BMW Hydrogen 7

BMW
Bild BMW Hydrogen 7
Hydrogen 7
Produktionszeitraum:	2005–2007
Klasse:	Oberklasse
Karosserieversionen:	Limousine
Motoren:	Wasserstoffmotor: 6,0 Liter (191 kW)
Länge:	5039–5179 mm
Breite:	1902 mm
Höhe:	1491 mm
Radstand:	2990–3128 mm
Leergewicht:	1805–2255 kg

Der Hydrogen 7 ist ein wasserstoffgetriebener PKW. Er trägt die interne Bezeichnung E68 und basiert auf dem Modell 760Li (E66) aus der 7er-Reihe des deutschen Herstellers BMW.

Als Besonderheit wird der Hydrogen 7 mit einem Wasserstoffverbrennungsmotor angetrieben, nicht elektrisch über eine Brennstoffzelle. Zusätzlich ist er auf Benzinantrieb umstellbar, womit das Fahrzeug alltagstauglicher wurde, da es in Deutschland 2012 lediglich 14 öffentlich zugängliche Wasserstofftankstellen gab. Dafür hat er einen zusätzlichen Benzintank. Im BMW-Werk Dingolfing wurden 100 Exemplare dieses Modells gefertigt, die nicht verkauft, sondern nur verleast wurden.

Vorgänger BMW 750hL

Der Hydrogen 7 hat zwei Vorgänger: Zu den ersten mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen weltweit gehörten die bereits im Jahre 2000 gebauten 15 Einzelexemplare vom Typ 750hL auf Basis des damaligen 750i (E38) bzw. 750Li mit langem Radstand. Dessen Zwölfzylindermotor leistet, mit Wasserstoff betrieben, nur noch 204 PS (150 kW) anstatt 326 mit Benzin. Es wurde das Modell mit langem Radstand verwendet denn der Wasserstoff befindet sich bei minus 250 Grad Celsius flüssig in einem doppelwandigen 140 Liter fassenden Kryo-Stahltank hinter den Fondlehnen. Die 750hL wurden unter anderem auf der Expo 2000 vorgeführt.

BMW H2R

Auch die Erfahrungen mit dem Wasserstoffprototypen H2R aus dem Jahre 2004 mit dem Motor der Baureihe BMW E65 (BMW 760i) flossen in die Entwicklung des Hydrogen 7 ein.

Motor

Motor des Hydrogen 7 (E68)

Der Wasserstoffverbrennungsmotor des Hydrogen 7 ist technisch fast identisch mit dem Motor des 760i. Er musste allerdings für den Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff modifiziert werden. Die Modifikationen betreffen hauptsächlich den Ansaugtrakt des Motors. Zusätzlich zur Direkteinspritzung für Benzin wurde eine Zuleitung zum Wasserstoff-Tank integriert. Spezielle Einblasventile sorgen immer für die richtige Menge Wasserstoff in der Ansaugluft.

Auch musste die Dichtheit der Kolbenringe verbessert werden, um ein Austreten des Wasserstoffs zu verhindern. Dies hatte in früheren Entwicklungsstadien immer wieder zu Explosionen geführt. Da Wasserstoff im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen bis zu 100 Mal so schnell verbrennt, musste die Motorsteuerung angepasst werden. Dies wurde mit einer variablen Ventilsteuerung (Valvetronic) und einer doppelten Nockenwellenverstellung (VANOS) erreicht.

Das Triebwerk des Hydrogen 7 leistet 191 kW (260 PS) und hat ein Drehmoment von 390 Nm (Vergleich „normaler“ 760i: 327 kW/445 PS und 600 Nm). Von 0 auf 100 km/h benötigt der Wagen 9,5 s. Die Leistung ist gegenüber dem 760i aufgrund der bivalenten Auslegung des Motors geringer. Die Tankfüllung von 8 kg erlaubt eine Reichweite von etwa 200 km. Der Inhalt des Benzintanks (74 l) erhöht die Reichweite um weitere 500 km. Bei der Auslegung zukünftiger Motoren nur für Wasserstoff werden Verbesserungspotentiale durch Entfall der Eignung für Benzin erwartet.

