由燃料电池薄金属箔制成的新型双极板

 
在弗劳恩霍夫机床与成形技术研究所IWU，研究人员正在开发制造燃料电池发动机的先进技术，以促进其快速，经济高效的批量生产。为此，IWU研究人员最初将重点直接放在这些引擎的心脏上，并且正在研究用薄金属箔制造双极板的方法。在汉诺威工业博览会上，弗劳恩霍夫IWU将与Silberhummel赛车一起展示这些以及其他有前途的燃料电池发动机研究活动。
当涉及到为电动发动机提供能量时，燃料电池是补充电池以增加行驶里程的理想方法。然而，制造燃料电池仍然是一个成本高昂的过程，因此在德国市场上仍然很少有使用该驱动技术的车辆模型。现在，弗劳恩霍夫IWU的研究人员正在研究一种更具成本效益的解决方案：“我们采用整体方法，研究燃料电池发动机中的所有组件。首先要提供氢，这会影响材料的选择。直接参与燃料电池发电，并扩展到燃料电池本身以及整个车辆的温度调节。”开姆尼茨Fraunhofer IWU项目经理SörenScheffler解释说。
燃料电池：快速经济地大规模生产
第一步，研究人员专注于任何燃料电池发动机的心脏：“燃料电池堆”。这是在由双极板和电解质膜组成的许多堆叠式电池中产生能量的地方。
Scheffler说：“我们正在研究如何用薄金属箔代替传统的石墨双极板。这将使堆叠能够快速，经济地大规模生产，并显着提高生产率。”研究人员还致力于质量保证。堆栈中的每个组件都在制造过程中直接进行检查。这是为了确保只有经过充分检查的零件才能进入堆栈。
同时，弗劳恩霍夫IWU致力于提高烟囱适应环境和驾驶状况的能力。 Scheffler解释说：“我们的假设是，在AI的帮助下，动态调整环境变量也可以节省氢气。无论是在高温或低温下使用发动机，还是在平原上或在高温环境下使用发动机，都将有所不同。当前，堆栈在预定的固定操作范围内工作，这不允许这种依赖于环境的优化。”
弗劳恩霍夫专家将在2020年4月20日至24日在汉诺威工业博览会上的Silberhummel展览中展示他们的研究方法。Silberhummel基于1940年代由汽车联盟公司设计的赛车。弗劳恩霍夫IWU的开发人员现在已经使用新的制造方法来重建该车辆并创建现代技术演示器。他们的目标是为Silberhummel配备基于先进燃料电池技术的电动发动机。这项技术已经在汉诺威工业博览会上进行了数字化投影。
Silberhummel车身本身也是Fraunhofer IWU进一步开发的创新制造解决方案和成型工艺的一个示例。但是，这里的重点是小批量的低成本制造。 Silberhummel的车身面板不是由大型冲压机形成的，大型冲压机涉及铸钢工具的复杂操作。取而代之的是，使用由易于加工的木材制成的阴模。为此目的设计的一种机床使用特殊的心轴将车身面板一点一点地压在木制模具上。专家称这种方法为“增量成型”。 “与传统方法相比，无论是挡泥板，引擎盖，还是有轨电车的侧面，这种方法都能更快地制造出所需的部件。例如，用于制造车身零件的工具的常规制造可能要花费几个月的时间。我们需要从木质模具的制造到成品面板的测试，只用了不到一周的时间就完成了。”