BMWs neue Antriebstechnologien
Wasserstoff marsch!

Bei Hyundai und Toyota kann man sie schon kaufen. Andere Hersteller haben seriennahe Prototypen. Nun enthüllt auch BMW ein neues Versuchsfahrzeug mit Wasserstoffantrieb. SonntagsBlick erhielt in Südfrankreich exklusiv Einblick in die bayrische Forschungsarbeit.
Publiziert: 26.07.2015 um 00:00 Uhr
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Aktualisiert: 05.10.2018 um 05:20 Uhr
Wasserstoffantrieb
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Von Andreas Engel

Miramas, eine beschauliche südfranzösische Kleinstadt nahe Marseille. Hier sollen die Weichen für die automobile Zukunft gestellt werden? Ja, zumindest jene von BMW. Die Bayern kauften 1986 eine stillgelegte Rennstrecke in der Nähe von Miramas und funktionierten sie zu einem riesigen Testgelände um. Seither führt BMW dort das ganze Jahr Erprobungen mit Prototypen und Vorserienfahrzeugen durch. Bei unserem exklusiven Besuch lautete das Thema: Antriebstechnologien der Zukunft.

Wasserstoff liefert Energie
Seit über 30 Jahren beschäftigt sich BMW mit Wasserstoff als Energieträger. Erste Fahrzeuge, bei denen Wasserstoff zur Umwandlung in Strom für einen elektrischen Antrieb genutzt wird, wurden bereits vor über 15 Jahren vorgestellt. In Miramas zeigen uns die Bayern gleich zwei umgerüstete 5er GT. Deren Herzstück ist das Brennstoffzellenmodul von Kooperationspartner Toyota, das den Verbrennungsmotor ersetzt. Hier entsteht durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff die Antriebsenergie für den neu entwickelten, 180 kW (245 PS) leistenden Elektromotor an der Hinterachse. Vorteil dieser «kalten» Verbrennung: Der Wirkungsgrad beträgt bis zu 65 Prozent, was rund 30 Prozent effizienter ist als bei konventionellen Aggregaten.

Fahrgefühl eines E-Autos
Im Cockpit des 5er GT macht nur ein roter Notausknopf und leicht geänderte Rundinstrumente mit riesiger Reichweitenanzeige darauf aufmerksam, dass wir in einem Versuchsfahrzeug sitzen. Ein Ingenieur begleitet uns auf der Teststrecke. Immer dabei: Ein Laptop, um allfällige Probleme des Systems zu erkennen. Reine Sicherheitsmassnahme, denn alles funktioniert einwandfrei. Da der 5er GT in seiner Funktionsweise im Prinzip ein E-Auto ist, surren wir aus dem Stand verzögerungsfrei los. Schon nach 8,4 Sekunden sind 100 km/h erreicht. Bremsen, Lenkung, Fahrwerk – alles wie in einem gewöhnlichen BMW.

Bis 700 Kilometer Reichweite
Eine der grössten Neuerungen befindet sich unterhalb des Mitteltunnels: Der von BMW selbst entwickelte Wasserstoff-Speichertank. Heutige Standard-Behälter lagern den gasförmigen Wasserstoff unter 700 bar Druck. So passen rund 3,5 Kilo des Treibstoffs rein. Bei der BMW-Lösung wird der Energieträger stark heruntergekühlt – auf Minus 220 Grad! Trotz deutlich weniger Druck (350 bar) passen so über 7 Kilo Wasserstoff in den mehrschichtigen Behälter. Die Reichweite steigt so um 50 Prozent auf bis zu 700 Kilometer. Der Tankvorgang, der uns an einer mobilen Wasserstofftankstelle demonstriert wird, dauert fünf Minuten und damit etwa so lange wie an einer konventionellen Zapfsäule.

Wasserstoff als Energiespeicher der Zukunft
Bei BMW ist man vom Erfolg des Wasserstoffantriebs überzeugt. Schon in wenigen Jahren könnten erste Serienfahrzeuge auf den Markt kommen, wenn sich die heute noch mangelhafte Infrastruktur bis dahin signifikant verbessert. Doch die Münchner räumen dem Speichermedium noch weiterreichende Fähigkeiten ein. «Mit der Energiewende wird Wasserstoff als Speichermedium unausweichlich», ist Matthias Klietz, Leiter Antriebsforschung bei BMW, überzeugt. «Um auch in wind- oder sonnenarmen Zeiten eine ausreichende Energieversorgung garantieren zu können, müssen gigantische Energiemengen zwischengespeichert werden. Diese Rolle könnte Wasserstoff übernehmen.»

Wasser als Leistungsspritze

Die direkte Wassereinspritzung für aufgeladene Benzinmotoren ist eine weitere Technologie, die uns BMW in Miramas vorstellte. Ingenieur Werner Mährle erklärt: «Bei der Technik wird Wasser als feiner Sprühnebel direkt in die Brennkammer des Zylinders eingespritzt, wodurch die Verbrennungstemperatur gesenkt wird. Der frühere Zündzeitpunkt und höhere Ladedruck steigern die Motorleistung und das Drehmoment um bis zu zehn Prozent, während der Verbrauch um bis zu acht Prozent sinkt.» Der Clou: Je sportlicher das Auto bewegt wird, desto mehr Treibstoff wird eingespart, da die Wassereinspritzung erst ab einem gewissen Drehmomentbereich aktiv wird. Für die kühlende Einspritzung wird übrigens Wasser, das durch Verdunstung in der Klimaanlage anfällt, genutzt – ein Nachfüllen des Wassertanks ist daher überflüssig. «Die Technik wird definitiv kommen», verspricht Mährle, «wenn auch noch nicht heute oder morgen...»

Die direkte Wassereinspritzung für aufgeladene Benzinmotoren ist eine weitere Technologie, die uns BMW in Miramas vorstellte. Ingenieur Werner Mährle erklärt: «Bei der Technik wird Wasser als feiner Sprühnebel direkt in die Brennkammer des Zylinders eingespritzt, wodurch die Verbrennungstemperatur gesenkt wird. Der frühere Zündzeitpunkt und höhere Ladedruck steigern die Motorleistung und das Drehmoment um bis zu zehn Prozent, während der Verbrauch um bis zu acht Prozent sinkt.» Der Clou: Je sportlicher das Auto bewegt wird, desto mehr Treibstoff wird eingespart, da die Wassereinspritzung erst ab einem gewissen Drehmomentbereich aktiv wird. Für die kühlende Einspritzung wird übrigens Wasser, das durch Verdunstung in der Klimaanlage anfällt, genutzt – ein Nachfüllen des Wassertanks ist daher überflüssig. «Die Technik wird definitiv kommen», verspricht Mährle, «wenn auch noch nicht heute oder morgen...»

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