Vid Fraunhofer Institute for Machine Tool and Molding Technology IWU utvecklar forskare avancerad teknik för tillverkning av bränslecellsmotorer för att underlätta snabb, kostnadseffektiv massproduktion. För detta ändamål fokuserade IWU-forskare initialt direkt på hjärtat av dessa motorer och studerar metoder för att göra bipolära plattor av tunna metallfolier. På Hannover Messe kommer Fraunhofer IWU att visa upp dessa och andra lovande bränslecellsmotorforskningsaktiviteter med Silberhummel Racing.
När det gäller att driva elmotorer är bränsleceller ett idealiskt sätt att komplettera batterierna för att öka räckvidden. Att tillverka bränsleceller är dock fortfarande en kostsam process, så det finns fortfarande väldigt få modeller som använder denna drivteknik på den tyska marknaden. Nu arbetar Fraunhofer IWU-forskare på en mer kostnadseffektiv lösning: ”Vi använder ett holistiskt tillvägagångssätt för att studera alla komponenter i en bränslecellsmotor. Det första man ska göra är att tillhandahålla väte, vilket påverkar valet av material. Den är direkt involverad i bränslecellskraftgenerering och sträcker sig till själva bränslecellen och temperaturregleringen av hela fordonet." Chemnitz Fraunhofer IWU projektledare Sören Scheffler förklarade.
I det första steget fokuserade forskarna på hjärtat i vilken bränslecellsmotor som helst: "bränslecellstacken." Det är här energi genereras i många staplade batterier som består av bipolära plattor och elektrolytmembran.
Scheffler sa: "Vi undersöker hur man kan ersätta traditionella bipolära grafitplattor med tunna metallfolier. Detta kommer att göra det möjligt att massproducera högar snabbt och ekonomiskt och avsevärt öka produktiviteten." Forskarna är också engagerade i kvalitetssäkring. Kontrollera varje komponent i stapeln direkt under tillverkningsprocessen. Detta för att säkerställa att endast fullständigt inspekterade delar kan komma in i stapeln.
Samtidigt har Fraunhofer IWU som mål att förbättra skorstenens förmåga att anpassa sig till miljön och körförhållandena. Scheffler förklarade: "Vår hypotes är att med hjälp av AI kan dynamisk justering av miljövariabler spara väte. Oavsett om det är att använda motorn vid höga eller låga temperaturer, eller att använda motorn på slätten eller i en miljö med hög temperatur, kommer det att vara annorlunda. För närvarande arbetar stacken inom ett förutbestämt fast driftsområde, vilket inte tillåter sådan miljöberoende optimering."
Experter från Fraunhofer Laboratory kommer att presentera sina forskningsmetoder på Silberhummel-utställningen på Hannover Messe den 20-24 april 2020. Silberhummel är baserad på en racerbil designad av Auto Union på 1940-talet. Utvecklarna av Fraunhofer IWU har nu använt nya tillverkningsmetoder för att rekonstruera fordonet och skapa moderna teknikdemonstratorer. Deras mål är att utrusta Silberhummel med en elmotor baserad på avancerad bränslecellsteknik. Denna teknik har projicerats digitalt på Hannover Messe.
Silberhummel-kroppen i sig är också ett exempel på innovativa tillverkningslösningar och formningsprocesser som vidareutvecklats av Fraunhofer IWU. Fokus här är dock lågkostnadstillverkning i små partier. Silberhummels kroppspaneler formas inte av stora stämplingsmaskiner, som involverar komplexa operationer av gjutna stålverktyg. Istället används en honform av trä som är lätt att bearbeta. En verktygsmaskin konstruerad för detta ändamål använder en speciell dorn för att pressa kroppspanelen lite i taget på träformen. Experter kallar denna metod "inkrementell formning". "Jämfört med den traditionella metoden, oavsett om det är fendern, motorhuven eller sidan av spårvagnen, kan denna metod producera de nödvändiga delarna snabbare. Till exempel den konventionella tillverkningen av verktyg som används för att tillverka kroppsdelar. Det kan ta flera månader. Vi behöver mindre än en vecka från tillverkningen av träformen till att den färdiga panelen testas, säger Scheffler.
Posttid: 24 september 2020