由燃料電池薄金屬箔制成的新型雙極板

在弗勞恩霍夫機床與成型技術研究所IWU，研究人員正在開發制造燃料電池發動機的先進技術，以促進其快速，經濟高效的批量生產。為此，IWU研究人員最初將重點直接放在這些引擎的心臟上，并正在研究用薄金屬箔制造雙極板的方法。在漢諾威工業博覽會上，弗勞恩霍夫IWU將通過Silberhummel賽車展示這些以及其他有前途的燃料電池發動機研究活動。

當涉及到為電動發動機提供能量時，燃料 電池是補充電池以增加行駛里程的理想方法。但是，制造燃料電池仍然是一個成本高昂的過程，因此在德國市場上仍然很少有使用該驅動技術的車輛模型。現在，弗勞恩霍夫IWU的研究人員正在研究一種更具成本效益的解決方案：“我們采用整體方法，研究燃料電池發動機的所有組件。它從提供氫開始，影響到燃料電池發電中直接涉及的材料的選擇，并擴展到電池本身以及整個車輛的溫度調節。”弗勞恩霍夫項目經理SörenScheffler解釋說IWU在開姆尼茨。

燃料電池：快速經濟地大規模生產

第一步，研究人員專注于任何燃料電池發動機的心臟：“燃料電池堆”。這是在由雙極板和電解質膜組成的許多堆疊式電池中產生能量的地方。

Scheffler說：“我們正在研究如何用薄金屬箔代替傳統的石墨雙極板。這將使堆疊能夠快速，經濟地大規模生產，并顯著提高生產率。” 研究人員還致力于質量保證。堆棧中的每個組件都在制造過程中直接進行檢查。這是為了確保只有經過充分檢查的零件才能進入堆棧。

同時，Fraunhofer IWU旨在提高煙囪對環境和駕駛狀況的適應能力。Scheffler解釋說：“我們的假設是，在AI的幫助下，動態調整環境變量可以節省氫氣。無論是在高溫還是低溫下使用發動機，還是在平原上還是在室外使用發動機，都將產生不同。目前，堆棧在預定的固定操作范圍內工作，這不允許這種依賴于環境的優化。”

弗勞恩霍夫實驗室的專家將在2020年4月20日至24日在漢諾威工業博覽會上的Silberhummel展覽中展示他們的研究方法。Silberhummel基于1940年代由汽車聯盟公司設計的賽車。弗勞恩霍夫IWU的開發人員現在已使用新的制造方法來重構該車輛并創建現代技術演示器。他們的目標是為Silberhummel配備基于先進燃料電池技術的電動發動機。這項技術已經在漢諾威工業博覽會上進行了數字化投影。

Silberhummel車身本身也是Fraunhofer IWU進一步開發的創新制造解決方案和成型工藝的一個示例。但是，這里的重點是小批量的低成本制造。Silberhummel的車身面板不是由大型沖壓機形成的，大型沖壓機涉及鑄鋼工具的復雜操作。取而代之的是，使用由易于加工的木材制成的陰模。為此目的設計的一種機床使用特殊的心軸將車身面板一點一點地壓在木制模具上。專家稱這種方法為“增量成型”。“與傳統方法相比，無論是擋泥板，引擎蓋，還是有軌電車的側面，這種方法都能更快地制造出所需的部件。例如，用于制造車身零件的工具的常規制造，可能需要幾個月的時間。從木質模具的制造到成品面板的測試，我們需要不到一周的時間進行測試。”