フラウンホーファー工作機械・成形技術研究所（IWU）では、燃料電池エンジンの迅速かつ費用対効果の高い大量生産を可能にするため、先進的な製造技術の開発に取り組んでいます。IWUの研究者たちは、まずエンジンの心臓部である燃料電池エンジン本体に焦点を当て、薄い金属箔からバイポーラプレートを製造する方法を研究しています。フラウンホーファーIWUは、ハノーバーメッセにおいて、これらの研究成果をはじめとする有望な燃料電池エンジン研究活動を、ジルバーフンメル・レーシングと共同で紹介します。
電気モーターの動力源として、燃料電池はバッテリーを補完して走行距離を伸ばす理想的な方法です。しかし、燃料電池の製造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ごくわずかです。現在、フラウンホーファーIWUの研究者たちは、よりコスト効率の高いソリューションに取り組んでいます。「私たちは燃料電池エンジンのすべてのコンポーネントを研究するために、包括的なアプローチを採用しています。まず最初に行うべきことは、材料の選択に影響を与える水素を供給することです。水素は燃料電池の発電に直接関与し、燃料電池自体や車両全体の温度制御にも影響します」と、ケムニッツのフラウンホーファーIWUプロジェクトマネージャー、ゾーレン・シェフラー氏は説明しました。
最初の段階で、研究者たちは燃料電池エンジンの心臓部である「燃料電池スタック」に注目した。これは、双極板と電解質膜で構成された多数の電池を積み重ねた部分でエネルギーが生成される場所である。
シェフラー氏は、「従来のグラファイト製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」と述べた。研究者たちは品質保証にも力を入れており、製造工程中にスタック内のすべての部品を直接検査している。これは、完全に検査された部品のみがスタックに組み込まれることを保証するためである。
同時に、フラウンホーファーIWUは、煙突が環境や運転条件に適応する能力を向上させることを目指している。シェフラー氏は次のように説明した。「我々の仮説は、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ものです。エンジンを高温または低温で使用する場合、あるいは平地または高温環境で使用する場合など、状況に応じて異なります。現在、煙突はあらかじめ決められた固定の動作範囲内で動作するため、このような環境に応じ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が、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「ジルバーフンメル」展示会で、研究手法を発表します。ジルバーフンメルは、1940年代にアウトウニオンが設計したレーシングカーをベースにしています。フラウンホーファーIWUの開発者たちは、新しい製造方法を用いてこの車両を復元し、最新技術のデモンストレーターを製作しました。彼らの目標は、ジルバーフンメルに先進的な燃料電池技術に基づく電気モーターを搭載することです。この技術は、ハノーバーメッセでデジタル投影されています。
ジルバーフンメルの車体自体も、フラウンホーファーIWUがさらに発展させ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、ここでの焦点は、少量生産での低コスト製造です。ジルバーフンメルの車体パネルは、鋳鋼工具の複雑な操作を伴う大型プレス機で成形されるのではなく、加工しやすい木製の雌型が使用されます。この目的のために設計された工作機械は、特殊なマンドレルを使用して、車体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イピング」と呼んでいます。「フェンダー、ボンネット、路面電車の側面など、従来の方法と比較すると、この方法では必要な部品をより速く製造できます。たとえば、車体部品の製造に使用される従来の工具の製造には数ヶ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」とシェフラー氏は述べています。
投稿日時：2020年9月24日