近日，宝马集团首批iX5氢燃料电池车在国内首次上路试驾。全方位展示了最新的氢动力技术所带来的纯粹驾驶乐趣，更验证了氢能源作为未来电动出行领域重要选择之一的技术可行性。本文我们将从氢燃料电池车的原理、解决方案、宝马的技术特点以及未来发展规划来领略一下未来电动车应该是什么样的。
【技术科普&解决方案】
首先要明确一点，“氢燃料电池车”和“氢内燃汽车”虽然都是以氢气为能源，但二者的技术路径完全不同。
其中，氢内燃汽车（HICEV）是以内燃机燃烧氢气（通常透过分解甲烷或电解水取得）及空气中的氧产生动力，推动的汽车。这种车辆一般由内燃机汽车为基础改良而成，只要安全地解决氢气供应、储存的问题就可以推出市场。
而氢燃料电池汽车（Fuel cell vehicle-FCEV）则是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力，再以电力推动电动机，由电动机推动车辆。这种技术的车辆依靠的是氧化还原反应的化学能，而非燃烧氢气的热能，是电动车未来发展的重要方向，也是我们本文主要讲解的目标。
氢燃料电池驱动系统是电力驱动系统的有益补充。未来，宝马集团将以多元化方式推进实现零排放目标。
宝马集团认为，从长远来看，同步追求使用电池的电力驱动系统和燃料电池驱动系统的多元路线是合理的。在锂离子电池汽车不能有效充电的地区，以氢能源为原料的氢燃料电池车则可以成为相应的补充。
目前，宝马集团正在评估将氢燃料电池驱动系统车辆投入量产的可能性。同时，在人口密度高或交通繁忙的地区，提供足够数量的充电站尤其具有挑战性。另外，氢气的供应首先将降低负荷峰值，从而降低电网扩充的需求程度。作为电动驱动系统的不同形式，纯电动车和燃料电池电动车的互补性提升了整体技术竞争力，并促进旨在实现清洁交通的创新和进步。因此，燃料电池和电池技术的成本都在大幅降低，并且相对于内燃机的竞争力越来越强。目前，在乘用车领域，纯电动车的总体运行成本低于燃料电池电动车，但这一差距预计将在这十年或2030年代在各个领域缩小。
【宝马iX5氢燃料电池车技术特点】
系统总输出功率：295kW/401马力；燃料电池电动输出功率：125kW/170马力；储氢罐容量：6kg；
WLTP工况氢气消耗量：1.19kg/100km；WLTP工况续驶里程：504km；0–100km/h加速时间<6秒。
宝马iX5氢燃料电池车是宝马集团系统性推动氢动力技术发展的集大成者，证明了宝马集团在电力驱动技术领域的领先研发实力。
其中，iX5氢燃料电池车采用了高性能燃料电池与高功率动力电池的组合，将燃料电池技术与第五代BMW eDrive系统相结合，可以在更长的行驶距离情况下保持稳定的高行驶速度。这得益于整套驱动系统中的两个储氢罐、一个燃料电池和电机的构成模式，而供应燃料电池所需的氢气存储在储氢罐中，储氢罐则由CFRP（碳纤维增强型复合材料）制成，压力达到700巴，因此这两个压力罐总共可容纳近6kg的氢气。
通过氢气与氧气产生化学反应（氧化还原反应），为安装在后轴上的电动机提供高达125kW（170马力）的电能，车总输出功率可达295kW（401马力）。此外，位于电机上方的高功率电池不仅可以由燃料电池充电，还可使用制动能量回收系统产生的电力；当超车或加速时，电池会为车辆注入额外动力；最终，宝马iX5氢燃料电池车可以在6秒内完成零至百公里加速，而车辆除水蒸气之外不会排放任何废气，产生的多余热量还可被高效回收用于加热座舱。
无论外观内饰，宝马iX5氢燃料电池车都极具辨识度。
发动机盖、格栅、进气口、挡把以及迎宾踏板等位置的蓝色元素，充分凸显其与宝马i品牌的渊源，同时表明其氢燃料驱动的独特身份。
而在发动机舱内，安置的是燃料电池反应堆；在尾箱盖板下面则是5度左右的高倍率能量电池。
在WLTP工况下，宝马iX5氢燃料电池车可以达到504km的最大续航里程，储氢罐充满只需要3-4分钟的时间。综上，电动车未来的终极目标清晰可见——既能实现纯电车型的零排放出行，又在使用感上与燃油车无异，长途驾驶仅需短暂停留便可充满燃料，且不受季节变化和室外温度的影响。
通过上述内容我们了解到氢燃料电池车是由很多关键零部件组成，而宝马iX5氢燃料电池车上的绝大部分零部件均由宝马集团制造。
