Στην έκθεση IAA Transportation στο Ανόβερο, η Schaeffler παρουσίασε ένα όχημα επίδειξης κατασκευασμένο εκ του μηδενός και βασισμένο σε ένα ηλεκτρικό βαν. Το όχημα κινείται από έναν ηλεκτρικό άξονα Schaeffler 3-σε-1 τροφοδοτούμενο από ένα σύστημα κυψελών καυσίμου κατασκευασμένο από εξαρτήματα Schaeffler.
Η Schaeffler εστιάζει στα συστήματα κίνησης για επαγγελματικά οχήματα, περιλαμβάνοντας τεχνολογία υδρογόνου, ειδικά για εφαρμογές μεγάλων αποστάσεων. Η εταιρεία αναπτύσσει καινοτόμα εξαρτήματα για συστήματα κυψελών καυσίμου και θέτει τις βάσεις για την παραγωγή τους σε βιομηχανική κλίμακα.
«Η Schaeffler βλέπει τις κυψέλες καυσίμου ως σημαντικό μέρος του συνολικού μείγματος τεχνολογιών κίνησης για επαγγελματικά οχήματα», δήλωσε ο Matthias Zink, Διευθύνων Σύμβουλος Automotive Technologies της Schaeffler AG.
Η Schaeffler συνεργάστηκε με τη REFIRE, έναν κορυφαίο παγκόσμιο προμηθευτή εμπορικών τεχνολογιών κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Το όχημα κινείται από έναν e-άξονα 3-σε-1 που τροφοδοτείται από σύστημα κυψελών καυσίμου. Ο ηλεκτρικός του άξονας, η στοίβα κυψελών καυσίμου, το σύστημα ελέγχου και το σύστημα διαχείρισης ενέργειας σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν από τους ειδικούς στην ηλεκτροκίνηση της Schaeffler. Η Schaeffler παρουσιάζει το όχημα ως παράδειγμα βέλτιστης διαλειτουργικότητας μεταξύ τεχνολογίας ηλεκτρικής κίνησης, κυψελών καυσίμου και μπαταρίας ιόντων λιθίου.
«Αρχικά, οι μονάδες κίνησης κυψελών καυσίμου θα χρησιμοποιηθούν κυρίως σε επαγγελματικά οχήματα μεγάλων αποστάσεων. Τα φορτηγά θα επωφεληθούν επίσης από αυτή την τεχνολογία επειδή καλύπτουν τακτικά και μεγαλύτερες αποστάσεις», εξήγησε ο Zink.
Αποτελεσματική βιομηχανοποίηση εξαρτημάτων για συστήματα κυψελών καυσίμου
Τα διάφορα εξαρτήματα και συστήματα που αποτελούν τις κυψέλες καυσίμου περιλαμβάνουν διπολικές πλάκες. Αυτές οι πλάκες αποτελούν αναπόσπαστα συστατικά της στοίβας κυψελών καυσίμου, αντιπροσωπεύοντας έως και το 80% του βάρους της στοίβας και έως και το 65% του όγκου της στοίβας, παρόλο που κάθε πλάκα έχει πάχος μόνο 50 έως 100 μικρά. Η Schaeffler αναπτύσσει μεταλλικές διπολικές πλάκες από το 2017 και επί του παρόντος τις κατασκευάζει σε πιλοτικό εργοστάσιο στην τοποθεσία Herzogenaurach. Η διαδικασία κατασκευής διπολικών πλακών βασίζεται στην εκτεταμένη τεχνογνωσία της εταιρείας σε πολλαπλές διαδικασίες παραγωγής, συμπεριλαμβανομένης της ψυχρής διαμόρφωσης, της σφράγισης, της σύνδεσης και της επεξεργασίας επιφανειών.
«Χρησιμοποιούμε την τεχνολογία μορφοποίησης και σφράγισης υψηλής ακρίβειας και τις καινοτόμες διαδικασίες επίστρωσης επιφανειών για να φτιάξουμε εξαιρετικά αποδοτικές διπολικές πλάκες υψηλής απόδοσης», δήλωσε ο Δρ Jochen Schröder, επικεφαλής του επιχειρηματικού τμήματος E-Mobility της Schaeffler.
