一天之內的9項世界紀錄
bMW在2005上海國際車展上隆重推出H2R“車速世界記錄氫燃料轎車”。這輛原型車在2004年9月的一天之內連續創造了9項世界記錄，以令人印象深刻的方式證明了內燃發動機氫燃料汽車的驚人潛力。 這清楚地表明，BMW集團堅信氫燃料可以完全取代傳統燃料，與此同時，車輛的性能和動力絲毫不會遜色於任何一部現代高級汽車。
BMW這輛“創記錄”轎車的心臟是一台排量為6升的12缸發動機，以BMW 760Li裝備的汽油發動機為基礎開發而成，最大輸出功率超過210千瓦。 如此強大的動力可以推動這輛原型車在約6秒的時間內從靜止狀態加速到100公里/小時，最高車速高達302.4公里/小時。
BMW H2R是BMW Forschung und Technik公司僅用10個月的時間開發出來的，整個開發過程得益於BMW基於7系列轎車的氫燃料轎車系列化開發。 這輛“世界紀錄創造者”原型車的車身表面由碳纖維強化型塑膠製成，空氣動力學指標經過進一步最佳化，使得H2R的阻力係數（Cd）僅為0.21。BMW H2R在燃料罐加滿且駕駛者就座狀態下的重量僅為1,560公斤，在創造車速世界記錄的同時，排出的僅僅是水蒸氣。
BMW集團董事會成員Burkhard 博士在Miramas進行記錄測試時指出：“9項記錄預示著氫時代的來臨。 BMW的氫動力技術已經有了長足的發展。 現在我們必須開始與政府部門和能源行業通力協作，將可持續移動性的憧憬化為現實。”
在Miramas高速試車場上，BMW集團清楚地表明堅信氫燃料可以完全取代傳統燃料，與此同時車輛的性能和動力絲毫不會遜色於任何一部現代汽車。
H2R數據和性能指標充分地反映出了這種優越性：排量6升的12缸發動機擁有超過210千瓦的最大輸出功率，能夠在約6秒內將這輛原型車從靜止狀態加速到100公里/小時，並使其達到超過300公里/小時的最高車速。這台氫燃料發動機以BMW 760i的汽油發動機為基礎，因此擁有諸如全無級調節式Valvetronic電子氣門控制系統等最先進的技術。 和汽油發動機相比，這台發動機最主要的變化在於燃料噴射系統根據氫的特性和要求所作出的改裝和調整。 在此過程中，H2R因BMW未來型氫燃料發動機的系列化開發中取得的成果而受益，而這款發動機則是為全球首款雙驅動模式豪華轎車而開發的。 BMW將在當前款7系列轎車的產品周期內推出可以使用氫燃料和汽油的車型。
由碳纖維製成的車身外層
bmw h2rBMW的設計師們為BMW H2R“世界記錄汽車”打造了獨一無二的車身。 顯然，BMW H2R車身的比例既令人回憶起以往那些經典的BMW賽車，又在提醒人們這是一部創造了速度記錄的汽車：H2R長5.40米，寬2.00米，車身每一處細節的設計都是為了達到最佳的空氣動力學特性。
BMW H2R創造的世界速度記錄還要歸功於另外一項重要的因素，這就是僅為0.21的阻力係數以及1.85平方米的前部面積。 車後長度為20厘米的擾流板能夠防止可能降低車速的空氣渦流產生。
車身的側面輪廓以及總長度更加有助於使BMW H2R即使在最高車速狀態下也可能保持穩定的行駛特性。 與一級方程式賽車一樣，BMW H2R的車身外層表面也由碳纖維強化型塑膠製成，進而實現了極佳強度和較低重量的最佳結合：H2R在燃料箱滿載和駕駛者就座情況下的實際總重也僅為1,560公斤。
針對氫燃料而特殊改進的量產12缸發動機
bmw h2rH2R的“心臟”基本上是以BMW頂級的6升12缸發動機為基礎而開發的。 通過對發動機管理系統以及氣/油混合部件進行相應的改造，使用氫氣作為燃料為汽車提供動力的目標得以實現。
就技術角度而言，這款發動機與改造之前比最大的區別在於氫燃料噴射閥的集成和燃燒室內材料的選擇：與改造前的量產型發動機將燃油直接噴入燃燒室不同，氫燃料發動機的噴射閥直接安裝在進氣歧管內。 為了創造記錄，這台氫燃料發動機被設計為以單一模式運轉，即僅以氫作為燃料。
這一清晰的開發重點使BMW的工程師們得以專門針對氫動力而對發動機進行設定，例如使用由特殊材料製成的閥片彈簧。 其原因在於氫沒有以往的氣/油混合氣那種潤滑效應。 在這裡還需要說明，這種改進在引入潤滑性較低的無鉛燃油時就已需要進行。因此從那時起量產型發動機就已開始採用摩擦係數更大的材料。
底盤和懸架
bmw h2r在BMW H2R“世界記錄汽車”底盤和懸架的開發過程中，BMW Forschung und Technik公司的開發工程師們以承載結構作為開發重點，使用了源自一款BMW高性能運動型轎車的量產化部件：鋁製空間構架和整個底盤。 超大尺寸的擠壓成形式型材之間加入了超輕、抗腐蝕、高強度的鋁製結構板件，使車輛擁有了堅固的“骨架”。 這使得駕駛者得以擁有極佳的、手感絕對直接的、完全消除振動現象的方向盤操縱感受。
