Forschung -

Batteriezellen flexibel produzieren

Ob für die Elektromobilität oder Power-Tools – starre Fertigungsprozesse und Produktlinien prägen bislang die Batteriefertigung. Zellen mithilfe eines agilen Produktionssystems in verschiedenen Formaten, aus unterschiedlichen Materialien und in variabler Stückzahlen zu fertigen, ist Ziel des Forschungsprojekts AgiloBat.

Batterien werden heutzutage hauptsächlich in Asien und Nordamerika gefertigt. „Gerade bei der Elektromobilität stehen wir im Automobilland Deutschland vor der Frage, wie wir bei der Batteriefertigung als Produktionsstandort gegenüber der internationalen Konkurrenz aufholen können“, sagt der Präsident des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Professor Holger Hanselka. Das KIT arbeitet gemeinsam mit Partnern aus der Wissenschaft an einem innovativen Produktionssystem, das aufgrund seiner Flexibilität und Technologieoffenheit sowohl auf die Anforderungen der Industrie, als auch auf neue Erkenntnisse der Grundlagenforschung schnell reagieren kann.

Aktuelle Batteriefertigungen produzieren standardisierte Zellen, welche zwar eine hohe Qualität aufweisen, aber nicht spezifisch den Kundenwünsche angepasst sind. Professor Jürgen Fleischer, Leiter des Instituts für Produktionstechnik (wbk) am KIT, sagt: „Der Produktlebenszyklus für einzelne Produkte wird immer kürzer und die Anforderungen werden vielfältiger. Diesen Bedingungen müssen die Produktionssysteme für Batterien angepasst werden. Im Forschungsprojekt AgiloBat werden wir agile und modulare Systeme unter dem Aspekt der integrierten Produktentstehung durch eine parallele Produkt- und Produktionsanlagenentwicklung erforschen und entwickeln.“

Die Vorgehensweise in diesem Projekt unterscheidet sich also grundlegend von der etablierten Batteriefertigung und -auslegung. Die Grundidee ist, ein Batteriesystem hinsichtlich der jeweiligen Anwendung und des verfügbaren Platzes zu optimieren. Die unterschiedlichen Anforderungen von beispielsweise einem Elektrofahrzeug und einem Power-Tool werden in Parameter für Batteriezellen übersetzt und ein passendes Batteriesystem aus formflexiblen Zellen entwickelt. Auch Energiedichte oder Schnellladefähigkeit werden so variabel anpassbar.

Die intelligente Vernetzung und der modulare Aufbau der Produktion ermöglichen kleinere Stückzahlen mit maßgefertigten Zellen für mittelständische Betriebe genauso, wie eine wirtschaftliche Fertigung in Großserien. Konzipiert wird eine Pilotanlage für die etablierte Lithiumionen-Technologie, neue Materialkonzepte lassen sich aber schnell in das adaptive Produktionssystem integrieren.

Um diese komplexen Aufgabe zu lösen, nutzen die Forscherinnen und Forscher modulare Roboterzellen mit universell einsetzbaren Prozessmodulen, einheitlichen Schnittstellen und einem geplanten Skalierungskonzept. Das modular erweiterbare Produktionssystem senkt das Investitionsrisiko, da im Bedarfsfall weitere Produktionsmodule stufenweise installiert werden können.

Firmeninformationen
Weitere Beiträge zum Thema Forschung Alle Artikel des Ressorts
© elektronikinformationen.de 2020 - Alle Rechte vorbehalten