Los institutos Fraunhofer LBF, IFAM, IISB y SCAI han unido sus fuerzas para desarrollar un motor de alta velocidad para un compresor de pila de combustible. El proyecto pretende diseñar y desarrollar un motor de alta velocidad para un compresor de pila de combustible con el fin de permitir la innovación en el ámbito de los vehículos utilitarios y la aviación.
El transporte es el sector que más rápido está contribuyendo al cambio climático mundial. Ahora, el sector está cambiando hacia cadenas cinemáticas respetuosas con el clima y con una reducción significativa de las emisiones de CO2. La electrificación de las cadenas cinemáticas sigue siendo un reto importante no sólo para los camiones, autobuses, trenes y barcos, sino también para los aviones. La pila de combustible es un proveedor de energía muy prometedor para estas aplicaciones, que suministra energía eléctrica a partir de hidrógeno almacenado y aire ambiente.
El proyecto del motor busca innovar en el sector del transporte
Los institutos Fraunhofer LBF, IFAM, IISB y SCAI han unido sus fuerzas para desarrollar componentes avanzados y altamente eficientes para las pilas de combustible. El proyecto HABICHT pretende diseñar y desarrollar un motor de alta velocidad para un compresor de pila de combustible que permita innovar en el ámbito de los vehículos utilitarios y la aviación.
El motor eléctrico debería alcanzar al menos una densidad de potencia de 30 kW/kg utilizando materiales innovadores para la refrigeración directa del estator y maximizando la capacidad de alta velocidad del rotor (< 150.000 rpm). El diseño del rotor utilizará un nuevo proceso de fabricación para pegar y encapsular los imanes de manera que sean adecuados para las altas velocidades circunferenciales.
Los investigadores han desarrollado hasta ahora un concepto viable de diseño electromagnético con apoyo analítico y numérico. El trabajo se ha llevado a cabo en interacción con investigaciones estructural-mecánicas sobre la estabilidad de la velocidad de los imanes permanentes, así como con investigaciones térmicas sobre la capacidad de refrigeración necesaria, que se garantiza mediante la combinación de la camisa de refrigeración, el eje hueco del rotor y la conexión térmica de la cabeza del bobinado con un fluido dieléctrico.
¿Qué sigue ahora?
En los trabajos futuros, el equipo se centrará en la optimización del diseño de trabajo actual y en su ejecución de forma adecuada para la producción. Para ello, se utilizarán soportes de prueba reducidos para el bobinado del estator, el aislamiento eléctrico, el encintado, el corte de chapa, la unión y la conformación del imán, entre otras cosas, antes de la construcción de todo el sistema. La formación de los canales de refrigeración durante el encapsulado debe resolverse en términos de tecnología de procesos y materiales basándose en los estudios bibliográficos anteriores.
La adaptación del motor de HABICHT a un turbocompresor ya existente debe realizarse con una tecnología de ejes y cojinetes adecuada, pero al mismo tiempo convencional, para lo cual debe determinarse de antemano la dinámica inherente dependiente de la frecuencia de las piezas mecánicas en movimiento.
“El proyecto supone el desarrollo de nuevas tecnologías en el campo de los accionamientos eléctricos de alta velocidad en la aplicación para pilas de combustible y establece nuevos estándares, que a su vez señalan el camino para futuros desarrollos”, dijo el Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ulm de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Heilbronn.
“El rotor de alta velocidad, que supone un reto en cuanto a su diseño mecánico, térmico y electromagnético, es de gran importancia en este caso. Este proyecto es un excelente ejemplo de desarrollo pionero de productos de alta tecnología junto con materiales simultáneos, desarrollo de mediciones y tecnología de simulación.”
Noticia tomada de: Inceptive Mind / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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