其中，高性能燃料电池系统由位于慕尼黑的氢能技术中心生产；电堆壳体在宝马集团兰茨胡特工厂的轻金属铸造车间制造；为燃料电池电堆输送氢气和氧气的压力板同样来自于兰茨胡特工厂；宝马iX5氢燃料电池车则在宝马集团位于慕尼黑研究创新中心（FIZ）的试制产线中生产制造。
同时，传统内燃机搭载了如空气增湿器、空气过滤器、控制单元和传感器等技术功能。在此基础之上，宝马集团为全新氢燃料电池系统专门开发了氢气部件，如空气压缩机和高压冷却泵等。
另外，燃料电池系统的制造包含两大步骤：首先是将燃料电池单体组装成燃料电池电堆；燃料电池电堆是发生电化学反应的场所，为燃料电池系统的核心部分。随后，燃料电池电堆将被机器以5吨压力进行压缩，并为其安装电堆壳体。
【技术积淀&未来发展】
在氢能源动力系统研发方面，宝马集团已积累40余年经验，拥有超过20年的氢燃料电池技术研发经验。在氢燃料电池系统问世之前，以氢气为动力的氢内燃机已经开始应用。
1979年，宝马集团推出了首款以氢为动力的研究车辆宝马520h。1997年，首次研发出自己的燃料电池。2006年，宝马氢能7系概念车亮相柏林，标志着世界上第一款氢动力驱动豪华高性能轿车的诞生。2015年，宝马集团推出基于氢燃料电池技术的宝马5系GT氢燃料电池车。
2019年，宝马集团在法兰克福车展全球首秀宝马i Hydrogen NEXT氢燃料电池概念车。2021年6月，宝马集团在欧洲公共道路上对宝马iX5氢燃料电池原型车开启真实环境下的全面测试，研发团队对驾驶和软件操作系统进行精密调整，并对相关组件的安全性、效率、便捷性和可靠性进行验证。2021年9月，宝马集团推出全球首款经过国际认证的采用氢燃料的电池驱动系统的防弹安全车——iX5 Hydrogen Protection VR6概念车；同时，iX5氢燃料电池车首次亮相慕尼黑车展。
2022年3月，宝马iX5氢燃料电池车在北极圈进行极寒测试。2022年9月，宝马高性能燃料电池于慕尼黑启动小规模量产。2023年3月，宝马集团首批iX5氢燃料电池车试点车队在比利时安特卫普开启路试。近100辆iX5氢燃料电池车组成的试点车队将在全球进行车辆展示与试用。2023年4月，宝马iX5氢燃料电池车中国首秀。
宝马集团持续积极推进氢动力未来绿色可持续出行。
2013年，宝马集团就开始与丰田汽车公司联手共同开发氢燃料电池技术的驱动系统。自2015年夏季以来，宝马集团的研发部门就开始在5系GT氢燃料电池车队上使用与丰田联合开发的氢动力驱动系统进行测试。2016年，两家公司签署了产品开发合作协议。自此，宝马和丰田一直致力于未来出行的燃料电池驱动系统和氢燃料电池汽车的可扩展模块化组件开发。与丰田的合作展示了宝马集团正在加大可替代燃油驱动技术的开发力度，以实现完全零排放驾驶的目标。
2017年1月，宝马集团和丰田汽车与11家分别来自于全球领先的工业和能源部门合作，成立国际氢能委员会。该委员会致力于在世界范围内，建立统一的愿景并推进氢燃料能源的变革和长期发展。截至2019年6月，氢能委员会成员已发展至60家公司。宝马集团从丰田汽车公司采购制造iX5氢燃料电池车所需的燃料电池单体。
中国在清洁低碳氢能源供给上具有巨大潜力，是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨。《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确了氢能是未来中国国家能源体系的重要组成部分，国内氢能产业发展呈现积极态势。因此宝马将中国市场作为iX5氢燃料电池车队全球展示与试驾的重要一站。
在今年9月份于慕尼黑举办的2023世界新能源汽车大会上，宝马宣布，将于2025年下半年开始投产的新世代车型不仅将包括纯电架构，还将包括其他新能源架构。宝马致力于在2050年前实现“碳中和”，为达成这一目标，宝马将多路径并进。
宝马认为，目前没有单一解决方案能满足全球客户的全方位出行需求，未来出行将并存不同驱动系统，而氢燃料电池汽车是电力驱动系统的一个重要补充。宝马集团将同时布局多样化的电力驱动技术：包括插电式混合动力系统、纯电力驱动系统、以及氢燃料电池汽车，彰显宝马战略性推动未来零排放出行的决心