Sonstige Umbauten

Neben den Änderungen am Motor musste auch der Kofferraum verändert werden: Für die Lagerung des Wasserstoffs musste ein zusätzlicher Kryotank eingebaut werden. Die Entwicklung wurde bei Messer / Cryotherm in den 90er-Jahren durchgeführt und die anschließende Serienfertigung des Tanks erfolgte dann von Magna Steyr Fahrzeugtechnik in Graz/Österreich. Der Kryotank verkleinert den nutzbaren Kofferraum von 500 l auf 250 l. In diesem Tank wird der Wasserstoff bei ca. 20 K im Niederdruckbereich (der Siedepunkt des Wasserstoffs liegt bei −252,882 °C) flüssig gelagert. Die Entwicklung war unter anderem durch den Einsatz von medientauglichen Materialien für kryogene Betriebsbedingungen gekennzeichnet. Ferner stellte die Permeation von Wasserstoff eine große Herausforderung dar. Zur Isolation des Tanks wurde zwischen Innen- und Außentank ein Hochvakuum gezogen. Die Innenwände sind mit einem geeigneten Isoliermaterial verkleidet. Die Isolation des Tanks entspricht ungefähr 17 m dickem Schaumstoff aus Polystyrol. Die Fertigung wurde unter anderem unter Reinraumbedingungen durchgeführt. Die dazugehörige Elektronik und Sensorik zur Messung der Füllmasse und zur Überwachung des sicherheitsrelevanten Füllzustandes bei der Betankung stellte eine Herausforderung bei der Entwicklung dar. Die Firma Atena Engineering (heute: Silver Atena GmbH) entwickelte dafür ein Steuergerät, das die Sicherheitsfunktionen gemäß Sicherheitsstandard DIN IEC 61508 übernimmt. Eine der Sicherheitsfunktionen war das "Boil-off-Management": Um den Tankinnendruck stabil zu halten, musste der halbvolle Wasserstofftank nach einer so genannten "Standzeit" von 17 Stunden über einen Zeitraum von 9 Tagen automatisch entleert werden. Der entnommene Wasserstoff wurde dabei mittels Katalysator zu Wasser oxidiert und so kontrolliert verbraucht. Danach verblieb im Tank ausreichend Wasserstoff, um noch rund 60 Kilometer Wegstrecke im Wasserstoffmodus zurückzulegen.

Auch der Innenraum musste ein wenig verändert werden: Die Rückbank wurde um 12 cm nach vorne verschoben und es finden auf ihr nur noch zwei Personen Platz, da die Mittelarmlehne fest arretiert wurde. Weiterhin wurden Rahmen und Crashzonen durch Verbundstoffe verstärkt.

Der Hydrogen 7 ist an einer stärker gewölbten Motorhaube, den fehlenden Nebelscheinwerfern und dem zusätzlichen Einfüllstutzen an der C-Säule zu erkennen.

Feldversuch

BMW Hydrogen 7 (E68) in Berlin

Als „0-Liter-Auto“ wurde von BMW 2002 die Serienfertigung verkündet, was als Greenwashing eingestuft wurde. So schrieb Der Spiegel:

„Das vermeintliche Ökomobil ist arg durstig – und belastet das Klima wie ein schwerer Lkw.“

– Der Spiegel 46/2006:

Denn bei der BMW-Aussage bleibt neben der Nichtverfügbarkeit von Wasserstofftankstellen auch der Aufwand zur Erzeugung und Verflüssigung des Wasserstoffes komplett unberücksichtigt. So wird beim H₂-Verbrauch (3,6 kg/100 km) ein Benzinäquivalent von 13,3 l/100 km angeführt. Allerdings bleibt neben den oben erwähnten Aufwendungen für die Energiebereitstellung (Wasserstofferzeugung derzeit fast ausschließlich durch Dampfreformation aus Erdgas) auch unerwähnt, dass sich bei Nichtbenutzung des Fahrzeuges (siehe Standzeit bis zur Entleerung) der Tank selbständig entleert.