Για τη Schaeffler, η ανάπτυξη διαδικασιών όπως η διαμόρφωση και η επίστρωση για εξαιρετικά λεπτά χαλύβδινα μέρη όπως οι διπολικές πλάκες ήταν σε μεγάλο βαθμό μια περίπτωση προσαρμογής διαδικασιών που χρησιμοποιεί ήδη εδώ και πολλά χρόνια στην κατασκευή εξαρτημάτων κινητήρα και μετάδοσης.
Η Schaeffler αξιοποιεί επίσης την τεχνογνωσία στα ρουλεμάν για να αναπτύξει διάφορα αξονικά και ακτινικά ρουλεμάν από φύλλο αέρα για παροχή αέρα κυψελών καυσίμου, ακροφύσια για ανακυκλοφορία υδρογόνου και βασικά εξαρτήματα για το σύστημα διαχείρισης ψυκτικού, συμπεριλαμβανομένης μονάδας θερμικής διαχείρισης και έξυπνων βαλβίδων για αποκεντρωμένη ρύθμιση ψυκτικού. Επιπλέον, η εταιρεία αυξάνει συνεχώς την τεχνογνωσία και τις δυνατότητές της στον έλεγχο συστημάτων κυψελών καυσίμου, συμπεριλαμβανομένων ενοτήτων λογισμικού για συγκεκριμένες λειτουργίες κυψελών καυσίμου.
Το όχημα επίδειξης υπογραμμίζει την τεχνογνωσία των συστημάτων της Schaeffler
Διαθέτει μπαταρία 13 kWh με μέγιστη ισχύ εξόδου 85 kW και σύστημα κυψελών καυσίμου ονομαστική για συνεχή ισχύ 50 kW. Η πρόωση παρέχεται από έναν e-άξονα Schaeffler 3-σε-1, πλήρης με ηλεκτρονικά ισχύος, με μέγιστη ισχύ 140 kW. Η Schaeffler χρησιμοποιεί το όχημα ως πλατφόρμα ανάπτυξης για τη δοκιμή και τη βελτιστοποίηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαφόρων στοιχείων του συστήματος.
Το κλειδί για την επίτευξη ευρείας χρήσης των κινητήρων κυψελών καυσίμου είναι να κατασκευάζονται τα εξαρτήματα και τα υποσυστήματα σε κλίμακα, ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο οικονομικά αποδοτικά. Συνεργαζόμενη με τη Symbio, μια κοινοπραξία τεχνολογίας υδρογόνου μεταξύ Faurecia και Michelin, για την ίδρυση της Innoplate, η Schaeffler στοχεύει να μεταφέρει τις διπολικές πλάκες της στη βιομηχανική παραγωγή στις αρχές του 2024. Η κοινή μονάδα παραγωγής θα βρίσκεται στο Haguenau της Γαλλίας και αρχικά θα έχει ετήσια παραγωγή τεσσάρων εκατομμυρίων πλακών, που θα αυξηθεί σε περίπου 50 εκατομμύρια έως το 2030.
«Ο στόχος της κοινής επιχείρησης παραγωγής μεταξύ Schaeffler και Symbio είναι να επιτευχθούν μεγάλες οικονομίες κλίμακας, οι οποίες είναι απαραίτητες για την παραγωγή στοίβων με οικονομικό τρόπο», είπε ο Schröder.
Για να επαληθεύσει τη σκοπιμότητα της κατασκευής των διπολικών πλακών της σε βιομηχανική κλίμακα, η Schaeffler δημιούργησε μια πιλοτική μονάδα παραγωγής στις αρχές του 2022. Το εργοστάσιο έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή διπολικών πλακών σε μεγέθη που κυμαίνονται μεγαλύτερες μορφές 1.800 x 600 mm που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρολύτες. Τα επιμέρους βήματα της διαδικασίας που εκτελούνται από το πιλοτικό εργοστάσιο, το οποίο σχεδιάστηκε σε συνεργασία με την εσωτερική μονάδα Special Machinery της Schaeffler, είναι ήδη πλήρως αυτοματοποιημένα.
