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IWU致力实现燃料电池发动机快速低成本生产 有助于燃料电池车普及

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58京牌 ,在弗劳恩霍夫加工机械和加工技术研究所(Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology,IWU),研究人员们正在研发制造燃料电池发动机的先进技术,以促进燃料电池发动机的快速、低成本连续生产。为此,IWU研究人员最初直接关注此类发动机的核心,并研究利用薄金属箔制造双极板的方法。在汉诺威展览会上,IWU将展示此类研究成果以及其他有前景的燃料电池发动机研究项目和Silberhummel赛车。

(图片来源:IWU)

当涉及到为电动发动机提供能量时,燃料电池是一种理想的方式,可以充当补充电池为其增加续航。不过,生产燃料电池仍是成本密集型工艺,因此在德国市场上,拥有此种驱动技术的车型仍然相对较少。现在,IWU的研究人员正在研究一种更加经济的解决方案,IWU项目经理Sören Scheffler解释表示:“我们采用整体法,研究燃料电池发动机的所有部件。从提供氢气开始,到直接影响燃料电池发电的材料的选择,以及燃料电池本身和整辆车的温度调节。

燃料电池:实现快速、经济大规模量产

第一步,研究人员将重点放在燃料电池发动机的核心:“电池组”上,此处的能量由双极板和电解质膜构成的多个电池组产生。

Scheffler表示:“我们正在研究如何用薄金属箔取代传统的石墨烯双极板,从而能够快速、经济地大规模量产电池组,并将显著提高生产率。”研究人员们还关注于质量保证,每个电池组中的部件都直接在制造过程中检查,以确保只有经过全面检查的部件才会制成电池组。

与此同时,IWU致力于提高电池组适应环境和驾驶情境的能力。Scheffler解释表示:“我们假设,在人工智能(AI)的帮助下,动态地适应环境变化可以有助于节约氢。发动机是在高温还是低温环境下,或者是在平原还是在山区使用都是有区别的。目前,电池组只在一个预先定义且固定的范围内运行,不能实现此种依赖环境条件的优化。”

弗劳恩霍夫研究所的专家们将于2020年4月20日至24日在汉诺威工业博览会上举办的Silberhummel展览上展示其研究方法。Silberhummel是Auto Union AG于20世纪40年代基于一款赛车设计的。目前,IWU的研发人员已经采用新制造方法来改造该车,并打造了一款现代技术演示车。他们的目标是让Silberhummel配备一款基于先进燃料电池技术打造的电动发动机,而该技术将在汉诺威工业博览会上以数字化方式投影到该车上。

Silberhummel赛车的车身也是利用IWU进一步研发的创新制造方案和成形工艺制成的。不过,研究人员的重点是实现经济高效的小批量生产,因此该车车身面板不是用大型冲压机成形,也没有使用复杂的铸钢工具,而是采用易加工、由木材制成的负模。为此,研究人员们设计了一种机床,利用一种特殊的芯轴,将车身面板一点一点地压在木模上。专家们将此种方法称为“增量成形”。Scheffler表示:“与传统方法相比,无论是制挡泥板、引擎盖还是有轨电车的侧板,该方法都能更快地制出所需的部件。例如,用于制造车身部件的传统工具需要几个月的时间才能制出,而我们只花了不到一周的时间就完成了从木模制造到成品板。”

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