IAA Transportation 2022 Schaeffler vyvíja vodíkovú mobilitu pre úžitkové vozidlá

14.09.2022 | Kysuce

• Premiéra na IAA Transportation: Spoločnosť Schaeffler prezentuje demonštračné vozidlo s palivovými článkami v spolupráci so spoločnosťou REFIRE.
• Schaeffler vyvíja kľúčové komponenty a systémy pre vodíkovú mobilitu.
• Joint venture Innoplate bude v budúcnosti vyrábať bipolárne dosky vo veľkých sériách.

Spoločnosť Schaeffler sa pri pohone úžitkových vozidiel spolieha aj na vodíkovú technológiu, najmä pri použití na dlhé trasy. Spoločnosť vyvíja inovatívne komponenty pre systémy palivových článkov a pripravuje ich priemyselnú výrobu. „Pre spoločnosť Schaeffler je palivový článok dôležitým doplnkom k súboru pohonov úžitkových vozidiel,“ hovorí Matthias Zink, výkonný riaditeľ Automotive Technologies spoločnosti Schaeffler AG. Na veľtrhu IAA Transportation v Hannoveri spoločnosť po prvýkrát predvádza demonštračné vozidlo, ktoré bolo kompletne zostavené na základe elektrickej dodávky. Spoločnosť Schaeffler pritom spolupracovala so spoločnosťou REFIRE, popredným svetovým dodávateľom komerčných technológií vodíkových palivových článkov. Vozidlo teraz poháňa elektrická náprava 3v1 a systém palivových článkov. Elektrická náprava, zväzok palivových článkov, ako aj ovládanie systému a systém energetického manažmentu boli navrhnuté a skonštruované odborníkmi na e-mobilitu v Schaeffler. Spoločnosť Schaeffler tak prezentuje príklad optimálnej súhry medzi elektrickým pohonom, systémom palivových článkov a lítiovo-iónovou batériou. „Pohony na palivové články sa spočiatku budú používať najmä v úžitkových vozidlách na dlhých trasách. Z tejto technológie však môžu profitovať aj dodávky, ktoré pravidelne prekonávajú dlhšie vzdialenosti,“ hovorí Matthias Zink.

Efektívna industrializácia komponentov pre systémy palivových článkov
Kľúčovým komponentom palivového článku je bipolárna doska. Tvorí až 80 % hmotnosti a až 65 % objemu zväzku palivových článkov, hoci má hrúbku len 50 až 100 mikrometrov. Spoločnosť Schaeffler vyvíja kovové bipolárne dosky od roku 2017 a v závode v Herzogenaurachu prevádzkuje pilotné zariadenie na ich výrobu. Spoločnosť pritom využíva svoje rozsiahle odborné znalosti v oblastiach výroby, ako je technológia tvárnenia za studena, lisovanie, spájanie alebo povrchová úprava. „Na výrobu dosiek s mimoriadne vysokou účinnosťou a výkonom používame našu vysoko presnú technológiu tvárnenia a lisovania, ako aj inovatívne procesy povlakovania,“ hovorí Dr. Jochen Schröder, vedúci divízie E-mobility spoločnosti Schaeffler. Napríklad tvárnenie a povlakovanie extrémne tenkých oceľových dielov, ako sú bipolárne dosky, je do veľkej miery adaptáciou procesov, ktoré spoločnosť Schaeffler už dlhé roky používa pri výrobe komponentov motorov a prevodoviek

Okrem toho spoločnosť Schaeffler na základe svojich odborných znalostí v oblasti ložísk pracuje na vývoji rôznych axiálnych a radiálnych vzduchových fóliových ložísk na prívod vzduchu do palivového článku, dýz na cirkuláciu vodíka a kľúčových komponentov na riadenie chladiaceho prostriedku, ako je modul tepelného manažmentu a inteligentné ventily na decentralizované riadenie chladiva. Spoločnosť tiež neustále rozširuje svoje odborné znalosti v oblasti riadenia systémov palivových článkov o príslušné softvérové moduly pre špecifické funkcie palivových článkov.

Demonštračné vozidlo prezentuje odborné systémové znalosti spoločnosti Schaeffler
Spoločnosť Schaeffler vyvíja a dôsledne optimalizuje komponenty a subsystémy pre systémy palivových článkov od začiatku s cieľom dosiahnuť efektívnu súhru v kompletnom systéme. Odborníci skonštruovali vlastný kompletný systém palivových článkov pre mobilné aplikácie a použili ho v demonštračnom vozidle. Vozidlo sa verejnosti po prvýkrát predstaví na IAA Transportation vo vonkajšom areáli U47. Je v ňom použitá batéria s kapacitou 13 kWh, čo umožňuje maximálny výkon 85 kW. Použitý systém palivových článkov je navrhnutý na trvalý výkon 50 kW. Pohon nápravy zabezpečuje elektrická náprava Schaeffler 3v1 s maximálnym výkonom 140 kW vrátane príslušnej výkonovej elektroniky. Vozidlo slúži spoločnosti ako vývojová platforma na testovanie a ďalšiu optimalizáciu optimálnej interakcie jednotlivých komponentov.

Joint venture pre veľkosériovú výrobu bipolárnych dosiek
Aby bolo možné používať pohon na palivové články vo veľkých množstvách, je potrebná výroba komponentov a subsystémov v takom rozsahu, aby boli z hľadiska nákladov čo najefektívnejšie. Táto industrializácia je základom stratégie spoločnosti Schaeffler. Spolu so spoločnosťou Symbio, spoločným podnikom Faurecia a Michelin pre vodíkovú technológiu, chce spoločnosť Schaeffler od začiatku roka 2024 vyrábať bipolárne dosky vo veľkých sériách. Spoločnosti na tento účel založili spoločný podnik Innoplate. Partneri sa zameriavajú na mobilné použitie dosiek v mobilite aj v stacionárnych aplikáciách. Spoločná výroba bude situovaná v Haguenau vo Francúzsku. Spočiatku sa tu budú vyrábať štyri milióny bipolárnych dosiek ročne a do roku 2030 by to malo byť približne 50 miliónov ročne. „Cieľom spoločnej výroby spoločností Schaeffler a Symbio je dosiahnuť významné úspory z rozsahu, pretože len tak bude možné v budúcnosti vyrábať palivové články nákladovo efektívne,“ povedal Jochen Schröder.

S cieľom preukázať vhodnosť bipolárnych dosiek vyvinutých spoločnosťou Schaeffler na veľkosériovú výrobu spoločnosť začiatkom roka 2022 inštalovala pilotné zariadenie na ich výrobu. Zariadenie je navrhnuté tak, aby sa v ňom dali vyrábať aj bipolárne dosky s rozmermi až 1800 x 600 mm pre elektrolyzéry. Jednotlivé procesné kroky pilotného zariadenia koncipovaného spoločnosťou Schaeffler na vlastnom oddelení pre stavbu zvláštnych strojov sú už plne automatizované. Pilotné zariadenie je súčasťou nového kompetenčného centra pre vodík v závode v Herzogenaurachu. Zahŕňa rozsiahlu skúšobnú stanicu pre technológie elektrolyzérov, ako aj pre palivové články na úrovni komponentov, zväzkov palivových článkov a celých systémov.