bmw h2r
BMW的清洁能源计划 (Clean Energy program) 产生一项惊人成就。BMW H2R 车在法国 Miramas 高速试车场创下氢燃料内燃动力汽车的9项全球速度记录。BMW 也因而证明其信念：氢可以替代传统燃料而没有任何性能及废气排放方面的让步。
一天之内的9项世界纪录bMW在2005上海国际车展上隆重推出H2R“车速世界记录氢燃料轿车”。这辆原型车在2004年9月的一天之内连续创造了9项世界记录，以令人印象深刻的方式证明了内燃发动机氢燃料汽车的惊人潜力。 这清楚地表明，BMW集团坚信氢燃料可以完全取代传统燃料，与此同时，车辆的性能和动力丝毫不会逊色于任何一部现代高级汽车。
BMW这辆“创记录”轿车的心脏是一台排量为6升的12缸发动机，以BMW 760Li装备的汽油发动机为基础开发而成，最大输出功率超过210千瓦。 如此强大的动力可以推动这辆原型车在约6秒的时间内从静止状态加速到100公里/小时，最高车速高达302.4公里/小时。
BMW H2R是BMW Forschung und Technik公司仅用10个月的时间开发出来的，整个开发过程得益于BMW基于7系列轿车的氢燃料轿车系列化开发。 这辆“世界纪录创造者”原型车的车身表面由碳纤维强化型塑料制成，空气动力学指标经过进一步优化，使得H2R的阻力系数（Cd）仅为0.21。BMW H2R在燃料罐加满且驾驶者就座状态下的重量仅为1,560公斤，在创造车速世界记录的同时，排出的仅仅是水蒸气。
BMW集团董事会成员Burkhard 博士在Miramas进行记录测试时指出：“9项记录预示着氢时代的来临。 BMW的氢动力技术已经有了长足的发展。 现在我们必须开始与政府部门和能源行业通力协作，将可持续移动性的憧憬化为现实。”
在Miramas高速试车场上，BMW集团清楚地表明坚信氢燃料可以完全取代传统燃料，与此同时车辆的性能和动力丝毫不会逊色于任何一部现代汽车。
H2R数据和性能指标充分地反映出了这种优越性：排量6升的12缸发动机拥有超过210千瓦的最大输出功率，能够在约6秒内将这辆原型车从静止状态加速到100公里/小时，并使其达到超过300公里/小时的最高车速。这台氢燃料发动机以BMW 760i的汽油发动机为基础，因此拥有诸如全无级调节式Valvetronic电子气门控制系统等最先进的技术。 和汽油发动机相比，这台发动机最主要的变化在于燃料喷射系统根据氢的特性和要求所作出的改装和调整。 在此过程中，H2R因BMW未来型氢燃料发动机的系列化开发中取得的成果而受益，而这款发动机则是为全球首款双驱动模式豪华轿车而开发的。 BMW将在当前款7系列轿车的产品周期内推出可以使用氢燃料和汽油的车型。
由碳纤维制成的车身外层
BMW的设计师们为BMW H2R“世界记录汽车”打造了独一无二的车身。 显然，BMW H2R车身的比例既令人回忆起以往那些经典的BMW赛车，又在提醒人们这是一部创造了速度记录的汽车：H2R长5.40米，宽2.00米，车身每一处细节的设计都是为了达到最佳的空气动力学特性。
BMW H2R创造的世界速度记录还要归功于另外一项重要的因素，这就是仅为0.21的阻力系数以及1.85平方米的前部面积。 车后长度为20厘米的扰流板能够防止可能降低车速的空气涡流产生。
车身的侧面轮廓以及总长度更加有助于使BMW H2R即使在最高车速状态下也可能保持稳定的行驶特性。 与一级方程式赛车一样，BMW H2R的车身外层表面也由碳纤维强化型塑料制成，进而实现了极佳强度和较低重量的最佳结合：H2R在燃料箱满载和驾驶者就座情况下的实际总重也仅为1,560公斤。
针对氢燃料而特殊改进的量产12缸发动机H2R的“心脏”基本上是以BMW顶级的6升12缸发动机为基础而开发的。 通过对发动机管理系统以及气/油混合部件进行
相应的改造，使用氢气作为燃料为汽车提供动力的目标得以实现。
就技术角度而言，这款发动机与改造之前比最大的区别在于氢燃料喷射阀的集成和燃烧室内材料的选择：与改造前的量产型发动机将燃油直接喷入燃烧室不同，氢燃料发动机的喷射阀直接安装在进气歧管内。 为了创造记录，这台氢燃料发动机被设计为以单一模式运转，即仅以氢作为燃料。
这一清晰的开发重点使BMW的工程师们得以专门针对氢动力而对发动机进行设置，例如使用由特殊材料制成的阀片弹簧。 其原因在于氢没有以往的气/油混合气那种润滑效应。 在这里还需要说明，这种改进在引入润滑性较低的无铅燃油时就已需要进行。因此从那时起量产型发动机就已开始采用摩擦系数更大的材料。
底盘和悬架
