómetros del Círculo Polar Ártico, los centros de pruebas ofrecen a los ingenieros de desarrollo de las marcas BMW, MINI y Rolls-Royce las condiciones perfectas para un trabajo intensivo e integrado en nuevos componentes y modelos de vehículos.
BMW iX5 Hidrógeno en Arjeplog el 22 de febrero
El campo de pruebas de 28 hectáreas incluye una pista de nieve de 740 metros de longitud, junto con un área de dinámica de rive de medio kilómetro de longitud. También hay muchas pendientes de alto grado y una ruta dedicada a las pruebas de frenado en diferentes superficies. Por supuesto, al estar en el norte de Suecia, hay muchos lagos listos para usar en el invierno, alrededor de 8800 de ellos. Los lugareños comienzan a preparar el sitio en el lago Kakel, tan pronto como se enfríe lo suficiente, generalmente a fines de octubre o principios de noviembre.
Entre noviembre y abril, BMW Group tiene cientos de ingenieros trabajando en el centro de pruebas en diferentes roles. Durante mi viaje, también me encontré con un grupo de ingenieros de MINI que se preparaban para realizar una prueba de manejo de los vehículos eléctricos MINI Cooper de próxima generación.
La tecnología dentro del BMW iX5 FCEV
El cronograma de prueba de manejo me tiene comenzando el día con Robert Halas, líder de proyecto para el BMW iX5 Hydrogen y el Dr. Juergen Guldner, jefe de todas las actividades de hidrógeno y proyectos de vehículos de hidrógeno en BMW. Los dos estarán al volante el primer día de esta prueba de manejo. Dado que el iX5 Hydrogen se encuentra en su fase final de desarrollo, pero oficialmente sigue siendo un prototipo, solo los ingenieros de BMW pueden conducirlo en la vía pública.
Este es el segundo intento de BMW en un vehículo eléctrico de pila de combustible. El primero se presentó en 2015 dentro de un prototipo Serie 5 Gran Turismo, como parte de otra colaboración con Toyota. Tuvimos la oportunidad
de conducir ese prototipo FCEV en Miramas, las instalaciones de prueba de BMW en el sur de Francia. Construido también en colaboración con Toyota, el iX5 FCEV mantiene vivo el programa de celdas de combustible de BMW, ya que los bávaros sienten que el hidrógeno puede ser una tecnología muy efectiva para los vehículos de larga distancia en el futuro. La idea es que los vehículos impulsados por celdas de combustible de hidrógeno puedan usarse para complementar la línea de la marca donde los vehículos eléctricos tradicionales tienen dificultades. Por ejemplo, en áreas que no tienen acceso a carga de alta velocidad, el hidrógeno puede ser una alternativa útil.
De Hidrógeno Comprimido A Electricidad
El hidrógeno es una molécula diatómica, dos átomos de hidrógeno que comparten una capa de valencia. Puede llenar un globo con gases de hidrógeno y oxígeno y no formarán agua instantáneamente. Para sacar agua de esto, necesita 'excitar' los conjuntos de átomos de hidrógeno y oxígeno lo suficiente como para 'despegarlos'. Por supuesto, usar hidrógeno en una cámara de combustión mezclada con aire es bastante sencillo (y recuerde que es una mezcla de 2 a 1 de hidrógeno y oxígeno, y el aire contiene aproximadamente un 21 % de oxígeno).
Sin embargo, existe un problema con el hidrógeno como fuente de combustible para un motor de combustión interna. Si bien tiene una densidad de energía increíble por libra, aproximadamente tres veces la de la gasolina, es, desafortunadamente, el elemento más liviano del universo, lo que significa que debe exprimirse fuertemente para obtener alguna densidad. Incluso el hidrógeno comprimido no se acerca a la densidad de energía de la gasolina por volumen. Entonces, dada la baja eficiencia de un motor de combustión interna en comparación con un motor eléctrico, el hidrógeno no es una solución efectiva para ICE.
Pero cuando se compara el hidrógeno comprimido con las baterías, las cosas cambian. El hidrógeno en una pila de celdas de combustible puede proporcionar abundante electricidad que permite una buena potencia y alcance. Y aún mejor, a diferencia de las baterías, como el almacenamiento de hidrógeno drena la pila de celdas de combustible todavía produce voltaje nominal. Las baterías disminuyen el voltaje disponible a medida que se agotan (y es por eso que se dedica tanto esfuerzo a administrar las baterías y no permitir que las baterías se descarguen más allá de una reserva saludable).
Tanques de hidrógeno de fibra de carbono
El BMW iX5 Hydrogen tiene dos tanques de hidrógeno de fibra de carbono que almacenan 6 kilogramos de hidrógeno comprimido a una presión de 700 bar. Los dos depósitos forman una T en el suelo del BMW iX5 Hydrogen. Un tanque se coloca donde normalmente estaría el túnel de transmisión y el otro debajo del banco trasero. Las celdas de combustible son producidas por Toyota, pero la pila de celdas de combustible y la capa de software reales están diseñadas en Munich.
