Ved Fraunhofer-instituttet for maskinverktøy og støpeteknologi IWU utvikler forskere avanserte teknologier for produksjon av brenselcellemotorer for å legge til rette for rask og kostnadseffektiv masseproduksjon. For dette formålet fokuserte IWU-forskerne i utgangspunktet direkte på hjertet i disse motorene og studerer metoder for å lage bipolare plater av tynne metallfolier. På Hannover Messe vil Fraunhofer IWU vise frem disse og andre lovende forskningsaktiviteter innen brenselcellemotorer med Silberhummel Racing.
Når det gjelder å drive elektriske motorer, er brenselceller en ideell måte å supplere batterier på for å øke rekkevidden. Produksjon av brenselceller er imidlertid fortsatt en kostbar prosess, så det er fortsatt svært få modeller som bruker denne drivteknologien på det tyske markedet. Nå jobber forskere ved Fraunhofer IWU med en mer kostnadseffektiv løsning: «Vi bruker en helhetlig tilnærming for å studere alle komponentene i en brenselcellemotor. Det første vi må gjøre er å tilføre hydrogen, noe som påvirker materialvalget. Det er direkte involvert i kraftproduksjonen fra brenselceller og strekker seg til selve brenselcellen og temperaturreguleringen av hele kjøretøyet.» forklarte prosjektleder Sören Scheffler ved Fraunhofer IWU i Chemnitz.
I det første trinnet fokuserte forskerne på hjertet i enhver brenselcellemotor: «brenselcellestabelen». Det er her energi genereres i mange stablede batterier som består av bipolare plater og elektrolyttmembraner.
Scheffler sa: «Vi undersøker hvordan vi kan erstatte tradisjonelle bipolare grafittplater med tynne metallfolier. Dette vil gjøre det mulig å masseprodusere stabler raskt og økonomisk, og øke produktiviteten betydelig.» Forskerne er også forpliktet til kvalitetssikring. Sjekk alle komponenter i stabelen direkte under produksjonsprosessen. Dette er for å sikre at bare fullstendig inspiserte deler kan komme inn i stabelen.
Samtidig har Fraunhofer IWU som mål å forbedre skorsteinens evne til å tilpasse seg miljøet og kjøreforholdene. Scheffler forklarte: «Hypotesen vår er at dynamisk justering av miljøvariabler kan spare hydrogen ved hjelp av AI. Enten det er å bruke motoren ved høye eller lave temperaturer, eller å bruke motoren på flatt eller i et miljø med høy temperatur, vil det være annerledes. For øyeblikket fungerer skorsteinen innenfor et forhåndsbestemt, fast driftsområde, som ikke tillater slik miljøavhengig optimalisering.»
Eksperter fra Fraunhofer-laboratoriet vil presentere sine forskningsmetoder på Silberhummel-utstillingen på Hannover Messe fra 20. til 24. april 2020. Silberhummel er basert på en racerbil designet av Auto Union på 1940-tallet. Utviklerne av Fraunhofer IWU har nå brukt nye produksjonsmetoder for å rekonstruere kjøretøyet og lage moderne teknologidemonstratorer. Målet deres er å utstyre Silberhummel med en elektrisk motor basert på avansert brenselcelleteknologi. Denne teknologien har blitt digitalt projisert på Hannover Messe.
Selve Silberhummel-karosseriet er også et eksempel på innovative produksjonsløsninger og støpeprosesser videreutviklet av Fraunhofer IWU. Fokuset her er imidlertid lavkostproduksjon i små partier. Silberhummels karosseripaneler formes ikke av store stemplingsmaskiner, som involverer komplekse operasjoner med støpte stålverktøy. I stedet brukes en hunnform laget av tre som er enkel å bearbeide. Et maskinverktøy designet for dette formålet bruker en spesiell dor for å presse karosseripanelet litt etter litt på treformen. Eksperter kaller denne metoden «trinnvis forming». «Sammenlignet med den tradisjonelle metoden, enten det er skjermen, panseret eller siden av trikken, kan denne metoden produsere de nødvendige delene raskere. For eksempel kan konvensjonell produksjon av verktøy som brukes til å lage karosserideler ta flere måneder. Vi trenger mindre enn en uke fra produksjonen av treformen til testingen av det ferdige panelet», sa Scheffler.
Publisert: 24. september 2020