wbk Jahresbericht 2024 final inkl Inhaltslink - Flipbook - Seite 23
D I S S E R TAT I O N E N
STUDIUM UND LEHRE
VERÖFFENTLICHUNGEN
Forschungsprojekt MAP
Prozessmodellierung zur Optimierung der Batteriezellfertigung
Ziel des Vorhabens
Um den wachsenden Bedarf an Batteriezellen für
die Elektromobilität in Zukunft zu decken, sind
robuste Produktionsprozesse sowie leistungsstarke
Maschinen und Anlagen erforderlich. Innerhalb der
Batteriezellproduktionskette nimmt der Prozessschritt der Stapelbildung eine entscheidende Rolle
ein. Aktuell ist dieser Prozess von einer Vielzahl
komplexer Wechselwirkungen geprägt, die noch
nicht ausreichend verstanden sind. Dies führt oft
zu falsch dimensionierten Produktionsanlagen und
hohen Ausschussraten, was sich in hohen Produktkosten widerspiegelt.
Das Hauptziel des Projektes ProMoBatt besteht darin, den Prozessschritt der Stapelbildung mit Hilfe digitaler Modelle abzubilden. Dadurch sollen
Optimierungsmöglichkeiten für die Entwicklung,
Inbetriebnahme und den Betrieb der Anlagen
erschlossen werden. Die digitalen Modelle sollen
dazu beitragen, sowohl die Effizienz als auch die
Qualität der Batteriezellproduktion entscheidend
zu verbessern und somit einen wichtigen Beitrag
zur Bewältigung der steigenden Nachfrage nach
Elektromobilität zu leisten.
Vorgehensweise
In enger Zusammenarbeit mit den Forschungspartnern an der Hochschule Aalen und der TU
Berlin sowie den Industriepartnern BST, J. Schmalz, Carl Zeiss Industrielle Messtechnik, Jonas &
Redmann Automatisierungstechnik und Siemens
werden innovative Modelle entwickelt, validiert
und optimierte Technologien erschlossen, um den
Stapelprozess zu verbessern. Im Rahmen dieses
Projektes sollen dabei spezifische Teilmodelle für
die Greif- und Bahnführungssysteme entwickelt
und über klar definierte Schnittstellen miteinander
verknüpft werden.
Das Team des wbk Institut für Produktionstechnik
widmet sich insbesondere der Modellierung der
maschinenseitigen Einflüsse auf Prozesse zur Verarbeitung von Elektroden- und Separatorbahnen.
Dies ermöglicht es, bereits in der frühen Entwicklungsphase neuer Maschinen potenzielle Schwachstellen zu identifizieren und den Inbetriebnahmeprozess der Anlagen zu beschleunigen. So können
abhängig der zu verarbeitenden Materialien die zugeschnittenen Einstellparameter an den Maschinen
ermittelt werden. Als Anwendungsfall dient hierbei
eine neue, am wbk entwickelte, Anlage zur flexiblen und kontinuierlichen Stapelbildung (genannt
EXINOS).
Ergebnisse
Ansprechpartner am wbk:
Kamal Husseini, M.Sc.
Telefon: +49 1523 950 2664
kamal.husseini@kit.edu
Ansprechpartner am wbk:
Nils Schmidgruber, M.Sc.
Telefon: +49 1523 950 2604
nils.schmidgruber@kit.edu
Die Ergebnisse der verschiedenen Arbeitspakete
werden die entwickelten, validierten und verknüpften Modelle der Teilprozesse sein. Auf Grundlage
dieser Modelle erfolgt die Optimierung von Einzelkomponenten und der Aufbau performanter und
robuster Anlagentechnik.
Das Projekt wird durch das Bundesministerium für
Wirtschaft und Klimaschutz der Bundesrepublik
Deutschland (BMWK) gefördert.
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Stapelbildung am Beispiel des Z-Faltens (Foto: wbk)
Institut für Produktionstechnik Jahresbericht 2023
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