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El BMW iX5 Hydrogen, la versión propulsada por hidrógeno y pila de combustible del BMW X5 da un paso más en su evolución y comienza su ensamblado artesanal en el Centro de Innovación de su fábrica de Múnich. Así es cómo se fabrica.

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BMW ha comenzado a fabricar el iX5 Hydrogen… y nos enseña todo el proceso

El BMW iX5 Hydrogen, la versión propulsada por hidrógeno y pila de combustible del BMW X5 da un paso más en su evolución y comienza su ensamblado artesanal en el Centro de Innovación de su fábrica de Múnich. Así es cómo se fabrica.

El BMW iX5 Hydrogen es un proyecto de BMW para experimentar con las posibilidades y los desafíos que entraña la construcción de coches propulsados por hidrógeno y la energía eléctrica generada en lo que se denomina una pila de combustible.

Como su nombre sugiere, el BMW iX5 Hydrogen está basado en el bastidor de un BMW X5, de manera que podríamos describirlo como el X5 «de hidrogeno», mientras que el prefijo i del nombre iX5 hace referencia al hecho de que, como la práctica totalidad de los coches de hidrogeno, estamos ante un coche esencialmente eléctrico, y dominado por la salvedad de que el grueso de la energía eléctrica no procede de una batería, sino de la mencionada pila de combustible.

BMW iX5 hydrogen en Arjeplog

La última información que tuvimos del iX5 Hydrogen, hacia marzo de este año, fue que estaba completando sus pruebas de rendimiento en condiciones de frío extremo en las pistas heladas de Ajeplog, en Suecia (foto superior).

Pues bien: ahora BMW nos anuncia que la fase de desarrollo ha terminado, y acaba de comenzar «la fabricación de una pequeña serie de vehículos» en la planta piloto del Centro de Investigación e Innovación (FIZ, por sus siglas en alemán) que el fabricante tiene en Munich. Además, BMW nos ha explicado el proceso con bastante precisión, y lo ha documentado excelentemente… de manera que prácticamente estamos en condiciones de explicar cómo se fabrica un BMW iX5 Hydrogen.

BMW iX5 Hydrogen Radiografia

BMW iX5 Hydrogen: conceptos básicos

Antes de profundizar en el proceso de construcción, conviene analizar de qué clase de coche estamos hablando. El BMW iX5 Hydrogen es un X5 de hidrógeno. Y, como todos los X5, está construido sobre el extremadamente versátil kit modular CLAR, que también da lugar a prácticamente todo el resto de modelos de motor longitudinal de BMW, como el Serie 5, el Serie 7 o, pensando en algo más parecido al iX5 Hydrogen, el BMW iX.

Lo primero que hay que tener en cuenta es que la tecnología de celdas de pila de combustible (el elemento esencial para construir la pila) que está empleando BMW procede de Toyota. Y aún más; podemos aventurarnos a asegurar que las celdas de la pila de combustible que emplea el BMW iX5 Hydrogen son idénticas a las que utiliza la pila de combustible del Toyota Mirai de segunda generación (aquí puedes encontrar, en video, un análisis técnico, la correspondiente prueba y la explicación del proceso de repostaje del Mirai).

BMW iX5 Hydrogen celda

Igual que ocurre con las baterías, el disponer de las celdas es solo el primer paso de la construcción de un coche de hidrógeno. La celda es el elemento en el que se inyecta hidrógeno y aire a presión para generar electricidad a una pequeña tensión.