Según el Dr. Guldner, BMW ha realizado muchas mejoras desde los días del 5 Series GT Hydrogen, especialmente mejoras en la densidad de potencia. BMW también está reutilizando gran parte de la tecnología del reciente BMW iX3 o iX, que utilizan
la tecnología de motor eléctrico eDrive de quinta generación de BMW . La única diferencia es que, en lugar de un paquete de baterías que suministre electricidad, las celdas de combustible de hidrógeno convierten el hidrógeno comprimido en electricidad. Luego, un convertidor ajusta el voltaje de esa energía al motor eléctrico.
Reutilización de componentes de BMW iX3 e iX
Por lo general, el BMW iX5 genera alrededor de 125 kW/170 caballos de fuerza, sin embargo, la energía almacenada en una batería de respaldo de rendimiento se puede usar para ráfagas cortas de aceleración de alto rendimiento, entregando un máximo de 275 kW/374 caballos de fuerza. La batería de potencia ubicada en el eje trasero se puede recargar en las fases de aceleración y frenado.
Hablando de "cargar", se tarda entre tres y cuatro minutos en llenar los tanques de hidrógeno, suficiente para una autonomía estimada actual de 300 millas (500 km). El Dr. Guldner dice que se pueden lograr más mejoras en el alcance, por lo que tendremos que esperar a que el vehículo de producción en serie obtenga las últimas estadísticas de alcance.
Entonces, ¿cuánto te costará llenar los tanques de hidrógeno? A un precio promedio de $10 por kilogramo de hidrógeno comprimido, una recarga del BMW iX5 Hydrogen le costará $60. Entonces, desde esa perspectiva, está intercambiando un costo más bajo para recargar un BEV por una recarga más costosa pero más rápida de un FCEV.
¿Es seguro el hidrógeno?
Pregunté tanto al Dr. Gulder como a Halas sobre las medidas de seguridad requeridas por un vehículo de celda de combustible de hidrógeno. Según el equipo de ingeniería, el tanque de hidrógeno tiene un revestimiento para evitar que el hidrógeno se escape y está reforzado con fibra de carbono para darle más resistencia. Además, una capa de recubrimiento brinda protección adicional, por lo que, en caso de incendio, todo el tanque está protegido. También se integraron válvulas de liberación en el automóvil, por lo que, en caso de incendio, se libera el hidrógeno.
Se siente como un vehículo eléctrico, se conduce como un vehículo eléctrico
La primera etapa de la prueba de manejo nos llevará desde el Hotel Kraja en Arjeplog hasta el Círculo Polar Ártico. Un largo tramo de carreteras con curvas, pero nevadas y heladas, me dará la oportunidad de experimentar lo que se siente al vivir con un vehículo de pila de combustible. El prototipo iX5 Hydrogen es un vehículo de tracción trasera, pero viene equipado con neumáticos de invierno adecuados. Tracción y agarre tan decentes. El interior está decorado con una serie de equipos de prueba que capturan datos en tiempo real y los transmiten globalmente a los ingenieros de BMW. Todo en cuestión de milisegundos.
Al ser un vehículo de pruebas, existe un procedimiento específico para encender y apagar el coche. Además, una tableta muestra información relevante sobre la funcionalidad de los sistemas del automóvil. Entonces tuve la oportunidad de ver cómo cambia la telemetría en tiempo real. Por ejemplo, bajo aceleraciones rápidas, los indicadores digitales muestran el aumento de potencia adicional enviado al motor eléctrico. El Modo B (conducción con un pedal) o los procedimientos de frenado resaltan cuánta electricidad se envió a la batería de energía para su almacenamiento.
El BMW iX5 Hydrogen es tan silencioso en la carretera como cualquier otro vehículo eléctrico. Aunque viene de serie con un sonido eléctrico que probablemente sea necesario para las normas de seguridad de los peatones. Así que no hay sorpresas en comparación con cualquier otro automóvil eléctrico.
Bastante interesante, el iX5 Hydrogen pesa aproximadamente lo mismo que un X5 PHEV, alrededor de 2500 kg (5512 lbs), y ciertamente menos que el BMW iX. Por lo tanto, la experiencia de conducción es bastante ágil. La entrega de potencia recuerda a la del SUV BMW iX3, otro vehículo eléctrico de tracción trasera pero con solo 282 caballos.
BMW iX5 Hidrógeno en Arjeplog el 22 de febrero
Incluso en "forma estándar" a 170 caballos de fuerza, el iX5 Hydrogen se siente contundente, pero, por supuesto, debido a las condiciones de la carretera, no se establecieron récords de pista. No hubo muchas oportunidades para adelantar en esta parte del mundo, pero las pocas veces que se necesitó más potencia, la batería de energía se activó para brindar ráfagas adicionales de diversión.
El modo D permitió una mayor conducción por inercia, lo que permitió una experiencia de conducción más dinámica, otra característica importada de la familia de vehículos eléctricos iX3 e iX. Siendo todavía un vehículo de desarrollo, no pude obtener una indicación precisa del rango de manejo, pero espero tener la oportunidad de conducir un iX5 Hydrogen listo para producción en vías públicas a finales de este año.
