Сеть исследовательских центров Фраунгофера в Германии в рамках проекта HABICHT совместно разрабатывают технологии создания передовых и высокоэффективных ключевых компонентов для электроприводов, работающих на топливных элементах. Об этом сообщает сайт ELE Times. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Транспортный сектор трансформируется в сторону экологически чистых силовых агрегатов, но серьезной проблемой для электрификации грузовиков, автобусов, поездов, кораблей и самолетов остается ограниченность ресурса работы их батарей. Более многообещающим источником энергии для этих типов транспортных средств являются топливные элементы, которые вырабатывают электроэнергию из хранящегося водорода и окружающего воздуха.
Научные центры Фраунгофера под общим руководством Института алгоритмов и научных вычислений (SCAI) объединили свои усилия для разработки передовых и высокоэффективных компонентов для электроприводов, работающих на топливных элементах. Проект HABICHT направлен на проектирование и разработку высокоскоростного двигателя на топливных элементах, предназначенных для грузовых автомобилей и авиации.
По оценкам специалистов, такой электродвигатель должен достичь удельной мощности не менее 30 кВт/кг за счет использования инновационных материалов для прямого охлаждения статора и максимального увеличения скорости вращения ротора (< 150 000 об./мин.). В конструкции ротора намечено применить новый производственный процесс для склеивания и заливки магнитов, чтобы они надежно действовали на столь высоких оборотах.
На основе заданных спецификаций в рамках HABICHT была разработана жизнеспособная концепция электромагнитного проектирования с аналитической и числовой поддержкой. Работа проводилась во взаимодействии с конструктивно-механическими исследованиями стабильности скорости постоянных магнитов, а также с расчетами необходимой системы охлаждения, которая обеспечивается комбинацией рубашки охлаждения, полого вала ротора и теплового соединения головка обмотки с диэлектрической жидкостью.
Исследования SCAI показали, что для обмотки статора, электрической изоляции, обвязки, резки листового металла, склеивания и придания формы магнитам следует использовать среди прочего, уменьшенные держатели. Формирование охлаждающих каналов, образующихся во время заливки, должно быть решено с точки зрения технологии процесса и материала на основе уже проведенных исследований.
По мнению исследователей, адаптация машины HABICHT к существующему турбокомпрессору должна быть реализована с помощью подходящей, но в то же время традиционной технологии валов и подшипников, при этом необходимо заранее определить частотно-зависимую внутреннюю динамику механических движущихся частей.
Профессор Юрген Ульм из Университета прикладных наук Хайльбронна видит в результатах проекта HABICHT отличный потенциал для будущих технологических решений в транспортной отрасли. По его словам, «это предполагает разработку новых технологий в области высокоскоростных электроприводов, работающих на топливных элементах, и устанавливает для них новые стандарты с точки зрения механических, тепловых и электромагнитных требований, в сочетании с одновременной разработкой материалов, измерений и технологий моделирования».