BMW iX5 Hydrogen Componentes Cell Stack

Para conseguir una buena cantidad de potencia eléctrica, hay que coger muchas celdas, y unirlas para incrementar tanto la tensión como la intensidad disponible, en lo que se denomina un apilamiento o stack. En el caso del BMW iX5, la marca alemana se ocupa de la fabricación de todo el stack (ilustración superior)… y eso supone desarrollar los sistemas que introducen el aire y el combustible, los que extraen el agua generada, los que controlan toda la pila, etc…

BMW iX5 Hydrogen depósito

El segundo problema que hay que resolver es el montaje de los tanques de hidrógeno. El hidrógeno es un elemento caprichoso en muchos sentidos… y, sobre todo, en el de que muy liviano (exactamente 11 veces más que el aire). Eso significa que ocupa mucho volumen (aquí puedes encontrar una buena explicación del Air Liquide sobre cuanto exactamente)… incluso a nada menos que 700 bares de presión (en esas condiciones, 1 kg de hidrógeno ocupa 24 litros). Y los depósitos cilíndricos de fibra de carbono necesarios para almacenarlo a a esa presión (hablamos de casi 300 veces la que empleas para hinchar las ruedas) ocupan bastante más que ese volumen. El resultado es que acomodar los seis kilos de hidrógeno que requiere el iX5 Hydrogen para poder recorrer unos 450 kilómetros requiere buscar espacio… en grandes cantidades y cuidadosamente.

BMW iX5 Hydrogen grupo propulsor

Finalmente, necesitas un sistema de propulsión eléctrico (eso no es problema para BMW, que va por la quinta generación de motores de rotor excitado e inversores) y una batería (algo que tampoco supone un desafío para ellos).

A pesar de que la principal fuente de energía es la pila de combustible, la incorporación de la batería es imprescindible para cubrir dos carencias: la necesidad de recuperar energía eléctrica durante las frenadas regenerativas… y la de proporcionar potencia extra de manera puntual para poder apostar por una pila de combustible más pequeña, ligera y, por supuesto, más asequible.

BMW iX5 Hydrogen modulo de suelo

BMW iX5 Hydrogen: la construcción

El proceso de fabricación de un BMW iX5 Hydrogen comienza con el montaje del bastidor de un BMW X5 en un lugar bastante lejano: la factoría que BMW tiene en Spartanburg, en Estados Unidos. Los bastidores, inicialmente concebidos para alojar las mecánicas de gasolina e híbridas enchufables del X5, y a falta de la incorporación de algunos detalles como los paneles que constituyen lo que podríamos denominar como «el suelo» del vehículo (al menos, desde el punto de vista de los ocupantes) se envían, por barco, al FIZ, en Munich.

BMW iX5 Hydrogen montaje suelo

A su llegada al FIZ, el primer paso es la incorporación de esta pieza faltante: el suelo. Este componente (arriba, aún en el color negro original) tiene un triple propósito: brindar rigidez al bastidor, separar el habitáculo de la parte mecánica y alojar los dos enormes depósitos de hidrógeno. Uno de ellos, el mayor, ocupa todo el túnel central del habitáculo. Es segundo, más pequeño, se sitúa bajo los asientos.

BMW iX5 Hydrogen montaje depósitos

El segundo paso consiste en el montaje de los propios depósitos. Es un proceso que, una vez que has encontrado el espacio para alojarlos, se puede calificar de bastante sencillo. Por supuesto, con los depósitos vienen todas las conducciones que permiten tanto repostar como alimentar la pila, y algunos sensores esenciales, como los de hidrógeno, instalados para prevenir (y, atajar, llegado el caso, mediante un vaciado de emergencia) cualquier fuga de combustible.

BMW iX5 Hydrogen montaje pila

Después se procede al montaje de la pila de combustible en el vano delantero, donde normalmente iría el motor térmico. Todas las pilas o stacks tienden a tener el mismo aspecto cúbico e inespecífico. El reto consiste en disponer todos los elementos auxiliares que requiere la pila construyendo el «cubo» más compacto y versátil posible.

Tras la pila, viene el sistema de refrigeración. Las pilas de combustible empleadas en los coches, denominadas PEM (acrónimo de Proton Exhange Membrane o Membrana de Intercambio de Protones) no toleran bien las altas temperaturas, y prefieren trabajar en el entorno de los 70 grados. Como la reacción electroquímica que produce la electricidad no es terriblemente eficiente (una pila de combustible ronda el 60% de conversión), existe la necesidad de sacar bastante calor empleando un fluido refrigerante que no puede estar muy caliente. El resultado son radiadores sensiblemente más grandes de los que habitualmente vemos en los coches eléctricos «convencionales», propulsados por baterías.

