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氫能時代/氫能未來/駛入未來 BMW Hydrogen 7德國柏林初體驗

2007.01.08  作者:車訊網  

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德國柏林市區內大小河流縱橫,號稱全球橋樑最多的城市,而世界最大的水族箱,亦在我們下榻的柏林Radisson飯店大廳中央,另外,柏林市郊除設立多處風力發電站外,同時是歐洲CEP(Clean Energy Partnership)潔淨能源合作城市。柏林與「水」和「潔淨能源」有密切關係,這也正是BMW選擇在此地舉辦「Hydrogen 7」試駕的主因。
 
Hydrogen 7強調可使用氫氣與汽油兩種燃料,當使用氫氣時引擎燃燒後的排放物僅水而已!氫能源堪稱石油時代結束前,最佳汽車替代環保能源之一!

Hydrogen 7以氫氣模式行駛時,加速性雖略遜汽油模式,但差異甚微力道依然充沛。
 
 
十多年前聽到石油危機、大氣汙染或溫室效應時,因為沒痛到自己感受都不深,但近幾年上述狀況開始影響到我們的日常生活。最直接的莫過於荷包因居高不下的油價逐漸萎縮,而愈趨反常的全球氣候,亦造成各地災情與死傷,地球已經開始反撲,身為萬物之靈的人類,都應有所警惕與覺醒!
 
石油雖是使用內燃機的汽、機車主要燃料來源,卻也是破壞環境與大氣的原兇,加上專家指出石油將於50年內枯竭,最有智慧的人類被石油牽著鼻子走實在沒啥道理。其實眾車商早在數十年前,便開始尋找與研究未來汽車替代動力與能源,而目前已被全球車廠共同認定的最佳設計,就是以氫氣透過燃料電池轉換為電力,供應電動馬達驅動車輛的「燃料電池車款(FCV/Fuel Cell Vehicle)」。
 

為營造試車活動的潔淨能源氛圍,BMW特別安排各國媒體登上「太陽能動力船」遊河逛柏林。
 
 
不過,燃電車款的技術尚未成熟,想要普及化甚至取代內燃機設計非短期所能達成,因此現階段仍需油/電混合動力(Hybrid)、汽油/LPG(液化石油氣)的雙燃料(Bi-Fuel)或酒精/汽油混合燃料(生化燃油)等過渡性替代能源動力方案,作為邁向燃電時代的跳板。
 

Hydrogen 7目前只生產100部、屬非賣品,而為推廣氫能源與宣傳BMW氫能源技術,將與各地名人配合提供免費長期使用。
 
 
現階段Toyota、Honda與Ford等車廠均已推出Hybrid車款,至於生化汽油或汽油/LPG雙燃料等設計,亦受Saab與Opel等多家車廠青睞。但BMW卻未隨波逐流,且早在近30年前就開始氫能源的研發工作,從近幾年BMW於各大國際車展中發表的H2R等概念車來看,可發現該廠已確定將氫能源設定為中、遠程替代能源的發展方向。此次試駕、強調「氫氣結合內燃機」概念的Hydrogen 7,正是BMW氫能源計畫的首部曲。

車身外觀與一般大7大同小異,非得趴下方能見得玄機;後保桿下方左側為汽油模式的排氣管,而中央兩個圓圈兒,則是Hydrogen 7專屬水蒸氣排放孔設計。
 
 
我們對BMW在氫能源開發上的策略與先知判斷表示佩服。試想,既然車壇最終目標是燃料電池車,而燃料電池車也同樣以氫氣為燃料,BMW直接切入氫能源車款研究,沒浪費時間在Hybrid或其他過渡性替代能源車款上似乎顯得務實,且BMW還可藉由已問世的Hydrogen 7與後續可能推出的其他氫能車款,持續不斷地學習並改良氫內燃機與加氫設備技術,使其更加完善。屆時即便未來燃料電池車問世,仍與氫內燃機車款使用相同的加氫設備,氫內燃機車款依然能在市場中繼續生存。
 

