En el Instituto Fraunhofer de Máquinas-Herramienta y Tecnología de Conformado IWU, Los investigadores están desarrollando tecnología avanzada para la fabricación de motores de pila de combustible con el objetivo de facilitar su producción en serie rápida y rentable. Para tal fin, Los investigadores de IWU se están enfocando inicialmente directamente en el corazón de estos motores y están trabajando en formas de fabricar placas bipolares a partir de láminas metálicas delgadas. En el Hannover Messe, Fraunhofer IWU exhibirá estas y otras prometedoras actividades de investigación de motores de celda de combustible con el auto de carreras Silberhummel.

Cuando se trata de proporcionar energía en motores eléctricos, Las pilas de combustible son una forma ideal de complementar las baterías para aumentar la autonomía de conducción. Sin embargo, la fabricación de pilas de combustible sigue siendo un proceso costoso, por lo que todavía hay relativamente pocos modelos de vehículos con esta tecnología de propulsión en el mercado alemán. Ahora, los investigadores de Fraunhofer IWU están trabajando en una solución más rentable:"Adoptamos un enfoque holístico y analizamos todos los componentes de un motor de pila de combustible. Empieza con el suministro de hidrógeno, afecta la elección de materiales que están directamente involucrados en la generación de electricidad en pilas de combustible, y se extiende a la termorregulación en la propia celda y en el vehículo en su conjunto, "explica Sören Scheffler, director de proyectos en Fraunhofer IWU en Chemnitz.

Pilas de combustible:producción a gran escala rápida y económica

Como primer paso, los investigadores se centran en el corazón de cualquier motor de pila de combustible:la "pila". Aquí es donde se genera energía en una serie de celdas apiladas formadas por placas bipolares y membranas de electrolitos.

"Estamos investigando cómo podemos reemplazar las placas bipolares de grafito convencionales con láminas de metal delgadas. Esto permitiría fabricar pilas de forma rápida y económica a gran escala y aumentaría significativamente la productividad". ", dice Scheffler. Los investigadores también se están centrando en el aseguramiento de la calidad. Cada componente de las pilas se inspecciona directamente en el proceso de fabricación. Esto está destinado a garantizar que solo las piezas que se han examinado completamente lleguen a una pila.

En paralelo, Fraunhofer IWU tiene como objetivo mejorar la capacidad de las pilas para adaptarse al entorno y a la situación de conducción. Scheffler explica, "Nuestra hipótesis es que ajustarse dinámicamente a las variables ambientales, también con la ayuda de la IA, puede ayudar a ahorrar hidrógeno. Hace una diferencia si un motor se usa a temperaturas exteriores altas o bajas, o si se usa en la llanura o en la montaña. En la actualidad, las pilas funcionan de forma predefinida, rango operativo fijo que no permite este tipo de optimización dependiente del entorno ".

Los expertos de Fraunhofer demostrarán su enfoque de investigación con su exposición Silberhummel en Hannover Messe del 20 al 24 de abril. 2020. El Silberhummel se basa en un auto de carreras que fue diseñado por Auto Union AG en la década de 1940. Los desarrolladores de Fraunhofer IWU ahora han utilizado nuevos métodos de fabricación para reconstruir este vehículo y crear un demostrador de tecnología moderna. Su objetivo es equipar el Silberhummel con un motor eléctrico basado en tecnología avanzada de pilas de combustible. Esta tecnología ya se proyectará digitalmente en el vehículo en la Hannover Messe.

El cuerpo Silberhummel en sí mismo es también un ejemplo de las soluciones de fabricación innovadoras y los procesos de conformado que se están desarrollando en Fraunhofer IWU. Aquí, sin embargo, la atención se centra en la fabricación rentable de lotes pequeños. El panel de la carrocería de Silberhummel no se formó con prensas grandes que implican una operación compleja con herramientas de acero fundido. En lugar de, Se utilizaron moldes negativos hechos de madera fácilmente mecanizable. Una máquina herramienta diseñada para este propósito presionó el panel de la carrocería sobre el molde de madera poco a poco utilizando un mandril especial. Los expertos llaman a este método "formación incremental". "Da como resultado una creación mucho más rápida de los componentes deseados que con el método convencional, ya sean guardabarros, capotas o incluso secciones laterales de tranvías. La fabricación convencional de las herramientas utilizadas para formar partes del cuerpo, por ejemplo, puede tardar varios meses. Necesitamos poco menos de una semana para nuestras pruebas, desde la fabricación del molde de madera hasta el panel terminado, "dice Scheffler.