フラウンホーファー工作機械・成形技術研究所 IWU では、研究者らが燃料電池エンジンの高速かつコスト効率の高い連続生産を促進することを目的として、燃料電池エンジンを製造するための高度な技術を開発しています。この目的を達成するために、IWU の研究者らはまずこれらのエンジンの心臓部に直接焦点を当て、薄い金属箔からバイポーラ プレートを製造する方法に取り組んでいます。ハノーバー メッセで、フラウンホーファー IWU は、これらおよびその他の有望な燃料電池エンジン研究活動を、シルバーフンメル レースカーで展示します。
電気エンジンにエネルギーを供給する場合、燃料電池はバッテリーを補って航続距離を延ばす理想的な方法です。しかし、燃料電池の製造プロセスは依然としてコストがかかるため、ドイツ市場ではこの駆動技術を搭載した車両モデルはまだ比較的少数です。現在、フラウンホーファー IWU の研究者たちは、より費用対効果の高いソリューションに取り組んでいます。「私たちは総合的なアプローチを採用し、燃料電池エンジン内のすべてのコンポーネントを検討しています。それは水素の供給から始まり、燃料電池での発電に直接関係する材料の選択に影響を与え、電池自体と車両全体の温度調節にまで及びます」とフラウンホーファー社のプロジェクトマネージャー、セーレン・シェフラー氏は説明します。ケムニッツのIWU。
最初のステップとして、研究者らは燃料電池エンジンの心臓部である「スタック」に焦点を当てます。ここで、バイポーラプレートと電解質膜で構成される多数の積層セルでエネルギーが生成されます。
「私たちは、従来のグラファイトバイポーラプレートを薄い金属箔に置き換える方法を研究しています。これにより、スタックを迅速かつ経済的に大規模に製造できるようになり、生産性が大幅に向上するでしょう」とシェフラー氏は言います。研究者らは品質保証にも注力している。スタック内のすべてのコンポーネントは製造プロセスで直接検査されます。これは、完全に検査された部分のみがスタックに組み込まれるようにすることを目的としています。
並行して、フラウンホーファー IWU は、スタックが環境や運転状況に適応する能力を向上させることを目指しています。シェフラー氏は次のように説明します。「私たちの仮説は、AI も活用して環境変数に動的に調整することで水素の節約に役立つということです。エンジンが外気温が高いか低いか、あるいは平地か山地で使用されるかによって違いが生じます。現在、スタックは事前定義された固定動作範囲で動作するため、この種の環境に依存した最適化はできません。」
フラウンホーファーの専門家は、2020年4月20日から24日までハノーバーメッセで開催されるシルバーフンメルの展示で研究アプローチを実証します。シルバーフンメルは、1940年代にアウトウニオンAGによって設計されたレースカーをベースにしています。フラウンホーファー IWU の開発者は、新しい製造方法を使用してこの車両を再構築し、最新技術のデモンストレーターを作成しました。彼らの目的は、シルバーフンメルに高度な燃料電池技術に基づいた電気エンジンを装備することです。この技術はすでにハノーバーメッセで車両にデジタル投影される予定です。
シルバーフンメルのボディ自体も、フラウンホーファー IWU でさらに開発されている革新的な製造ソリューションと成形プロセスの一例です。ただし、ここでは、小バッチサイズの費用効率の高い製造に焦点を当てています。シルバーフンメルのボディパネルは、鋳鋼工具を使用した複雑な操作を伴う大型プレス機で成形されていませんでした。代わりに、容易に機械加工できる木材で作られたネガ型が使用されました。この目的のために設計された工作機械が、専用のマンドレルを使用してボディパネルを木型に少しずつ押し付けていきます。専門家はこの方法を「インクリメンタルフォーミング」と呼んでいます。「その結果、フェンダー、ボンネット、あるいは路面電車の側面部分に至るまで、従来の方法よりもはるかに迅速に目的のコンポーネントを作成できるようになります。たとえば、体の一部を形成するために使用されるツールの従来の製造には数か月かかる場合があります。木型の製造からパネルの完成まで、テストに要した時間は 1 週間弱でした」とシェフラー氏は言います。
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投稿時間: 2020 年 5 月 5 日