時速錶下方新增兩格計量表,上下分別顯示液態氫與汽油的存量,而中央「 」字樣則表示目前使用為氫氣模式。
 
 
以水生氫取得容易
循環再生用之不盡
 
正式試駕Hydrogen 7前,原廠先安排了所謂的產品介紹,但與其說介紹,不如說是上一套「環保能源課程」。老實說面對一堆眼花撩亂的化學式與專業術語,讓從不在記者會上打瞌睡的筆者,都差點兒撐不住沈重的眼皮。

若儲氫瓶洩漏氫氣,將自車頂後端的安全散氫閥門(圓蓋處)排出。

 
不過,其內容倒是極富知識性,其中本人又對氫能源的潛力最感興趣。課中提到,氫氣()的取得有燒煤、加熱甲烷等多種方法,但其中「電解法」是最容易,也最清潔的方式,只需將占地表達70﹪的水(O)透過電解方式即可獲得純氫;且有趣的是氫氣與氧()結合燃燒後,又將再度回歸為水,形成一種巧妙的再生循環關係。

論等級Hydrogen 7可比頂級旗艦760Li還高一截,後座DVD影音系統自然得列為標配項目。
 
 
另一方面,水變氫的電解過程缺點是需消耗大量電力及能量,要想降低製造氫氣成本與對環境造成的汙染傷害,最完美的辦法則是利用太陽能、潮汐力、風力或水力等號稱無限度的大自然力量,來支援供應電解過程所需電力。由於德國電價太高,使用電解法不敷成本,因此BMW目前仍以煤炭作為主要提煉氫氣的原料,至於電解法部分,則需待大自然力量發電設備開發到一定程度。

內裝鋪陳設計比照760Li辦理,灰/黑雙色調搭配鋼琴烤漆飾板,質感高級典雅。
 
 
光聽理論,就讓人對環保潔淨且生生不息的氫能源倍感信心,也不難了解氫能源為何受全球車商重視了吧?別以為這些計畫只是理想或願景,若真如專家預估於2010~2015 年間發生石油危機,相信氫能源普及的那一天,真的離我們不遠矣。
 
 
氫油引擎過渡設計
全氫時代未來趨勢
 
了解氫能源後,再把話題拉回到車輛上。Hydrogen 7係以頂級旗艦760Li為基礎所衍生,但BMW技術主管強調,Hydrogen 7不是拿760Li現車加以改裝或拼裝的產品,而是遵循新車生產線的正規整車製造流程而來,目的是要召告車壇,BMW已擁有量產氫燃料車款的能力與技術。
 

啟動引擎時將自動進入氫氣模式,但仍可透過方向盤右下方的「」按鍵切換為汽油模式。
 
 
Hydrogen 7同樣搭載6.0升V12缸引擎,但在後座椅背與行李廂之間還多一組液態氫儲存系統,讓該車除可吃汽油外還能吃「氫氣」。只是引擎因受氫氣與汽油並用設計限制,動力輸出不及標準版760Li。
 
乍聽之下,「一具可併用氫氣與汽油的內燃機設計」似乎沒啥大不了,不過要知道,光是Hydrogen 7車上的儲氫設備就是一門高深學問!氫氣儲存可不是在瓶裡灌灌氣那麼簡單,要想裝載大量的氫氣,需先將氫氣高壓壓縮成液態再灌進瓶內,且裝載量愈多瓶內壓力愈大(氣體被壓縮的愈小)。

這具氫/油雙燃料引擎,由760Li身上的6.0升V12心臟改造而來,但因動力輸出大幅縮減,少了些猛暴感。
 
 
Hydrogen 7儲氫鋼瓶內的液態氫最大容量近8公升,相當於114公升的汽油,壓力則高達700bar(700個大氣壓力),相對鋼瓶設計技術與結構強度自然在水準之上。不僅於此,由於液態氫需儲放於超低溫環境下,因此鋼瓶本體採用了特殊雙層構造,且內外夾層間呈現真空超絕緣狀態,內部溫度亦低至攝氏253度,就像個大型高級保溫瓶般極難失溫。原廠號稱放個雪人在裡面,也得要17年才會融化!