En general, la experiencia de conducción en la carretera fue similar a la de un vehículo eléctrico alimentado por batería, pero con los beneficios adicionales de no perder ningún rango de manejo debido al clima frío o al usar características de comodidad como el sistema de calefacción. Esta es otra área en la que brilla un vehículo de celda de combustible: no hay reducción en la potencia o el alcance, independientemente de la temperatura exterior o el uso de un sistema de CA.
A la deriva en un lago de hielo
El segundo día es aún más emocionante, no solo porque pisé las instalaciones secretas de pruebas de BMW, sino también porque finalmente pude conducir el iX5 Hydrogen. El primero ha sido un sueño mío desde que vi las interminables fotos espía que venían de Arjeplog. Y fue exactamente lo que imaginé: una instalación secreta llena de autos BMW y MINI camuflados. Desafortunadamente, no se permitieron fotos en la propiedad, pero tuve la oportunidad de filmar algunas imágenes del prototipo BMW iX5 Hydrogen saliendo del taller.
Otro dato interesante es el hecho de que el área de prueba también está llena de varias cámaras criogénicas que se pueden usar en caso de que la temperatura exterior no sea lo suficientemente fría para las pruebas de invierno. Los ingenieros estacionan los autos de prueba adentro a -40 Celsius para ver cómo los componentes manejan las temperaturas extremas.
Tras un breve recorrido llegamos a la primera pista de pruebas situada, por supuesto, en un lago de hielo. La pista de una milla de largo me lleva a través de bancos de nieve hacia algunas curvas donde puedo experimentar la dinámica de manejo del iX5 Hydrogen. Al ser un SUV de tracción trasera, al iX5 ciertamente le gusta mover la cola, pero curiosamente, el Modo B (conducción con un pedal) hace maravillas cuando necesita compensar el deslizamiento.
Es un SUV bastante bien equilibrado que conserva muchas de las cualidades de un BMW X5 convencional. La retroalimentación de la dirección no es demasiado emocionante, pero es justo decir que no estaba viajando a altas velocidades ni en el modo más deportivo para activar completamente el sistema de energía eléctrica. La conducción es sin esfuerzo en cierto modo y puedo ver por qué esto sería un conductor diario muy cómodo.
El siguiente en la lista es la pista de deriva en forma de U, que es generosamente ancha y larga, lo que permite un poco de diversión. Comienzo la parte deslizante en el modo Confort, que parece un poco de poca potencia cuando intentas mantener la deriva. El impulso se activa al pisar el pedal de conducción, pero si continúa presionando el FCEV hasta sus límites de potencia, pronto se quedará sin esa reserva. Por supuesto, puede moverse libremente y la batería de energía se recargará rápidamente.
Si cambia al modo deportivo, aquí es donde la energía adicional está disponible de inmediato, hasta que se agote la reserva. Así que ahora puedes divertirte mucho más deslizando el iX5 y manteniendo los derrapes. Estuve tentado por un segundo de desactivar por completo el DSC, pero al ser un prototipo único, eso estaba fuera de la mesa. No es que realmente lo necesitara, no es probable que este BMW iX5 Hydrogen vea muchas pistas o almohadillas de derrape.
BMW iX5 Hidrógeno en Arjeplog el 22 de febrero
Al final, esta es la alternativa de BMW a los vehículos eléctricos que funcionan con baterías y puede servir como su automóvil ideal para viajes por carretera. El BMW iX5 Hydrogen no busca reinventar la rueda en lo que respecta a la dinámica de conducción. En cambio, quiere que te sientas como en casa cuando entres y especialmente cuando comiences a conducirlo. Si ya está acostumbrado a los vehículos eléctricos, el FCEV iX5 será una transición fácil, sin tener que pensar demasiado en la transmisión.
FCEV: ¿un futuro en la industria automotriz?
No quedan muchos fabricantes de automóviles tradicionales en el espacio de los vehículos eléctricos de pila de combustible. La mayoría de ellos pronto cambiará completamente a vehículos eléctricos alimentados por baterías, pero BMW y Toyota aún creen que el hidrógeno será parte de nuestro futuro de movilidad. Su apuesta es que las pilas de celdas de combustible se vuelvan más pequeñas y eficientes en el futuro, junto con la participación de la industria de camiones pesados. Este último podría ser el principal impulsor detrás de la adopción de FCEV que necesitan una infraestructura sólida pero costosa. Los recorridos más largos no son ideales para camiones eléctricos a batería, a pesar de que compañías como Amazon o PepsiCo recurren a camiones eléctricos a batería más livianos. Este es el caso de uso donde los FCEV podrían brillar y nivelar el campo de juego.
BMW iX5 Hidrógeno en Arjeplog el 22 de febrero
En la industria de los automóviles y camiones pequeños, todavía hay muchos clientes que probablemente lidiarán con la ansiedad por el alcance y los tiempos de carga de un vehículo eléctrico. Entonces, la batalla entre los BEV y los FCEV realmente podría reducirse al final a la infraestructura de la red.
El viaje al Círculo Polar Ártico llega a su fin, pero con una flota de BMW iX5 Hydrogen planeada para la carretera en 2023, una segunda aventura con el FCEV podría estar a la vuelta de la esquina.