W Instytucie Fraunhofera ds. Obrabiarek i Technologii Formowania IWU naukowcy opracowują zaawansowane technologie produkcji silników z ogniwami paliwowymi, aby ułatwić szybką i opłacalną produkcję masową. W tym celu badacze z IWU początkowo skupili się bezpośrednio na sercu tych silników i badają metody wytwarzania płytek bipolarnych z cienkich folii metalowych. Na targach Hannover Messe Fraunhofer IWU zaprezentuje te i inne obiecujące działania badawcze nad silnikami ogniwami paliwowymi wspólnie z Silberhummel Racing.
Jeśli chodzi o zasilanie silników elektrycznych, ogniwa paliwowe są idealnym sposobem na uzupełnienie akumulatorów w celu zwiększenia zasięgu jazdy. Jednak produkcja ogniw paliwowych jest w dalszym ciągu kosztownym procesem, dlatego na rynku niemieckim wciąż jest bardzo niewiele modeli wykorzystujących tę technologię napędową. Obecnie naukowcy z Fraunhofer IWU pracują nad bardziej opłacalnym rozwiązaniem: „Do badania wszystkich komponentów silnika na ogniwa paliwowe stosujemy podejście holistyczne. Pierwszą rzeczą do zrobienia jest dostarczenie wodoru, który wpływa na wybór materiałów. Jest bezpośrednio zaangażowany w wytwarzanie energii przez ogniwa paliwowe i rozciąga się na samo ogniwo paliwowe oraz regulację temperatury całego pojazdu. – wyjaśnił kierownik projektu Chemnitz Fraunhofer IWU, Sören Scheffler.
W pierwszym kroku badacze skupili się na sercu każdego silnika zasilanego ogniwami paliwowymi: „stosie ogniw paliwowych”. To tutaj energia jest generowana w wielu ułożonych w stos akumulatorach składających się z płytek bipolarnych i membran elektrolitowych.
Scheffler powiedział: „Badamy, jak zastąpić tradycyjne grafitowe płyty bipolarne cienkimi foliami metalowymi. Umożliwi to szybką i ekonomiczną masową produkcję stosów oraz znacznie zwiększy produktywność. Naukowcy są również zaangażowani w zapewnianie jakości. Sprawdź każdy komponent w stosie bezpośrednio podczas procesu produkcyjnego. Ma to na celu zapewnienie, że na stos mogą trafiać wyłącznie dokładnie sprawdzone części.
Jednocześnie Fraunhofer IWU dąży do poprawy zdolności komina do dostosowania się do środowiska i warunków jazdy. Scheffler wyjaśnił: „Nasza hipoteza jest taka, że przy pomocy sztucznej inteligencji dynamicznie dostosowujące się zmienne środowiskowe mogą oszczędzać wodór. Niezależnie od tego, czy silnik będzie używany w wysokich czy niskich temperaturach, czy będzie używany na równinie, czy w środowisku o wysokiej temperaturze, będzie inaczej. Obecnie stos pracuje w ustalonym, stałym zakresie pracy, co nie pozwala na taką optymalizację zależną od środowiska.”
Eksperci z Laboratorium Fraunhofer zaprezentują swoje metody badawcze na wystawie Silberhummel w Hannover Messe w dniach 20-24 kwietnia 2020 r. Silberhummel wzorowany jest na samochodzie wyścigowym zaprojektowanym przez Auto Union w latach 40. XX wieku. Twórcy Fraunhofer IWU wykorzystali teraz nowe metody produkcyjne do rekonstrukcji pojazdu i stworzenia demonstratorów nowoczesnych technologii. Ich celem jest wyposażenie Silberhummel w silnik elektryczny oparty na zaawansowanej technologii ogniw paliwowych. Technologia ta została zaprezentowana cyfrowo na targach Hannover Messe.
Sam korpus Silberhummel jest również przykładem innowacyjnych rozwiązań produkcyjnych i procesów formowania udoskonalonych przez firmę Fraunhofer IWU. Jednak skupiamy się tutaj na taniej produkcji w małych partiach. Panele nadwozia Silberhummel nie są formowane na dużych maszynach tłoczących, które wymagają skomplikowanych operacji narzędzi ze staliwa. Zamiast tego stosuje się formę żeńską wykonaną z drewna, które jest łatwe w obróbce. Zaprojektowana do tego celu obrabiarka za pomocą specjalnego trzpienia stopniowo dociska panel korpusu do drewnianej formy. Eksperci nazywają tę metodę „kształtowaniem przyrostowym”. „W porównaniu z tradycyjną metodą, niezależnie od tego, czy chodzi o błotnik, maskę czy bok tramwaju, metoda ta pozwala szybciej wyprodukować wymagane części. Na przykład konwencjonalna produkcja narzędzi używanych do produkcji części ciała. Może to zająć kilka miesięcy. Od wyprodukowania drewnianej formy do przetestowania gotowego panelu potrzebujemy niecały tydzień” – powiedział Scheffler.
Czas publikacji: 24 września 2020 r