Hydrogen 7須在專用加氫站補充能源,圖中加氫設備乃整合於與BMW合作研發液態氫供應的Total加油站之內。
 
 
儲氫鋼瓶壓力大,安全設計定得格外講究。BMW表示,Hydrogen 7接受過美國死亡谷、南非沙漠與瑞典冰原等環境的「虐待」,甚至將儲氫鋼瓶加熱至攝氏1000度以上來檢驗安全性。此外,感測器若感應到氫氣洩漏,亦會立刻以車門上的警示燈光警告乘客。
 
 
外觀內裝差異甚微
設計變化主為氫氣
 
結束了整個早上的課程,我們有機會走出「教室」仔細瞧瞧十輛停在河岸旁的Hydrogen 7,並準備展開試駕行程。環視車身四周後,外觀設計與一般大7仍有些許差異,除改貼「 Hydrogen 7」等字樣的銘牌外,加油孔蓋上端處更增加了造型前衛科技的加氫孔蓋。
 

Hydrogen 7須在專用加氫站補充能源,圖中加氫設備乃整合於與BMW合作研發液態氫供應的Total加油站之內。
 
 
走到一部由工作人員移動的Hydrogen 7後方,發現後保桿下方中央直冒水氣;怪了,大7 的排氣管不是在車尾左下方?好奇的筆者趴地查看,才發現原來後保桿中央有兩個專供引擎燃燒氫氣時,所產生水氣的專用排放孔。直接將鼻子湊過去聞水氣,還真的沒特殊氣味呢!只不過即便知道是純水,仍沒勇氣親嚐它的口感與味道。
 
進入車艙,儀錶控檯鋪陳與760Li同樣高級豪華,但方向盤面右方功能鍵組中,多了顆讓車主切換使用氫氣或汽油燃料模式的「」按鍵。儀錶板資訊顯示規劃也有變化,如時速錶下方增加了氫氣/汽油存量顯示,中央螢幕則會顯示目前使用的是氫氣或汽油。

Hydrogen 7一公升液態氫可行駛25.64公里,而液態氫一公升要價8歐元(約合台幣340元),待加氫設備未來技術成熟後,預料將可使用在氫引擎車輛與燃料電池車上。
 
 
 
轉入後座,空間一樣寬敞,但因儲氫瓶位於椅背與行李廂之間,已無多餘空間容納電動後座調整機構。「好家在」液晶螢幕等後座娛樂系統沒拆,沒辦法斜躺休息,至少還能看看電視或DVD電影輕鬆一下。
 
 
氫氣燃料引領未來
媲美汽油加速暢快
 
檢視完內、外設計後發動引擎,啟動馬達居然打了三秒才啟動,當場還以為BMW「掉漆」、引擎不靈了!經原廠人員解釋才知道除非氫氣用完,否則只要發動這具氫/油雙燃料V12引擎,都將自動切入氫氣模式,這約三秒的延遲,則是系統為避免上次開車熄火前使用的是汽油,先行清理燃燒室殘存油氣所致。
 
之所以啟動時均為氫氣模式,主要原因是冷車時使用汽油的排放汙染較大,但氫氣燃燒的汙染極低。若想進入汽油模式,得要等到觸媒轉換器加熱到一定溫度、達到最佳濾淨效果時才能切換。

原本寬敞的行李廂空間因儲氫裝置而大幅縮水,看來縮小儲氫瓶體積將是BMW的一大挑戰。
 
 
氫氣模式下的動力表現,是在場媒體亟欲感受、測試的重頭戲,等前方排隊車輛陸續出發後,忍不住用大腳油門起步。本想Hydrogen 7與760Li動力有段差距,加上台灣媒體共三人、帶著一堆器材和包包坐進車內,性能表現恐怕不盡理想,但或許是扭力仍逼近40kgm吧!沒想到車重破兩噸的Hydrogen 7,起步竟仍可展現算猛的衝勁,且中高轉速加速亦能獲得暢快力道,反應毫不遲緩。
 
