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を製造するための高度な技術を開発し、迅速でコスト効率の高い大量生産を促進しています。この目的を達成するために、IWU の研究者は当初、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 プレートを作成する方法を研究しています。ハノーバー メッセでは、フラウンホーファー IWU がシルバーフンメル レーシングと協力して行った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紹介します。
電気エンジンに動力を供給する場合、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、燃料電池の製造に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採用したモデルはまだ非常に少ないです。現在、フラウンホーファー IWU の研究者は、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使用して、燃料電池エンジンのすべてのコンポーネントを研究しています。最初に行うことは水素の供給であり、これは材料の選択に影響します。それは燃料電池の発電に直接関与しており、燃料電池自体や車両全体の温度調整にまで及びます。」ケムニッツ・フラウンホーファーIWUプロジェクトマネージャーのセーレン・シェフラー氏はこう説明する。
最初のステップで、研究者らは燃料電池エンジンの心臓部である「燃料電池スタック」に焦点を当てました。ここで、バイポーラプレートと電解質膜で構成される多くの積層バッテリーでエネルギーが生成されます。
シェフラー氏は次のように述べています。「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量生産できるようになり、生産性が大幅に向上します。」研究者は品質保証にも熱心に取り組んでいます。製造プロセス中にスタック内のすべてのコンポーネントを直接チェックします。これは、完全に検査された部品のみがスタックに入るようにするためです。
同時に、フラウンホーファー IWU は、環境や運転条件に適応する煙突の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した。「私たちの仮説は、AI の助けを借りて環境変数を動的に調整することで水素を節約できるということです。エンジンを高温や低温で使用する場合や、平地や高温環境で使用する場合でもエンジンの調子は異なります。現在、スタックはあらかじめ決められた固定動作範囲内で動作するため、そのような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研究所の専門家は、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展示会で研究手法を発表します。シルバーフンメルは、1940年代にアウトウニオン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 の開発者は現在、新しい製造方法を使用して車両を再構築し、最新技術のデモンストレーターを作成しています。彼らの目標は、高度な燃料電池技術に基づいた電気エンジンをシルバーフンメルに装備することです。このテクノロジーはハノーバー メッセでデジタル投影されました。
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 によってさらに開発された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、ここで焦点を当てているのは、小ロットでの低コストの製造です。シルバーフンメルのボディパネルは、鋳鋼工具の複雑な操作を必要とする大型プレス機で成形されていません。代わりに加工しやすい木製の雌型を使用します。この目的のために設計された工作機械は、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ます。専門家はこの方法を「インクリメンタル シェーピング」と呼んでいます。 「トラムのフェンダー、ボンネット、側面など、従来の方法に比べて、この方法では必要な部品をより早く生産できます。例えば、身体のパーツを作るために使用される工具の従来の製造には数か月かかる場合があります。木型の製造から完成したパネルのテストまで1週間もかかりません」とシェフラー氏は語った。
投稿日時: 2020 年 9 月 24 日