У Інституті верстатного та ливарного машинобудування Фраунгофера (IWU) дослідники розробляють передові технології для виробництва двигунів на паливних елементах, щоб забезпечити швидке та економічно ефективне масове виробництво. З цією метою дослідники IWU спочатку зосередилися безпосередньо на ядрі цих двигунів та вивчають методи виготовлення біполярних пластин з тонких металевих фольг. На виставці Hannover Messe Фраунгофер IWU продемонструє ці та інші перспективні дослідницькі проекти в галузі двигунів на паливних елементах разом із Silberhummel Racing.
Коли йдеться про живлення електродвигунів, паливні елементи є ідеальним способом доповнення акумуляторів для збільшення запасу ходу. Однак виробництво паливних елементів все ще є дорогим процесом, тому на німецькому ринку досі дуже мало моделей, що використовують цю технологію приводу. Зараз дослідники Fraunhofer IWU працюють над більш економічно ефективним рішенням: «Ми використовуємо цілісний підхід для вивчення всіх компонентів двигуна на паливних елементах. Перше, що потрібно зробити, це забезпечити водень, який впливає на вибір матеріалів. Він безпосередньо бере участь у виробленні енергії на паливних елементах і поширюється на сам паливний елемент і регулювання температури всього транспортного засобу», – пояснив керівник проекту Fraunhofer IWU у Хемніці Серен Шеффлер.
На першому етапі дослідники зосередилися на серці будь-якого двигуна на паливних елементах: «стеці паливних елементів». Саме тут генерується енергія в багатьох багатошарових батареях, що складаються з біполярних пластин та електролітних мембран.
Шеффлер сказав: «Ми досліджуємо, як замінити традиційні графітові біполярні пластини тонкими металевими фольгами. Це дозволить швидко та економічно виробляти стеки масово, а також значно підвищити продуктивність». Дослідники також прагнуть забезпечити якість. Перевіряють кожен компонент у стеку безпосередньо під час виробничого процесу. Це робиться для того, щоб у стек потрапляли лише повністю перевірені деталі.
Водночас, Fraunhofer IWU прагне покращити здатність димоходу адаптуватися до навколишнього середовища та умов руху. Шеффлер пояснив: «Наша гіпотеза полягає в тому, що за допомогою штучного інтелекту динамічне коригування змінних навколишнього середовища може заощаджувати водень. Незалежно від того, чи використовується двигун за високих чи низьких температур, чи використовується двигун на рівнині чи в умовах високої температури, це буде по-різному. Наразі димохід працює в заданому фіксованому робочому діапазоні, що не дозволяє такої оптимізації, що залежить від навколишнього середовища».
Експерти з Лабораторії Фраунгофера представять свої методи дослідження на виставці Silberhummel у Hannover Messe з 20 по 24 квітня 2020 року. Silberhummel базується на гоночному автомобілі, розробленому Auto Union у 1940-х роках. Розробники Fraunhofer IWU тепер використали нові методи виробництва для реконструкції транспортного засобу та створення сучасних технологічних демонстраторів. Їхня мета — оснастити Silberhummel електричним двигуном на основі передової технології паливних елементів. Ця технологія була цифровим проектуванням спроектована на Hannover Messe.
Сам кузов Silberhummel також є прикладом інноваційних виробничих рішень та процесів лиття, які далі розробив Fraunhofer IWU. Однак тут основна увага приділяється низьковитратному виробництву невеликими партіями. Панелі кузова Silberhummel формуються не на великих штампувальних машинах, які передбачають складні операції з литими сталевими інструментами. Натомість використовується матрична форма з дерева, яку легко обробляти. Верстат, розроблений для цієї мети, використовує спеціальну оправку для поступового пресування панелі кузова на дерев'яну форму. Експерти називають цей метод «поетапним формуванням». «Порівняно з традиційним методом, будь то крило, капот чи бік трамвая, цей метод дозволяє швидше виготовляти необхідні деталі. Наприклад, звичайне виготовлення інструментів, що використовуються для виготовлення деталей кузова, може зайняти кілька місяців. Нам потрібно менше тижня від виготовлення дерев'яної форми до випробування готової панелі», – сказав Шеффлер.
Час публікації: 24 вересня 2020 р.