Hydrogen 7高速奔馳一樣痛快,在變速箱採六檔及齒比設定得當的輔助下,其各檔力道銜接十分順暢,固定四檔加速動力仍隨傳隨到,只見時速錶指針迅速、穩定地持續上攀,才晃眼便越過200km/h大關。狂猛度雖不及760Li,但也夠「巴」掉德國高速公路上一狗票的車了。
 

 
由於德國人駕駛道德高,除超車外較慢的車輛絕不行駛內線道,又加上高速公路的車不算多,破200km/h後決定再探極限,換入五檔繼續全油門狂奔馳。此時加速性有稍稍轉弱的跡象但依然順暢,不出15秒業以230km/h的時速成為該路段最兇的一部車。
 
 
燒氫氣表現夠水準
吃汽油力道更強勁
 
既然有汽油模式,當然還是得試試兩種燃料間的不同之處。按下方向盤上的「」按鍵,同樣需等待約三秒(系統得先清理殘存汽油),儀錶螢幕上的「」字樣消失後才正式進入汽油模式,頓時發覺氫氣與汽油間的動力表現區別不小。
 
引擎處於汽油模式下行駛,可感到力道更為飽滿紮實,油門反應也顯得快速,甚至連運轉聲與順暢度都較氫氣模式來得細緻,想起台灣有的汽油/LPG雙燃料車款不也有類似狀況。不過平心而論,燒氫氣能有這種表現已屬水準之上,且嚴格來說,Hydrogen 7畢竟還是一台偏重實驗性質的車嘛!

大7底子的後座空間,寬敞度無庸置疑,不過因椅背後方為儲氫瓶所占據,座椅的電調功能被迫取消。
 
 
就算使用氫氣的表現不如汽油,但很重要的一點是,由於未捨棄內燃機設計,開起來仍有「汽車」的感覺。舉例來說,我們曾在日本試駕過全球第一部量產燃料電池車─Honda FCX,老實說其加速力道不算弱,行駛時座艙也極為寧靜,只聽到馬達輕柔細緻的運轉聲,感受超未來。可是對於習慣內燃機的筆者而言,它開起來像一部「高級的遊樂場碰碰車」成了致命傷,畢竟少了傳統引擎踩油門時的反應及快感,至少在近期內氫/油車還是較易被大眾接受。
 
 
鎖定名人免費租賃
推廣氫能開創未來
 
Hydrogen 7雖為量產車款,但卻非為營利而生,因為這款劃時代的新能源汽車「只借不賣」,簡單的說即是免費租借給經簽約的明星或名人駕駛。主要目的除向世人展示研究氫能源的技術成果外,仍希望能喚起各國政府對氫能源重視,進而使其普及化。另外,由於加氫站數量與設置地點問題,短期內只能在德國、美國加州/華盛頓、上海/北京與東京等地見到其蹤影。
 

 

 
採用氫/油並濟的現行Hydrogen 7,其實只是BMW氫能源計畫中的初期階段而已,目前原廠正積極往中程目標─「100%以氫為燃料的內燃機技術」前進,原廠預計最快明年初,就將再推出五部「全氫化」的Hydrogen 7。
 
至於3、5或X-Series等車系是否會推動全氫或氫油引擎車款,BMW表示,目前已透過Hydrogen 7證明氫引擎車款的整車製造技術,要在其他車款上實現並不困難,但真要推出其他氫引擎車款,預計要再等約五年,同時加氫設備及據點更為完備後,才會有後續動作。Hydrogen 7照亮了氫能未來,也讓我們對氫氣引擎車充滿信心,氫能社會看來已是指日可待!

