鉅大LARGE | 點擊量:825次 | 2021年12月13日
IWU致力于研發燃料動力電池發動機技術:利用薄金屬箔制造雙極板
據外媒報道,在弗勞恩霍夫加工機械和加工技術研究所(FraunhoferInstituteforMachineToolsandFormingTechnology,IWU),研究人員們正在研發制造燃料電池發動機的先進技術,以促進燃料電池發動機的快速、低成本連續生產。為此,IWU研究人員最初直接關注此類發動機的核心,并研究利用薄金屬箔制造雙極板的方法。在漢諾威展覽會上,IWU將展示此類研究成果以及其他有前景的燃料電池發動機研究項目和Silberhummel賽車。
當涉及到為電動發動機提供能量時,燃料電池是一種理想的方式,可以充當補充電池為其增加續航。不過,生產燃料電池仍是成本密集型工藝,因此在德國市場上,擁有此種驅動技術的車型仍然相對較少。現在,IWU的研究人員正在研究一種更加經濟的解決方案,IWU項目經理S?renScheffler解釋表示:“我們采用整體法,研究燃料電池發動機的所有部件。從提供氫氣開始,到直接影響燃料電池發電的材料的選擇,以及燃料電池本身和整輛車的溫度調節。
燃料電池:實現快速、經濟大規模量產
第一步,研究人員將重點放在燃料電池發動機的核心:“電池組”上,此處的能量由雙極板和電解質膜構成的多個電池組產生。
Scheffler表示:“我們正在研究如何用薄金屬箔取代傳統的石墨烯雙極板,從而能夠快速、經濟地大規模量產電池組,并將顯著提高生產率。”研究人員們還關注于質量保證,每個電池組中的部件都直接在制造過程中檢查,以確保只有經過全面檢查的部件才會制成電池組。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
與此同時,IWU致力于提高電池組適應環境和駕駛情境的能力。Scheffler解釋表示:“我們假設,在人工智能(AI)的幫助下,動態地適應環境變化可以有助于節約氫。發動機是在高溫還是低溫環境下,或者是在平原還是在山區使用都是有區別的。目前,電池組只在一個預先定義且固定的范圍內運行,不能實現此種依賴環境條件的優化。”
弗勞恩霍夫研究所的專家們將于2020年4月20日至24日在漢諾威工業博覽會上舉辦的Silberhummel展覽上展示其研究方法。Silberhummel是AutoUnionAG于20世紀40年代基于一款賽車設計的。目前,IWU的研發人員已經采用新制造方法來改造該車,并打造了一款現代技術演示車。他們的目標是讓Silberhummel配備一款基于先進燃料電池技術打造的電動發動機,而該技術將在漢諾威工業博覽會上以數字化方式投影到該車上。
Silberhummel賽車的車身也是利用IWU進一步研發的創新制造方案和成形工藝制成的。不過,研究人員的重點是實現經濟高效的小批量生產,因此該車車身面板不是用大型沖壓機成形,也沒有使用復雜的鑄鋼工具,而是采用易加工、由木材制成的負模。為此,研究人員們設計了一種機床,利用一種特殊的芯軸,將車身面板一點一點地壓在木模上。專家們將此種方法稱為“增量成形”。Scheffler表示:“與傳統方法相比,無論是制擋泥板、引擎蓋還是有軌電車的側板,該方法都能更快地制出所需的部件。例如,用于制造車身部件的傳統工具需要幾個月的時間才能制出,而我們只花了不到一周的時間就完成了從木模制造到成品板。”蓋世汽車