El debate sobre el transporte en el futuro, y la forma como vamos a suministrar energía a nuestros coches, parece ser ubicuo hoy día. En estos debates, las pilas de combustible y el hidrógeno tienen un impacto importante. El Hydrogen 7 de BMW prueba que incluso con la tecnología y gestión de motor actual, es posible alimentar un coche con un motor comercial e hidrógeno. BMW usó su coche de 12 cilindros de la Serie 7 como base para su nuevo coche a hidrógeno.

En este proyecto, SWEP participó activamente en el diseño del futuro del transporte automóvil. El CBE B5 de la empresa es una parte integral de la nueva gestión del motor.

Hidrógeno líquido

El principal reto en la solución de hidrógeno de BMW fue el almacenamiento y transporte del hidrógeno, puesto que su capacidad específica es más baja que la de la gasolina existente. Björn Felgenhauer, Director de Ventas Técnicas de SWEP en Alemania, dice que hay dos enfoques actuales y distintos: gas de alta presión (700 bar) o hidrógeno líquido. BMW decidió usar el hidrógeno líquido (-253°C), que es mantenido en un depósito en vacío. Para poder usar el hidrógeno líquido, tiene que ser evaporado y calentado hasta temperaturas encima del punto de congelación para impedir la avería de las vávulas y de los sensores. “Para lograrlo, nuestro intercambiador de calor tiene una función importante en la gestión del motor y es un factor clave para el éxito del proyecto”, dice Felgenhauer. “La demanda de seguridad también es muy alta. Puesto que este coche a hidrógeno es tan reciente en el sector automóvil, fueron necesarias muchas certificaciones, como la aprobación de los materiales usados a la temperatura muy baja de -253°C. Además, también fue necesario verificar si nuestro material era adecuado para el hidrógeno.”

Finalmente, BMW decidió usar el modelo B5 de SWEP. También fue aprobado para el sector automóvil en la base de datos de IMDS (Sistema Internacional de de Datos de Materiales), para que el CBE pueda ser usado en el mundo entero por los fabricantes de coches. “Los requisitos específicos de la industria automóvil para cada componente usado exigían que BMW buscara colaboradores con competencias destacadas”, explica Felgenhauer. “Un colaborador de BMW también debe ser capaz de fabricar productos de alta calidad a una escala industrial necesaria para los estándares de serie automóviles. Puesto que el intercambiador de calor es el que conecta el sistema de agua y el hidrógeno, tenía que ser un 100% fiable.”

Problemas de temperatura

El principal desafío de este proyecto era lidiar con el enfoque a la temperatura. La diferencia de temperatura entre el ciclo de calefacción y el sector del hidrógeno provoca una enorme presión y tensión en las placas. “Aparte de la tensión térmica, la vibración también hizo que fuera casi imposible que un intercambiador de calor de placas durara una vida entera sobre la carretera. Después de simulaciones de dinámica de fluidos y estudios FEM (finite element method – análisis de elementos finitos) intensivos de nuestro intercambiador de calor, hemos encontrado una solución”, dice Felgenhauer. “Sólo con pequeños cambios en la distribución y en el escape, las extremadas diferencias de temperatura podían ser manejadas, con lo que el nuevo coche de BMW puede usar el intercambiador de calor de SWEP.”

Hydrogen 7 de BMW

El Hydrogen 7 de BMW es una serie limitada y para empezar será conducido por usuarios seleccionados. El Hydrogen 7 se basa en el modelo de la Serie 7 de BMW y está equipado con un motor de combustión interna que puede funcionar a hidrógeno o a gasolina. Con el Hydrogen 7 de BMW, el BMW Group está creando una marca para la movilidad sostenible. Según BMW, este coche tendrá una función pionera en la promoción de las tecnologías de hidrógeno. La tecnología de hidrógeno reduce drásticamente las emisiones generadas por el transporte personal y, en particular, minimiza la emisión de CO2. Cuando funciona en el modo de hidrógeno, el Hydrogen 7 de BMW solamente emite vapor de agua. Con todo el confort y servicios de una Serie 7 de BMW sin hidrógeno, el Hydrogen 7 de BMW es alimentado por un motor de doce- cilindros de 191 kW que accelera de los 0 a los 100 km/h en 9,5 segundos. La velocidad máxima es limitada electrónicamente a los 230 km/h.

La solución B5 de SWEP para BMW

SWEP empezó con una solución B5 en bucle en la que el hidrógeno líquido es evaporado en la primera etapa y sobrecalentado en el segundo conjunto de placas. El calor necesario es recuperado del ciclo de enfriamiento del motor. “La separación del evaporador y del sobrecalentador fue la solución para el problema, porque el aumento de volumen del estado líquido al gaseoso no permite que sea alcanzada la capacidad necesaria en un intercambiador de calor normal, teniendo en cuenta las restricciones de espacio y de peso para el uso automóvil”, dice Björn Felgenhauer, el Director de Ventas Técnicas de SWEP. “Usando el concepto del bucle, fuimos capaces de satisfacer los requisitos con tan sólo 26 placas (1,9 kg) para alimentar un motor de 200 kW.”

Sistema Internacional de Datos de Materiales

El IMDS es el sistema de datos de materiales de la industria automóvil. Fue un desarrollo conjunto desde el inicio entre Audi, BMW, DaimlerChrysler, Ford, Opel, Porsche, VW y Volvo. Otros fabricantes se han juntado también a la comunidad y han empezado las negociaciones con los otros respecto a su participación en IMDS. En el IMDS, todos los materiales usados para la producción de coches son archivados y mantenidos. Así, es posible cumplir con las obligaciones exigidas a los fabricantes de coches, y luego a sus proveedores, por las normativas, leyes y regulaciones nacionales e internacionales.

Fuente: SWEP