 
氣象預報柏林當週氣溫可能降至零度,原廠為安全起見,將245/50/18大腳全數換上Continental雪胎。
 
試駕感言
老問題─普及率
 
開「Hydrogen 7」相信沒多少人有機會,這是我們工作上的好處,這次的試車雖然只是個開端,但卻為極美好的經驗,十年後若氫能計劃完全成功,那時再回想現在一定會覺得非常有趣。不過現在開氫氣車並非划算,只因氫氣的公升單價相當高,所以還是得回歸老問題─普及率,氫能源必須為各國政府合作推廣,100年前汽車誕生後和汽油的關係不也是這樣嗎?
 
銜接全氫時代─氫/油雙燃料引擎
Hydrogen 7的氫/油雙燃料動力系統是由760Li的V12引擎演進而來,不過,兩種燃料輸送至燃燒室的途徑不同。切入氫氣模式時,液態氫將先被送至進氣歧管與空氣混合後再注入燃燒室;汽油模式則是以直噴方式直接送入燃燒室。BMW強調,此法能讓引擎在同時使用氫氣與汽油的狀況下達到最佳效能。
 
●氫/油雙燃料動力小檔案
使用燃料        液態氫/98無鉛
儲氫瓶容量      7.8公升
油箱容量        74公升
續航力          氫氣:200公里/汽油:500公里
 
透視Hydrogen 7雙燃料系統配置
1.液態氫儲存鋼瓶  2.加氫孔飾蓋  3.加氫槍連接管  4.安全散氫閥門管路  5.氫氣熱交換附屬組件盒與鋼瓶控制組件 6.氫/油雙燃料引擎  7.進氣歧管整合氫氣輸送通道  8.水蒸氣沸騰抑制管理系統(BMS) 9.汽油箱  10.壓力控制閥  藍:氫氣輸送路線  橘:BMS管路  紫:安全散氫路線  紅:水蒸氣排放管   粉紅:BMS空氣進入管路  淺藍:水冷循環管線  綠:汽油輸送管
 
替代能源車款比一比
替代能源動力    燃料電池(Fuel Cell)     油/電混合動力(Hybrid)   汽油/液化石油氣LPG(Bi-Fuel雙燃料)    酒精/汽油混合燃料(生化汽油)
代表車款        Honda FCX               Toyota Prius            Opel Zafira LPG                        巴西等地車型
設計特色            A.                                     B.                          C.                                            D.
A.使用氫氣為燃料,再經燃電系統轉化為電力以驅動車輪轂馬達,此乃全球公認並積極研發的未來汽車動力。
B.結合汽油引擎與電動馬達雙動力,利用馬達來減少汽油引擎使用頻率,進而達到節省油耗與降低空氣汙染。
C.仍搭配汽油引擎使用,強調LPG燃費便宜、用量較省且較經濟,車主可於行駛間自行切換燃料供應方式。
D.仍搭配汽油引擎,但使用約75:25比例調製而成的汽油/酒精混合燃料,強調節省成本、減少爆震並提昇效率。
 
BMW Hydrogen 7
引擎型式   :V12 DOHC 48V
排氣量     :5972c.c.
缸徑×衝程 :80.0×89.0mm
壓縮比     :9.5:1
最大馬力   :260hp/5100rpm
最大扭力   :39.8kgm/4300rpm
懸吊系統   :前麥花臣、後多連桿
電子輔助   :DSC
輪胎規格   :245/50/18
傳動方式   :FR
變速系統   :六速手自排
Gear             Ratio
1st…………..4.17
2nd…………..2.34
3rd…………..1.52
4th…………..1.14
5th…………..0.87
6th…………..0.69
終傳比………..3.62
煞車系統   :前348mm/後345mm通風碟
長/寬/高  :5179/1902/1489mm
軸距       :3128mm
輪距       :前1578/後1582mm
車重       :2460kg
0~100km/h :9.5秒
極速       :230km/h
售價(萬元):非賣品預估約1000

 

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