Die 100 produzierten Einheiten wurden nicht verkauft, aber teilweise an Prominente (z. B. Plácido Domingo, Daniel Barenboim, Katja Riemann, Florian Henckel von Donnersmarck), Politiker (z. B. Günter Verheugen, Christian Ude, Guido Westerwelle) und Wirtschaftsvertreter (z. B. Roland Berger, Wolfgang Reitzle) auf Leasingbasis zur Nutzung übergeben. Ein Teil der Flotte wurde bei öffentlichkeitswirksamen Veranstaltungen als Fahrdienst eingesetzt. So waren während des Feldversuches in Berlin ständig zwischen fünf und zehn Fahrzeuge im Einsatz, die an den zu diesem Zeitpunkt zwei existierenden Wasserstoff-Tankstellen am Messedamm und an der Heerstraße betankt wurden. Zu besonderen Anlässen, wie zum Beispiel während der Berlinale, stieg in Berlin die Zahl der Hydrogen 7 auf rund 20.

Der Feldversuch wurde Ende 2009 beendet, über den Verbleib der 100 Fahrzeuge ist wenig bekannt. Ein Fahrzeug befindet sich in der Außenausstellung des Industriemuseums Chemnitz (Stand 10/2015), eines im Verkehrszentrum des Deutschen Museums in München.

Weitere Entwicklung

Der damalige BMW-Entwicklungsvorstand Klaus Draeger teilte Ende 2009 mit, es werde vorerst keine neue Wasserstofftestflotte geben. Zu dem Zeitpunkt hatte BMW gerade mit der Entwicklung des Nachfolgers begonnen, der Leistungswerte auf dem Niveau eines vergleichbaren Benzinmotors hätte erreichen sollen. Neben den prinzipiellen Problemen des Kryotanks und der bescheidenen Wasserstoff-Infrastruktur hatte die kalifornischen Umweltschutzbehörde EPA die Vermutung, dass Motorenöl aus dem Brennraum über das Abgas emittiert werden könnte. Daher würde das Fahrzeug nicht als Zero Emission Vehicle (ZEV) eingestuft.

Die weitere Entwicklung zur Nutzung von Wasserstoff für den PKW-Antrieb erfolgt bei BMW seit 2013 durch eine Kooperation mit Toyota und deren Brennstoffzellentechnik.

Literatur

• Andreas Burkert: Wasserstoff lässt sich auch gut verbrennen. In: MTZ. Springer Vieweg, Springer Fachmedien, 1. April 2017, ISSN 0024-8525, S. 9-11. 
• Manfred Klell, Helmut Eichlseder, Alexander Trattner: Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik. 4. Auflage. Springer Vieweg, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2018, ISBN 978-3-658-20446-4, 7.5 Fahrzeuge mit Wasserstoffmotor. 

Weblinks

Commons: BMW Hydrogen 7 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• OptiResource online-Software zum direkten Vergleich verschiedener Antriebssysteme bei www2.daimler.com, 3. Januar 2018 abrufbar.
• BMW Hydrogen 7: Eine neue Ära der Mobilität beginnt
• Allgemeine Informationen und technische Daten Hybrid-Autos.info (http://www.hybrid-autos.info/Wasserstoff-Fahrzeuge/BMW/hydrogen-7-2006.html) 3. Januar 2018 abrufbar.
• Mit Zisch in die Zukunft SPIEGEL ONLINE, 23. April 2023 abrufbar.
• 7er BMW setzt auf Wasserstoffantrieb (Memento vom 24. November 2006 im Internet Archive) Financial Times Deutschland, 3. Januar 2018 abrufbar.

