В Институте станкостроения и технологий формования им. Фраунгофера (IWU) исследователи разрабатывают передовые технологии для производства двигателей на топливных элементах с целью обеспечения их быстрого и экономически эффективного серийного производства. Для этого исследователи IWU первоначально сосредоточились непосредственно на устройстве этих двигателей и работают над способами изготовления биполярных пластин из тонких металлических фольг. На выставке Hannover Messe Институт Фраунгофера IWU представит эти и другие перспективные направления исследований в области двигателей на топливных элементах на примере гоночного автомобиля Silberhummel.
Когда речь идет об обеспечении энергией электродвигателей, топливные элементы являются идеальным способом дополнить батареи для увеличения запаса хода. Однако производство топливных элементов остается дорогостоящим процессом, поэтому на немецком рынке пока относительно мало моделей автомобилей с этой технологией привода. Теперь исследователи из Института Фраунгофера IWU работают над более экономичным решением: «Мы применяем целостный подход и рассматриваем все компоненты двигателя на топливных элементах. Это начинается с обеспечения водородом, влияет на выбор материалов, непосредственно участвующих в выработке электроэнергии в топливных элементах, и распространяется на терморегулирование в самом элементе и в автомобиле в целом», — объясняет Сёрен Шеффлер, руководитель проекта в Институте Фраунгофера IWU в Хемнице.
В качестве первого шага исследователи сосредотачиваются на сердце любого двигателя на топливных элементах: «блоке». Именно здесь энергия генерируется в ряде расположенных друг над другом ячеек, состоящих из биполярных пластин и электролитных мембран.
«Мы изучаем возможность замены обычных графитовых биполярных пластин тонкими металлическими фольгами. Это позволит быстро и экономично производить пакеты в больших масштабах и значительно повысит производительность», — говорит Шеффлер. Исследователи также уделяют особое внимание обеспечению качества. Каждый компонент в пакетах проверяется непосредственно в процессе производства. Это делается для того, чтобы гарантировать, что в пакет попадают только полностью проверенные детали.
Параллельно институт Фраунгофера IWU стремится улучшить способность топливных элементов адаптироваться к окружающей среде и условиям движения. Шеффлер объясняет: «Наша гипотеза заключается в том, что динамическая адаптация к переменным окружающей среды — в том числе с помощью ИИ — может помочь экономить водород. Имеет значение, используется ли двигатель при высоких или низких температурах окружающей среды, на равнине или в горах. В настоящее время топливные элементы работают в заранее определенном, фиксированном диапазоне рабочих температур, что не позволяет осуществлять подобную оптимизацию в зависимости от условий окружающей среды».
Специалисты Института Фраунгофера продемонстрируют свой исследовательский подход на выставке Silberhummel в Ганноверской ярмарке с 20 по 24 апреля 2020 года. Silberhummel создан на базе гоночного автомобиля, разработанного компанией Auto Union AG в 1940-х годах. Разработчики Института Фраунгофера IWU использовали новые методы производства для воссоздания этого автомобиля и создания современного технологического демонстратора. Их цель — оснастить Silberhummel электродвигателем, основанным на передовой технологии топливных элементов. Эта технология будет уже на Ганноверской ярмарке представлена в цифровом виде в виде проекции на автомобиль.
Сам кузов Silberhummel также является примером инновационных производственных решений и процессов формования, которые в настоящее время разрабатываются в институте Fraunhofer IWU. Однако здесь основное внимание уделяется экономичному производству небольших партий. Панель кузова Silberhummel не формировалась с помощью крупных прессов, требующих сложных операций с литыми стальными инструментами. Вместо этого использовались негативные формы из легко обрабатываемой древесины. Специально разработанный для этой цели станок пошагово прижимал панель кузова к деревянной форме с помощью специальной оправки. Специалисты называют этот метод «пошаговым формованием». «Это позволяет гораздо быстрее создавать необходимые компоненты, чем при традиционном методе — будь то крылья, капоты или даже боковые секции трамваев. Традиционное изготовление инструментов, используемых для формования деталей кузова, например, может занять несколько месяцев. Нам же для наших испытаний потребовалось чуть меньше недели — от изготовления деревянной формы до готовой панели», — говорит Шеффлер.
Можете быть уверены, наши редакторы внимательно отслеживают каждый полученный отзыв и принимают соответствующие меры. Ваше мнение важно для нас.
Ваш адрес электронной почты используется только для того, чтобы получатель знал, кто отправил письмо. Ни ваш адрес, ни адрес получателя не будут использоваться для каких-либо других целей. Введенная вами информация будет отображаться в вашем электронном письме и не сохраняется компанией Tech Xplore ни в какой форме.
Этот сайт использует файлы cookie для облегчения навигации, анализа использования вами наших услуг и предоставления контента от третьих лиц. Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику конфиденциальности и Условия использования.
Дата публикации: 05 мая 2020 г.