В Институте станков и технологий литья Фраунгофера (IWU) исследователи разрабатывают передовые технологии производства двигателей на топливных элементах, чтобы облегчить быстрое и экономически эффективное массовое производство. С этой целью исследователи IWU изначально сосредоточились непосредственно на сердцевине этих двигателей и изучают методы изготовления биполярных пластин из тонкой металлической фольги. На Ганноверской выставке Fraunhofer IWU продемонстрирует эти и другие многообещающие исследования в области двигателей на топливных элементах совместно с Silberhummel Racing.
Когда дело доходит до питания электродвигателей, топливные элементы являются идеальным дополнением к батареям для увеличения запаса хода. Однако производство топливных элементов по-прежнему является дорогостоящим процессом, поэтому на немецком рынке по-прежнему очень мало моделей, использующих эту технологию привода. Сейчас исследователи Fraunhofer IWU работают над более экономичным решением: «Мы используем целостный подход для изучения всех компонентов двигателя на топливных элементах. Первое, что необходимо сделать, — это обеспечить водород, что влияет на выбор материалов. Он напрямую участвует в выработке энергии топливными элементами и распространяется на сам топливный элемент и регулирование температуры всего автомобиля». Объяснил руководитель проекта IWU Хемница Фраунгофера Серен Шеффлер.
На первом этапе исследователи сосредоточились на сердце любого двигателя на топливных элементах: «стеке топливных элементов». Именно здесь генерируется энергия во многих многоярусных батареях, состоящих из биполярных пластин и электролитных мембран.
Шеффлер сказал: «Мы изучаем, как заменить традиционные графитовые биполярные пластины тонкой металлической фольгой. Это позволит быстро и экономично производить массовое производство штабелей и значительно повысить производительность». Исследователи также привержены обеспечению качества. Проверяйте каждый компонент в стопке непосредственно во время производственного процесса. Это необходимо для того, чтобы в стопку могли попасть только полностью проверенные детали.
В то же время Fraunhofer IWU стремится улучшить способность дымохода адаптироваться к окружающей среде и условиям вождения. Шеффлер объяснил: «Наша гипотеза состоит в том, что с помощью ИИ динамическая корректировка переменных окружающей среды может сэкономить водород. Независимо от того, используется ли двигатель при высоких или низких температурах, на равнине или в среде с высокой температурой, все будет по-разному. В настоящее время стек работает в заранее определенном фиксированном рабочем диапазоне, что не позволяет проводить такую оптимизацию, зависящую от окружающей среды».
Эксперты Лаборатории Фраунгофера представят свои методы исследования на выставке Silberhummel в Ганноверской ярмарке с 20 по 24 апреля 2020 года. Silberhummel основан на гоночном автомобиле, разработанном Auto Union в 1940-х годах. Разработчики Fraunhofer IWU теперь использовали новые методы производства для реконструкции автомобиля и создания современных демонстраторов технологий. Их цель — оснастить Зильберхуммель электрическим двигателем на основе передовой технологии топливных элементов. Эта технология была продемонстрирована в цифровом формате на Ганноверской ярмарке.
Сам кузов Silberhummel также является примером инновационных производственных решений и процессов формования, доработанных Fraunhofer IWU. Однако основное внимание здесь уделяется недорогому производству небольшими партиями. Панели кузова Silberhummel не изготавливаются на больших штамповочных машинах, требующих сложных операций с использованием инструментов из литой стали. Вместо нее используется охватывающая форма из дерева, легко поддающаяся обработке. В предназначенном для этой цели станке используется специальная оправка, которая постепенно прижимает панель корпуса к деревянной форме. Эксперты называют этот метод «постепенным формированием». «По сравнению с традиционным методом, будь то крыло, капот или борт трамвая, этот метод позволяет быстрее производить необходимые детали. Например, традиционное изготовление инструментов, используемых для изготовления частей тела, может занять несколько месяцев. Нам нужно меньше недели от изготовления деревянной формы до испытания готовой панели», — сказал Шеффлер.
Время публикации: 24 сентября 2020 г.