水素の未来はどうなる？ BMWがトヨタと共同開発！ 第3世代燃料電池システムのプロトタイプを発表、量産開始は2028年の予定。

BMWがトヨタと共同開発した第3世代水素駆動システムとは

BMWグループの第3世代水素駆動システムは、2028年からシュタイアー工場で生産される予定だ。ミュンヘンとシュタイアーのコンピテンスセンターでは、既に最初のプロトタイプの製造が始まっている。駆動システムに関するその他のコンポーネントは、ランツフートのテクノロジーハブから供給される。

BMW AG開発担当取締役のヨアヒム・ポスト氏はこのように述べている。

「BMW初の燃料電池量産モデルを2028年に発売することで、当社のテクノロジー・オープン製品ポートフォリオに、ゼロエミッションを実現する極めて高効率な高性能駆動システムが新たに加わることになります。生産拠点としてシュタイアーを選んだことは、欧州におけるイノベーション拠点へのコミットメントを明確に示しています。ミュンヘンとシュタイアーのBMWコンピテンスセンターは、先駆的な燃料電池システムの開発において重要な役割を担っています」

第1世代の燃料電池駆動システムはトヨタが全面的に供給し、2014年に「BMW 535iA」に搭載。第2世代は、現行の「BMW iX5ハイドロジェン・パイロットフリート（水素燃料電池車・実証実験車両）」に初めて搭載された。今回は、BMWが燃料電池システム全体を開発し、個々の燃料電池はトヨタから供給された。

最新となる第3新世代は、BMWグループとトヨタが乗用車用パワートレインシステムを共同開発しており、その中核となる燃料電池技術は、商用車と乗用車の両方の用途で相乗効果を生み出す。この緊密な連携により、両社は開発と調達における相乗効果を活用しながら、ブランド固有のモデルを開発することが可能になる。

第3世代の燃料電池技術では、いくつかの大きな改善がもたらされた。

●コンパクトな設計
燃料電池システムの占有スペースは約25%削減。電力密度の大幅な向上により、前世代と比較してはるかにコンパクトな構造を実現した。
●高度な統合
第3世代版は、将来の車両アーキテクチャにシームレスに統合できる。これにより、将来的に顧客に多様な駆動システムのバリエーションを提供することを可能にする、テクノロジーオープンなアプローチへの道が開かれる。
●コンポーネントの最適化と効率性の向上
従来モデルと比べて大幅に効率が向上している。これは、トヨタと共同開発した駆動技術をベースにした個々のコンポーネントのアップグレードと、作動戦略の改良によって実現した。これらの進歩により、航続距離と出力の向上に加え、エネルギー消費量が低減し、第2世代モデルから大幅に改善されている。

BMW第3世代燃料電池システム｜BMW 3rd Generation Fuel Cell System

BMWグループは、ミュンヘンにある自社の水素コンピテンスセンターで、高効率燃料電池システムのプロトタイプを製造している。燃料電池内では、タンク内の水素と空気中の酸素が反応する電気化学反応が起こりる。この反応によって発電された電気が電気モーターを駆動し、車両にエネルギーを供給する。

燃料電池システムは、燃料電池自体だけでなく、その効率的な動作に必要なすべてのコンポーネントとシステムで構成されている。これには、冷却システム、水素および空気サブシステムが含まれる。コンパクトなレイアウトにより、ドライブトレイン全体がBMWの定評あるパフォーマンスと安全性を高いレベルで実現させる。

プロトタイプ製造は現在、組立・試験プロセスの開発と検証に重点的に取り組んでおり、特に長期的な産業化、品質保証、そして拡張性を重視。これと並行して、プロトタイプは運用戦略の開発と、システムレベルおよび車両レベルの両方での検証に活用されている。これらのステップは、燃料電池技術を量産に向けて準備するうえで極めて重要だ。

燃料電池システムの生産は、BMWグループのシュタイアー工場で2028年に開始される予定。同工場は、BMWグループの全モデルにわたる駆動システムをカバーする数十年にわたる開発・生産の専門知識を活用できる。現在同工場では、新しい駆動技術を導入し継続的に改良していくために、新たな試験装置と生産施設の建設と建物の改修が進められている。

BMW AGエンジン生産担当上級副社長兼BMWグループ・シュタイアー工場長のクラウス・フォン・モルトケ氏はこのように述べている。

「将来、最新世代の電動モーターや内燃エンジンに加え、シュタイアー工場で新たな革新的な駆動技術を生産できることを誇りに思います。この技術と、現場に蓄積された開発ノウハウを合わせることで、当工場はBMWグループの技術オープンアプローチの好例となるでしょう」

BMW第3世代燃料電池システム｜BMW 3rd Generation Fuel Cell System

一方、BMWグループのランツフート工場は、燃料電池車の主要コンポーネントの製造を担当している。水素専用制御ユニット「BMWエナジーマスター」の量産に向けた新しいハードウェアと設備の建設は、2026年5月下旬に同工場で開始される予定だ。

BMWエナジーマスターは、400～800Vの範囲で車両の電力供給を制御。また、高電圧バッテリーからのデータとのインターフェースとしても機能する。この制御ユニットには、燃料電池アプリケーションに特有の様々なコンポーネントが補完されている。BMWエナジーマスターの最初のプロトタイプの生産は、わずか数マイル離れたBMWグループのディンゴルフィング工場で2026年半ばに始まる。この工場では、ノイエ・クラッセモデル向けのBMWエナジーマスターのプロトタイプも製造された。

なお、「BMW iX5ハイドロジェン・パイロットフリート」と同様に、ランツフート工場では次世代モデル用のハウジングと圧力プレートも再び製造される。