在BMW H2R“世界记录汽车”底盘和悬架的开发过程中，BMW Forschung und Technik公司的开发工程师们以承载结构作为开发重点，使用了源自一款BMW高性能运动型轿车的量产化部件：铝制空间构架和整个底盘。 超大尺寸的挤压成形式型材之间加入了超轻、抗腐蚀、高强度的铝制结构板件，使车辆拥有了坚固的“骨架”。 这使得驾驶者得以拥有极佳的、手感绝对直接的、完全消除振动现象的方向盘操纵感受。
前轮悬架采用双控制臂减震支柱形式，配合齿轮齿条式转向机构，包括一个铝制的横向摆臂、转向横拉杆，以及一个防侧倾稳定杆。
前桥副车架采用焊接式铝制结构，由挤压成形式型材和支撑所有前桥部件的板材制成，通过螺栓在6个位置上与车身相连。
横向摆臂由铸造铝制成，带有两个球接头，确保前桥一直保持精确的车轮导向特性。 后桥的整体式四连杆结构确保了后轮的导向特性，而这也是一种符合BMW专利。
用于氢动力的特殊喷射阀尽可能推迟向进气歧管内喷射氢燃料的需要对喷射阀提出了很高的要求。实际上，这种喷射阀是BMW全新的、引导发展趋势的开发成果：由于单位能量所需的气态氢与液态汽油相比占据更大的体积，因此这种喷射阀与传统的喷油阀相比体积更大。 同时，由于这种喷射阀的覆盖范围增大了许多，因此必须在不断变化的系统压力下以及非常长和非常短的点火周期
内工作。
开发这种喷射阀的基本目标之一就是使其能够在最高发动机转速和满负荷状态下根据需要将度量精确的氢燃料以非常短的喷射周期喷射到进气歧管内 － 而这一目标已经完全实现了。
清洁的混合气构成：部分负荷工况下的耗油量下降，满负荷工况下的动力提高。在满负荷工况下，12缸发动机以空燃比等于1的燃油/空气混合气运转。 这种情况也适用于现代柴油发动机中使用的混合气，就原理而言是为了使内燃发动机产生最大的功率。 在部分负荷工况下，氢燃料还具有另外一项优越性，这就是发动机可以利用剩余的硫而在燃料效率很高的稀薄燃烧模式下运转。由于氢燃料的燃烧会在燃油/空气混合气的空燃比刚刚超过1一直到2之间的“窗口”范围内产生氮氧化物，因此这个混合气“窗口”范围被自动跳过，因为发动机运转也不需要这个范围的混合气。
安全系统BMW H2R“世界记录汽车”上配备的燃料系统根据已在系列开发中经过验证的概念而设计。 H2R的燃料加注在一个移动式加氢站利用手动燃料箱适配接头进行。 封装在驾驶者座椅旁边的真空隔离双层燃料箱可以容纳超过11千克的液态氢。
不少于三个的单向阀确保了最佳的安全性：燃料箱上的工作阀在4.5巴的压力下自行打开。 两个附加的安全阀确保即使低温壳体内发生泄漏也不会导致任何危险后果，当燃料箱内的压力超过5巴时阀门自动打开。 这套具有双重安全系统保证氢燃料箱不可能因为压力过高而发生爆炸。
氢燃料实现了更高的效率氢的燃烧性质和汽油或柴油截然不同：正常气压下，氢燃烧得更快，但是比汽油燃烧时温度要低一些。而在氢燃料发动机内，氢/空气混合气更高燃烧速度却能够产生比汽油发动机更高的燃烧温度。 因此，BMW H2R“世界记录汽车”的发动机管理系统经过了特殊改进，将点火过程推迟到活塞到达上死点时才开始，进而确保最大的动力和输出功率。而相比之下，由于汽油/空气混合气的燃烧速度相对较慢，点火的提前量必须随着发动机转速的提高而增加，因为最大压缩压力在活塞开始向下运动时产生。 氢/空气混合气更高的燃烧压力在实际应用中也是一项很重要的优势，即以等量的能源产生更大的动力，从而确保更高的效率。
在发动机内充分利用氢燃料这种理想点火特性的同时，也产生了对燃烧室以外的部分给予特别考虑的需要。 因此为了避免任何点火不良现象产生，BMW的工程师们已经开发出了一种特殊的混合气循环和燃料喷射策略：BMW的VANOS无级可调式凸轮轴控制装置根据每一时刻的特定需要对残余混合气的比例进行监视和调节。 在吸入氢/空气混合气之前，燃烧室先被空气冷却，以确保混合气可以在一种完全不受控制的状态下自行点火。
VALVETRONIC电子气门为氢动力创造最佳条件。通过将BMW独有的VALVETRONIC电子气门管理系统作为这台12缸发动机用于控制气门的标准装备，BMW的发动机专家们找到了控制这一精密充气过程的理想“工具”。 VALVETRONIC电子气门通过以下过程对气门的移动时间和气门的升程进行控制：
VALVETRONIC电子气门集成了位于凸轮轴和各气缸两个进气门之间的一根中间杠杆。这根中间杠杆与凸轮轴的相对位置可以通过一个由电动马达驱动的附加偏心轴进行无级调节。 随着偏心轴位置的改变，中间杠杆根据需要通过凸轮的凸起部分改变气门的运动行程长度。VALVETRONIC电子气门的另外一个特性在于它以BMW的凸轮轴无级调节机构为基础。该系统称为VANOS凸轮轴控制装置，是VALVETRONIC电子气门概念的一个组成部分。 VANOS凸轮轴控制装置在凸轮轴驱动机构中集成了液压控制式调节器单元，能够对气门开启时间的开始点和结束点进行控制。 这种完全无级调节式管理系统对12缸发动机的空气循环起到了显著的优化作用，使其与氢动力的特定需求达到完美契合。