BMW no ha compartido muchos datos concretos de la pila. Sabemos que tiene alrededor de 125 kW de potencia, equivalentes a 170 CV. Esta cifra cuadra mucho con la potencia máxima de la pila del Toyota Mirai (que es de 128 kW), y refuerza la hipótesis de que las celdas son idénticas… y de que el stack tiene la misma configuración. Es un juego con reglas sencillas: el número de celdas determina la tensión, y su superficie determina la intensidad máxima de corriente. Si ambos coches funcionan a 400 voltios de tensión, y ambos stacks entregan la misma potencia, entonces… sería estúpido no usar las mismas celdas.

BMW iX5 Hydrogen grupo propulsor

En tercer lugar se monta el grupo propulsor… que es bastante parecido al que emplea el BMW iX3. Por «grupo» entendemos el motor (sincrono, de rotor excitado, y sin imanes pemanentes basados en tierras raras), el inversor (el aparato que convierte la corriente continua de la pila en corriente alterna trifásica para alimentar el motor) y la transimisión (un grupo reductor de una sola velocidad que adecua las hasta 13.000 rpm de giro del motor eléctrico al régimen que requieren las ruedas).

Finalmente, se monta la batería, que va instalada sobre el motor trasero y que puede que robe un poco de espacio al maletero del iX5… aunque esto es un conjetura, porque BMW no nos ha proporcionado datos. Sí sabemos que tiene una capacidad lo bastante modesta como para que no merezca la pena recargarla, y que puede proporcionar suficiente potencia como para «cubrir» (durante tiempo limitado) la cifra máxima que declara el grupo propulsor, que según BMW ronda los 275 kW (eso equivale a 374 CV).

BMW iX5 Hydrogen nave montaje

BMW iX5: ¿tiene sentido? La opinión de Autofacil…

Actualmente, construir coches de pila de combustible tiene todo el sentido del mundo. Pero no para venderlos… sino para aprender a hacerlos de cara a que, el día de mañana, peguen lo que se conoce como un «pelotazo». Por decirlo de otra forma: invertir ahora mismo en pila de combustible es un poco como, en su día, invertir en Bitcoin. En los albores del Bitcoin, una criptomoneda de la que, por diseño, existe una cantidad finita de unidades, estaba claro que iba a subir. Pero nadie sabía cómo, cuándo… o cuántas subidas y bajadas vertiginosas e imprevistas se vivirían durante el proceso.

Con el hidrógeno ocurre algo parecido. Sabemos que es el futuro. De hecho, se le ha bautizado (en general, aunque un poco de manera jocosa) como el «eterno combustible del futuro». Sin embargo, existen muchísimos interrogantes. En general, para que el «invento del hidrógeno» funcione, es imprescindible que algunas (en realidad, muchísimas) cosas cambien dramáticamente. Empezando con el coste de la energía. Actualmente, el precio del hidrógeno oscila entre los 10 y 12 €/kg… y un buen movimiento sería reducirlo a aproximadamente la cuarta parte.

Aun haciendo eso, las baterías de litio se han convertido en un oponente formidable del hidrógeno: asequibles, potentes, seguras y «razonablemente ligeras». Y entre estos dos frentes, encontramos un enorme voluntad política que apuesta (con nuestro dinero) por impulsar la sociedad «del hidrógeno» con ayudas muy masivas. En definitiva, es complicado.

Llegados a este punto, debemos encomendarnos a las palabras de Frank Webber, miembro del Consejo de Administración de BMW AG responsable de Desarrollo. «El hidrógeno es una fuente de energía versátil que tiene un papel clave en el avance hacia la neutralidad climática. Además, estamos seguros de que el hidrógeno va a ganar mucha importancia para la movilidad individual y, por tanto, consideramos que una mezcla de sistemas de propulsión eléctrica con baterías y pilas de combustible es un enfoque sensato a largo plazo». Pues lo que veníamos diciendo: como invertir en Bitcoins.  

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