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KIT will mit Forschungsprojekt AgiloBat die Batteriefertigung flexibilisieren

Forschungsprojekt
KIT will mit AgiloBat die Batteriefertigung flexibilisieren

KIT Campus Nord von oben
Der Campus Nord des KIT Karlsruhe von oben. Bild: Karlsruher Institut für Technologie
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Das Forschungsprojekt AgiloBat verfolgt das Ziel, die Batteriefertigung in den Bereichen Format, Material und Stückzahl zu flexibilisieren. Bislang prägen starre Fertigungsprozesse und Produktlinien das Bild. Am KIT entwickeln Forscher gemeinsam mit Partnern ein agiles Produktionssystem. Derzeit wird das Projekt mit 4,5 Millionen Euro vom MWK Baden-Württemberg gefordert, für die nächste Stufe erhofft sich das KIT vom BMBF eine Bezuschussung von bis zu 14 Millionen Euro.

Leistungsstarke und mobile Batteriezellen werden 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 Holger Hanselka, der Präsident des KIT. Eine Antwort darauf könnten neue Produktionssysteme sein. Diese könnten durch Flexibilität und Technologieoffenheit den Anforderungen der Industrie gerecht werden. Außerdem könnte man so auf neue Erkenntnisse der Grundlagenforschung schnell reagieren.

Fleischer: „Wollen weg von starrer Transferstraße“

Mit aktuellen Batteriezellen-Produktionssystemen ist man nicht in der Lage, unterschiedliche Formate und Materialien oder variable Stückzahlen zu fertigen. Die Systeme produzieren qualitiativ hochwertige, aber standardisierte Zellen, die nicht spezifisch auf Kundenwünsche angepasst sind. „Wir wollen weg von der starren Transferstraße hin zu agilen und flexiblen Produktionssystemen“, sagt Jürgen Fleischer, Leiter des Instituts für Produktionstechnik (wbk) am KIT und Projektleiter des AgiloBat-Projekts. Die Produktionssysteme für Batterien müssten an die immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen und die vielfältigen Anforderungen 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“, so Fleischer. Herauskommen soll dann ein System zur Produktion von Batteriezellen für flexible Formate und Materialsysteme.

AgiloBat will Zelle ganzheitlich optimieren

Die Vorgehensweise bei AgiloBat unterscheidet sich grundlegend von der etablierten Batteriefertigung und -auslegung. Die Zelle soll ganzheitlich optimiert werden, also bei Ressourcen, Kosten und Leistung. Dabei soll ein Batteriesystem immer individuell angepasst werden: Immerhin hat etwa eine Batterie für ein E-Fahrzeug komplett andere Anforderungen als eine Batterie für ein Power-Tool.

Kleinere Stückzahlen  mit maßgefertigten Zellen für Mittelständler sollen durch die intelligente Vernetzung und den modularen Aufbau der Produktion ebenso möglich sein wie eine wirtschaftliche Fertigung in Großserien. Das Team von AgiloBat konzipiert eine Pilotanlage für die Lithium-Ionen-Technologie, neue Materialkonzepte könnten laut KIT aber schnell in das adaptive Produktionssystem integriert werden. „Das vorhandene Prozessverständnis der einzelnen Teilschritte muss dahingehend erweitert werden, dass verschiedene Zelldesigns möglich und die einzelnen Bearbeitungsschritte flexibel sind“, betont Fleischer. Dann müssten noch die einzelnen Prozessschritte zu einem Gesamtprozess verketten werden, um eine prototypische Fertigung in einer Pilotanlage erfolgreich umzusetzen.

Zur Umsetzung dieser Aufgabe nutzen die Forscher modulare Roboterzellen mit universell einsetzbaren Prozessmodulen, einheitlichen Schnittstellen und einem vorgeplanten Skalierungskonzept. So sinke das Investitionsrisiko, da im Bedarfsfall weitere Produktionsmodule stufenweise installiert werden können. (wag)


Kontakt zum KIT

Karlsruher Institut für Technologie
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 6080
E-Mail: info@kit.edu
Website: www.kit.edu

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