鉅大LARGE | 點擊量：389次 | 2023年07月11日
弗勞恩霍夫開發(fā)虛擬技術工具包 幫助燃料動力電池生產商挑選最適合的雙極板技術
燃料電池有巨大的潛力，但目前還沒有任何圍繞其生產的明確結構和標準。當涉及到生產技術時，大量的選擇使用戶或潛在用戶在頭腦中保持一個概覽，并選擇合適的生產工藝來滿足他們的需求，這是一個挑戰(zhàn)。為了幫助克服這個問題，弗勞恩霍夫機床和成型技術研究所IWU和弗勞恩霍夫生產技術研究所IPT的研究人員正在開發(fā)一個虛擬技術工具包。該工具包將幫助用戶在制造燃料電池時做出最佳生產決策，使他們能夠選擇最適合具體應用的雙極板成型技術。
技術工具箱的可視化。這一欄越高，說明該成型工藝在某一特定參數(shù)上的得分越高。
人們對燃料電池的興趣和需求在不斷增長。它們代表了一種非常有前途的、更環(huán)保的化石能源的替代品，這在移動領域是一個特別重要的問題。然而，在它們能夠被大規(guī)模生產之前，必須使燃料電池的制造更加容易和更具成本效益。特別是，在雙極板的生產方面有很大的成本降低潛力。這些是燃料電池的核心元素，控制著氫氣和空氣的供應，以及蒸汽和能量的提取。流場的設計反映了雙極板的通道結構，在這里特別重要。參與該過程的氣體在這些通道中流動，表面積越大，板塊越平整，雙極板就能更好地與其他部件相互作用，燃料電池的效率就越高。
雙極板的形狀及其流場是在成型過程中形成的。位于開姆尼茨的弗勞恩霍夫機床與成型技術研究所IWU和位于亞琛的弗勞恩霍夫生產技術研究所IPT的專家們對生產過程中的這一步驟特別熟悉。這就是為什么他們決定將他們的專業(yè)知識提煉成一個共享的虛擬技術工具箱。
技術和材料的決策工具
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
"與我們聯(lián)系的公司通常希望投資于燃料電池的生產。他們對成型工藝有一些基本的想法，但不確定使用這種工藝的經濟后果是什么，例如，生產率和制造成本特別難以評估。使用我們的技術工具箱，我們可以應用基于證據(jù)的分析來觀察初始情況，考慮所有可能的結果，并系統(tǒng)地考慮各種依賴關系。這使我們能夠為任何需求開發(fā)一個量身定做的技術解決方案。"IWU氫能工作組負責人UlrikeBeyer博士解釋說。
除了機器資本、模組成本和生產數(shù)量外，研究人員考慮的參數(shù)還包括可實現(xiàn)的成型效果，如尺寸、平整度和流場設計。水壓成型、壓花、壓花軋制、壓縮成型--個別重點改變了現(xiàn)有成型工藝中最有前途的工藝，正如Beyer所說，例如，雖然壓花和水壓成型能夠生產高質量的雙極板，但到目前為止，只有壓花軋制能夠實現(xiàn)生產率的大幅提高。然而，壓花軋制在其他方面也有自己的劣勢。
來自FraunhoferIWU功能表面和微制造部門的微系統(tǒng)制造和技術小組組長UdoEckert在FraunhoferIWU的微加工中心測試用于燃料電池雙極板生產的銑削工具的精加工。
正如弗勞恩霍夫IPT公司總經理ChristophBaum博士所經歷的那樣，所使用的原材料也影響著成型工藝的選擇。最初，我們主要使用復合材料。這些材料確保了燃料電池有很長的使用壽命，但它們對大規(guī)模生產的適用性有限，因為它們需要更多的努力，而且生產成本更高。此外，對于復合材料，即使在加工之后，材料的厚度仍然相當高。這意味著任何燃料電池堆很快就會變得非常大，這使得它們在車輛中的使用不切實際。這導致我們越來越多地使用像鋼這樣的材料，通常會取得更好和更有成本效益的結果。而且生產步驟的順序可以根據(jù)所選擇的技術而變化。這意味著，根據(jù)預期的應用，雙極板應在成型之前或之后進行涂層，技術工具箱在這方面也可以提供指導。
目標：整個燃料電池生產過程的技術工具箱
弗勞恩霍夫制造工程和自動化研究所IPA目前正在為技術工具包開發(fā)一個網(wǎng)站，該網(wǎng)站很快就會上線。然而，關于實施理想的成型工藝的定制咨詢已經推出。
從中期來看，我們計劃與其他弗勞恩霍夫研究所合作，將技術工具包擴展到其他生產步驟和燃料電池組件。Beyer說："我們的目標是創(chuàng)建一個大型的總體數(shù)字平臺，使各個生產步驟能夠被查看并相互結合，以找到在特定情況下生產完整燃料電池的最佳組合。這將通過弗勞恩霍夫公司的燃料電池生產國家行動計劃得以實現(xiàn)，該計劃目前正在設計中?！?/p>
