À l'Institut Fraunhofer des machines-outils et de la technologie de formage IWU, les chercheurs développent une technologie de pointe pour la fabrication de moteurs à pile à combustible dans le but de faciliter leur production en série rapide et rentable. À cette fin, les chercheurs de l'IWU se concentrent dans un premier temps directement sur le cœur de ces moteurs et travaillent sur des moyens de fabriquer des plaques bipolaires à partir de fines feuilles métalliques. A la foire de Hanovre, Fraunhofer IWU présentera ces activités et d'autres activités prometteuses de recherche sur les moteurs à pile à combustible avec la voiture de course Silberhummel.

Lorsqu'il s'agit de fournir de l'énergie dans les moteurs électriques, Les piles à combustible sont un moyen idéal de compléter les batteries pour augmenter l'autonomie. Cependant, la fabrication de piles à combustible reste un processus coûteux, il existe donc encore relativement peu de modèles de véhicules dotés de cette technologie d'entraînement sur le marché allemand. À présent, les chercheurs de Fraunhofer IWU travaillent sur une solution plus rentable :« Nous adoptons une approche holistique et examinons tous les composants d'un moteur à pile à combustible. Cela commence par la fourniture d'hydrogène, affecte le choix des matériaux directement impliqués dans la production d'électricité dans les piles à combustible, et elle s'étend à la thermorégulation dans la cellule elle-même et dans l'ensemble du véhicule, " explique Sören Scheffler, chef de projet chez Fraunhofer IWU à Chemnitz.

Piles à combustible :production à grande échelle rapide et économique

Dans un premier temps, les chercheurs se concentrent sur le cœur de tout moteur à pile à combustible :la « pile ». C'est là que l'énergie est générée dans un certain nombre de cellules empilées composées de plaques bipolaires et de membranes électrolytiques.

« Nous recherchons comment remplacer les plaques bipolaires en graphite conventionnelles par des feuilles métalliques minces. Cela permettrait de fabriquer des piles rapidement et économiquement à grande échelle et augmenterait considérablement la productivité, ", explique Scheffler. Les chercheurs se concentrent également sur l'assurance qualité. Chaque composant des piles est inspecté directement dans le processus de fabrication. Cela vise à garantir que seules les pièces qui ont été entièrement examinées se retrouvent dans une pile.

En parallèle, Fraunhofer IWU vise à améliorer la capacité des cheminées à s'adapter à l'environnement et à la situation de conduite. Scheffler explique, "Notre hypothèse est que l'ajustement dynamique aux variables environnementales, également aidé par l'IA, peut aider à économiser de l'hydrogène. Cela fait une différence qu'un moteur soit utilisé à des températures extérieures élevées ou basses, ou qu'il soit utilisé en plaine ou en montagne. Actuellement, les piles fonctionnent dans un prédéfini, plage de fonctionnement fixe qui ne permet pas ce type d'optimisation dépendante de l'environnement."

Les experts de Fraunhofer démontreront leur approche de recherche avec leur exposition Silberhummel à Hannover Messe du 20 au 24 avril, 2020. La Silberhummel est basée sur une voiture de course conçue par Auto Union AG dans les années 1940. Les développeurs de Fraunhofer IWU ont maintenant utilisé de nouvelles méthodes de fabrication pour reconstruire ce véhicule et créer un démonstrateur de technologie moderne. Leur objectif est d'équiper le Silberhummel d'un moteur électrique basé sur une technologie avancée de pile à combustible. Cette technologie sera déjà projetée numériquement dans le véhicule à la Hannover Messe.

Le corps Silberhummel lui-même est également un exemple des solutions de fabrication innovantes et des processus de formage en cours de développement chez Fraunhofer IWU. Ici, cependant, l'accent est mis sur la fabrication rentable de petites séries. Le panneau de carrosserie du Silberhummel n'a pas été formé avec de grandes presses impliquant une opération complexe avec des outils en acier moulé. Au lieu, des moules négatifs en bois facilement usinable ont été utilisés. Une machine-outil conçue à cet effet pressait petit à petit le panneau de carrosserie sur le moule en bois à l'aide d'un mandrin spécial. Les experts appellent cette méthode "formage incrémentiel". "Il en résulte une création beaucoup plus rapide des composants souhaités qu'avec la méthode conventionnelle - qu'il s'agisse de garde-boue, capots ou même des sections latérales des tramways. La fabrication conventionnelle des outillages servant à former les pièces de carrosserie, par exemple, peut prendre plusieurs mois. Il nous a fallu un peu moins d'une semaine pour nos tests, de la fabrication du moule en bois au panneau fini, " dit Scheffler.