Einzelnachweise

Modelle der Bayerischen Motoren Werke

BMW-Zeitleiste

Zeitleiste der BMW-Modelle seit 1950
Typ	Karosserie­versionen	Aktuelle Serie	1950er										1960er										1970er										1980er										1990er										2000er										2010er										2020er
			0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4
Kleinstwagen								Isetta
Kleinwagen	Schrägheck	i3								600																																																								I01
	Stufenheck/ Coupé/Cabrio											700
Kompaktklasse	Schrägheck	1er																																																								E87, E81						F20, F21								F40					F70
	Stufenheck																																																																					F52
		2er																																																																							F44
	Coupé/Cabrio																																																											1er (E82, E88)							2er (F22, F23) M2 (F87)								2er (G42) M2 (G87)
	Kompaktvan																																																																		F45, F46								U06
Mittelklasse	Stufenheck / Kombi	3er																	1502,1602,1802,2002 („02-Serie“)									E21							E30									E36							E46							E90, E91							F30, F31, F35 F80							G20, G21 G80
	Schrägheck																							touring																							3er Compact (E36/5)							3er Compact (E46/5)												F34
	Coupé / Cabrio / Schrägheck	4er																		1602/2002 Cabrio											3er (E21/TC1)							3er (E30/2C)							3er (E36/2, E36/2C)							3er (E46/2, E46/2C)							3er (E92, E93)							4er (F32, F33, F36) M4 (F82, F83)							4er (G22, G23, G26) M4 (G82, G83)
Obere Mittelklasse	Stufenheck / Kombi	5er												1500,1600,1800,2000 („Neue Klasse“)												E12								E28								E34								E39							E60, E61							F10, F11, F18						G30, G31, G38 M5 (F90)						G60, G61, G68 M5 (G90, G99)
	Schrägheck	6er																																																												5er GT (F07)								6er GT (G32)
Oberklasse	Coupé / Cabrio / Stufenheck																	2000 CS										6er (E24)																													6er (E63, E64)							6er (F12, F13, F06)
	Stufenheck	7er			501,502,2600,3200 („Barockengel“)																2500,2800,2.8,3.0,3.3 (E3)										E23										E32							E38							E65, E66, E67, E68							F01, F02, F03, F04						G11, G12							G70
	Coupé / Cabrio / Stufenheck	8er													3200 CS						2800 CS, 3.0 CS (E9)																					E31																													G14, G15, G16 M8 (F91, F92, F93)
Sportwagen	Sportcoupé																			1600 GT																															Z3 (E36/8)							Z4 (E86)																	3.0 CSL
	Roadster	Z4																																							Z1								Z3 (E36/7)							Z4 (E85)						Z4 (E89)									Z4 (G29)
									507																																											Z8 (E52)
	Coupé/Cabrio	i8						503												3000 V8																																															i8 (I12, I15)
Supersportwagen	Coupé																											M1 (E26)
Kompakt-SUV	Steilheck	X1																																																											E84							F48, F49							U11, U12
	Coupé	X2																																																																					F39						U10
	Steilheck	X3																																																							E83							F25						G01, G08							G45
	Coupé	X4																																																																	F26				G02
SUV	Steilheck	X5																																																			E53							E70						F15, X5 M (F85)					G05, X5 M (F95)
	Coupé	X6																																																											E71, E72							F16, X6 M (F86)				G06, X6 M (F96)
	Steilheck	X7																																																																						G07
		XM																																																																									G09
		iX																																																																								I20
Als BMW verkaufter umgebauter Glas

Zeitleiste der Glas-Serienmodelle von 1955 bis 1969
Typ	unabhängig (Hans Glas GmbH)													BMW
	1950er					1960er											1970er
	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7		8	9	0	1	2	3	4
Kleinstwagen	Goggomobil T
Kleinwagen				Isar („großes Goggomobil“)
Untere Mittelklasse								1004, 1204, 1304
Mittelklasse										1700					1800 SA, 2000 SA / 1804, 2004[1]
Coupé			Goggomobil TS
										1300 GT, 1700 GT				1600 GT[2]
												2600 V8, 3000 V8		3000 V8[3]
Kleintransporter			Goggomobil TL
Geländewagen										Euro-Jeep
Geländewagen																	MBB-BMW 0,5t
BMW-Ära: [1]: als „BMW“ (nur für Südafrika durch Praetor Monteerders) bis Mitte 1974; [2]: als „BMW“; [3]: als „BMW-Glas“