Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Serientaugliche Produktionstechnik für Batteriesysteme existiert bisher primär im Consumer-Bereich. Lithium-Ionen-Batterien für automobile Anwendungen müssen hingegen strengen und umfangreichen Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Zuverlässigkeit sowie Leistungs- und Energiedichte genügen. Sie erfordern daher einen neuartigen Produktionsansatz.

Im Projekt „Projektierung qualitätsorientierter, serienflexibler Batterieproduktionssysteme (ProBat)“ erforschen das Karlsruher Institut für Technologie und namhafte Industriepartner Konzepte und Instrumente zur Planung und Steuerung einer qualitätsorientierten Batteriesystemherstellung. Dazu werden methodisch Anlagenlayouts und Qualitätssicherungssysteme hinsichtlich Sicherheit und Kosteneffizienz untersucht, bewertet und in einem softwarebasierten Planungswerkzeug gebündelt. Dadurch können Produktionssysteme von der Klein- bis hin zur Großserienproduktion skalierbar dargestellt werden.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Der ganzheitliche Ansatz bestehend aus Datenerhebung, -auswertung und -archivierung in Kombination mit der Absicherung der Planung durch Simulation ist die Basis für eine serienflexible und qualitätsorientierte Produktion. Dies ermöglicht die kontinuierliche Verbesserung von Batterien und deren Fertigungsprozessen.

Nutzung der Ergebnisse und Beitrag zur Energiespeicherung

Im März 2016 wurde das Projekt beendet. Die Ergebnisse wurden in einem anwenderunterstützenden Werkzeug umgesetzt. Mit diesem Werkzeug können die zu fertigenden Batteriesysteme mit allen Teilkomponenten strukturiert erfasst werden. Anhand diverser Zielkriterien werden softwarebasiert passende Montageprozesse sowie Qualitätssicherungssysteme für ein konkretes Batteriemontageprojekt ermittelt. Diese Kriterien sind etwa konkrete Produktionsziele oder speziell zu realisierende Produkteigenschaften. Das entsprechend konzipierte Produktionssystem kann hinsichtlich Kosteneffizienz und Wandlungsfähigkeit bewertet und nutzerfreundlich aufbereitet werden. Mit diesem Werkzeug können Produktionssysteme für unterschiedliche Anwendungsfälle von der Klein- bis hin zur Großserienproduktion dargestellt werden. Zusätzlich wurden im Rahmen des Projekts neuartige Fügeprozesse sowie neue Messtechnikkonzepte zum Einsatz als Qualitätssicherungsmaßnahme in der Batteriemontage untersucht.

Die Berücksichtigung unterschiedlicher Technologiealternativen sowie möglicher integrierbarer Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Planungsphase ist die Basis für die Konzeption von kosteneffizienten Produktionssystemen. Dabei werden die Qualitätssicherungsmaßnahmen mit Hilfe einer Simulation zusätzlich abgesichert. Das innovative Werkzeug ermöglicht die kontinuierliche Verbesserung von Batterien und deren wandlungsfähigen Produktionskonzepten. Es kann Anlagenbauern und Batterieherstellern beim Bau effizienter, skalierbarer Batterieproduktionssysteme behilflich sein und damit einen Beitrag zur wirtschaftlichen Darstellung einer Batterieproduktion in Deutschland leisten. Dadurch unterstützt das Vorhaben die strategischen Ziele des Spitzenclusters, die Gesamtsystemkosten der Elektromobilität zu reduzieren. Dies trägt zum Ziel des BMBF bei, Deutschland zu einem Leitanbieter für Elektromobilität zu entwickeln.

Quellen:
http://www.e-mobilbw.de/files/e-mobil/content/Global/Aktuelles/Meldungen/2012/PDF/120829_Duerr_ClusterMeldung_E-Mobility.pdf (jüngster Zugriff: 24.05.2016);
http://www.durr-consulting.com/de/news/?tx_ttnews[tt_news]=11081&cHash=a851fa9ca62e700b75c6a12e0cdfe233 (jüngster Zugriff: 24.05.2016)

Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Ionen-Batterien

Anwendungsfelder

mobil

Förderempfänger

Industrie, Forschungs- und Entwicklungseinrichtung

Verbundprojektleiter

Herr Günter Buzer

Telefon: +49 7142 78-2614
E-Mail: guenter.buzer@durr.com

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