Movilidad con hidrógeno para vehículos comerciales
Schaeffler lleva desarrollando placas bipolares metálicas para baterías (stack) de pilas de combustible desde 2017 y en la actualidad las produce en una planta piloto en su emplazamiento de Herzogenaurach. Fotografía: Schaeffler (Jung von Matt).
La empresa presentó en la feria IAA Transportation de Hannover un vehículo de muestra ideado desde cero pensando en una furgoneta eléctrica. A tal fin, Schaeffler ha colaborado con REFIRE, un proveedor global líder en las tecnologías de hidrógeno con pilas de combustible. El vehículo se acciona mediante un eje eléctrico 3-en-1 que funciona gracias a un sistema de pila de combustible. Tanto el eje eléctrico como la batería (stack) de pila de combustible, así como el sistema de control y el sistema de gestión de la energía, han sido diseñados y fabricados por expertos en movilidad eléctrica de Schaeffler. Schaeffler expone este vehículo como ejemplo de una interoperabilidad óptima entre el accionamiento eléctrico, la pila de combustible y la tecnología de las baterías de iones de litio. “En un principio, los sistemas con pilas de combustible se utilizarán sobre todo en vehículos comerciales de larga distancia. Las furgonetas se beneficiarán igualmente de esta tecnología, puesto que también suelen cubrir trayectos prolongados con regularidad”, ha explicado Matthias Zink.
"Schaeffler considera que las pilas de combustible constituyen una parte importante de las distintas opciones en tecnologías para vehículos comerciales”, ha dicho Matthias Zink, CEO Automotive Technologies de Schaeffler AG
Industrialización eficiente de los componentes para los sistemas con pilas de combustible
Schaeffler también aprovecha sus conocimientos en rodamientos para desarrollar varios rodamientos de lámina de aire radiales y axiales a fin de suministrar aire a la pila de combustible, boquillas para la recirculación del hidrógeno y componentes clave del sistema de gestión del refrigerante, como un módulo de gestión térmica y válvulas inteligentes para la regulación descentralizada del refrigerante. Además, la empresa no cesa en su empeño de aumentar su capacidad y conocimientos sobre control de sistemas de pilas de combustible, como los módulos de software para funciones específicas de dichas pilas.
En todos los aspectos de sus actividades de desarrollo y optimización de las pilas de combustible, Schaeffler se centra decididamente en la producción de componentes y subsistemas que funcionen juntos con la eficiencia de los sistemas integrados. Sus expertos en hidrógeno han creado un sistema integral de pilas de combustible destinado específicamente a las aplicaciones móviles y lo han incorporado en un vehículo de muestra. Consta de una batería de 13 kWh, con una potencia de salida máxima de 85 kW y un sistema de pila de combustible con una potencia continua nominal de 50 kW. La propulsión procede de un eje eléctrico 3 en 1 de Schaeffler, provisto de electrónica de potencia, con una potencia máxima de 140 kW. Schaeffler utiliza este vehículo como plataforma de desarrollo para probar y optimizar la interacción entre los distintos componentes del sistema.
Empresa conjunta para la producción a gran escala de placas bipolares
La clave para lograr un uso generalizado de los sistemas con pilas de combustible radica en fabricar los componentes y subsistemas a gran escala, de modo que resulten tan rentables como sea posible. Este enfoque centrado en la industrialización, constituye una parte esencial de la estrategia de Schaeffler. A través de su asociación con Symbio (una empresa conjunta dedicada a la tecnología del hidrógeno que crearon Faurecia y Michelin) para fundar Innoplate, Schaeffler se propone que las placas bipolares alcancen la producción a escala industrial a principios de 2024. Los partners de la empresa conjunta Innoplate tienen el objetivo de producir placas para aplicaciones tanto móviles, como estacionarias. Las instalaciones conjuntas de producción se ubicarán en Haguenau, Francia, e inicialmente ofrecerán una producción anual de cuatro millones de placas, que irán aumentando hasta llegar a los 50 millones aproximadamente en 2030. "El objetivo de la operación de producción conjunta entre Schaeffler y Symbio consiste en lograr economías de escala enormes, que son esenciales para fabricar baterías (stacks) de manera rentable”, ha indicado Jochen Schröder.
A fin de verificar la viabilidad de producir sus placas bipolares a escala industrial, Schaeffler creó una planta piloto de producción a principios de 2022. Esta fábrica se ha diseñado de tal manera que puede destinarse a la producción de placas bipolares de distintos tamaños hasta alcanzar los formatos más grandes, de 1.800 por 600 mm, que se utilizan en los electrolizadores. Los pasos individuales del proceso que realiza la planta piloto, que fue diseñada en colaboración con la unidad interna Special Machinery de Schaeffler, ya están totalmente automatizados. La planta piloto forma parte de un nuevo centro de excelencia del hidrógeno en el emplazamiento de Herzogenaurach de la empresa, que consta de un gran banco de pruebas para ensayar tecnologías de pilas de combustible y electrolizadores a nivel de componente, batería y sistema completo.