前輪懸架採用雙控制臂減震支柱形式，配合齒輪齒條式轉向機構，包括一個鋁製的橫向擺臂、轉向橫拉桿，以及一個防側傾穩定桿。
前橋副車架採用焊接式鋁製結構，由擠壓成形式型材和支撐所有前橋部件的板材製成，通過螺栓在6個位置上與車身相連。
橫向擺臂由鑄造鋁製成，帶有兩個球接頭，確保前橋一直保持精確的車輪導向特性。 後橋的整體式四連桿結構確保了後輪的導向特性，而這也是一種符合BMW專利。
用於氫動力的特殊噴射閥
bmw h2r儘可能推遲向進氣歧管內噴射氫燃料的需要對噴射閥提出了很高的要求。實際上，這種噴射閥是BMW全新的、引導發展趨勢的開發成果：由於單位能量所需的氣態氫與液態汽油相比占據更大的體積，因此這種噴射閥與傳統的噴油閥相比體積更大。 同時，由於這種噴射閥的覆蓋範圍增大了許多，因此必須在不斷變化的系統壓力下以及非常長和非常短的點火周期內工作。
開發這種噴射閥的基本目標之一就是使其能夠在最高發動機轉速和滿負荷狀態下根據需要將度量精確的氫燃料以非常短的噴射周期噴射到進氣歧管內 － 而這一目標已經完全實現了。
清潔的混合氣構成：部分負荷工況下的耗油量下降，滿負荷工況下的動力提高。在滿負荷工況下，12缸發動機以空燃比等於1的燃油/空氣混合氣運轉。 這種情況也適用於現代柴油發動機中使用的混合氣，就原理而言是為了使內燃發動機產生最大的功率。 在部分負荷工況下，氫燃料還具有另外一項優越性，這就是發動機可以利用剩餘的硫而在燃料效率很高的稀薄燃燒模式下運轉。由於氫燃料的燃燒會在燃油/空氣混合氣的空燃比剛剛超過1一直到2之間的“視窗”範圍內產生氮氧化物，因此這個混合氣“視窗”範圍被自動跳過，因為發動機運轉也不需要這個範圍的混合氣。
安全系統
BMW H2R“世界記錄汽車”上配備的燃料系統根據已在系列開發中經過驗證的概念而設計。 H2R的燃料加注在一個移動式加氫站利用手動燃料箱適配接頭進行。 封裝在駕駛者座椅旁邊的真空隔離雙層燃料箱可以容納超過11千克的液態氫。
不少於三個的單向閥確保了最佳的安全性：燃料箱上的工作閥在4.5巴的壓力下自行打開。 兩個附加的安全閥確保即使低溫殼體內發生泄漏也不會導致任何危險後果，當燃料箱內的壓力超過5巴時閥門自動打開。 這套具有雙重安全系統保證氫燃料箱不可能因為壓力過高而發生爆炸。
bmw h2r氫燃料實現了更高的效率
氫的燃燒性質和汽油或柴油截然不同：正常氣壓下，氫燃燒得更快，但是比汽油燃燒時溫度要低一些。而在氫燃料發動機內，氫/空氣混合氣更高燃燒速度卻能夠產生比汽油發動機更高的燃燒溫度。 因此，BMW H2R“世界記錄汽車”的發動機管理系統經過了特殊改進，將點火過程推遲到活塞到達上死點時才開始，進而確保最大的動力和輸出功率。而相比之下，由於汽油/空氣混合氣的燃燒速度相對較慢，點火的提前量必須隨著發動機轉速的提高而增加，因為最大壓縮壓力在活塞開始向下運動時產生。 氫/空氣混合氣更高的燃燒壓力在實際套用中也是一項很重要的優勢，即以等量的能源產生更大的動力，從而確保更高的效率。
在發動機內充分利用氫燃料這種理想點火特性的同時，也產生了對燃燒室以外的部分給予特別考慮的需要。 因此為了避免任何點火不良現象產生，BMW的工程師們已經開發出了一種特殊的混合氣循環和燃料噴射策略：BMW的VANOS無級可調式凸輪軸控制裝置根據每一時刻的特定需要對殘餘混合氣的比例進行監視和調節。 在吸入氫/空氣混合氣之前，燃燒室先被空氣冷卻，以確保混合氣可以在一種完全不受控制的狀態下自行點火。
VALVETRONIC電子氣門為氫動力創造最佳條件。通過將BMW獨有的VALVETRONIC電子氣門管理系統作為這台12缸發動機用於控制氣門的標準裝備，BMW的發動機專家們找到了控制這一精密充氣過程的理想“工具”。 VALVETRONIC電子氣門通過以下過程對氣門的移動時間和氣門的升程進行控制：
bmw h2rVALVETRONIC電子氣門集成了位於凸輪軸和各氣缸兩個進氣門之間的一根中間槓桿。這根中間槓桿與凸輪軸的相對位置可以通過一個由電動馬達驅動的附加偏心軸進行無級調節。 隨著偏心軸位置的改變，中間槓桿根據需要通過凸輪的凸起部分改變氣門的運動行程長度。VALVETRONIC電子氣門的另外一個特性在於它以BMW的凸輪軸無級調節機構為基礎。該系統稱為VANOS凸輪軸控制裝置，是VALVETRONIC電子氣門概念的一個組成部分。 VANOS凸輪軸控制裝置在凸輪軸驅動機構中集成了液壓控制式調節器單元，能夠對氣門開啟時間的開始點和結束點進行控制。 這種完全無級調節式管理系統對12缸發動機的空氣循環起到了顯著的最佳化作用，使其與氫動力的特定需求達到完美契合。
