Snel en kosteneffectief, maar tegelijkertijd veelzijdig en met een hoge productkwaliteit. Dat zijn de eisen voor de toekomstige productie van batterijcellen in Duitsland. De batterijcompetentiecluster Intelligente productie van batterijcellen (InZePro) wordt gecoördineerd door het Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Het is de bedoeling de productiesystemen op holistische wijze te optimaliseren en flexibeler te maken wat betreft hoeveelheid, formaat, materiaal en gebruikte technologie. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door procesoverstijgende, datagestuurde optimaliseringsbenaderingen en Industrie 4.0-oplossingen, aldus het KIT in een persbericht.
In de toekomst moet het mogelijk zijn om in Duitsland op economische wijze batterijcellen te produceren in kleine, middelgrote en grote series voor een breed scala van toepassingen en markten om aan de huidige eisen te voldoen. Bovendien moeten innovatieve benaderingen worden ontwikkeld om tegelijkertijd de productiviteit te verhogen en de productiekosten te verlagen. Daarvoor is het Competence Cluster voor Intelligente Batterijcelproductie (InZePro), gefinancierd door het Federale Ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) opgericht. Het cluster heeft een budget van ongeveer 44 miljoen euro.
Virtuele productiesystemen
De bij InZePro betrokken onderzoeksprojecten hebben de eerste resultaten opgeleverd. De nadruk lag op wendbare fabriekstechnologie, op de digitalisering van afzonderlijke productiestappen en van het volledige productiesysteem, alsook op virtuele productiesystemen en AI in de productie. Toolkits over de onderwerpen machine- en fabriekstechnologie, procestechnologie, planning, controle en logistiek, en kwaliteitsbeheer werden samengesteld als leidraad voor de digitalisering bij de productie van batterijcellen.
Deze zijn bedoeld om de reeds bestaande technische en organisatorische benaderingen van Industrie 4.0 bij de productie van batterijcellen te evalueren en verder te ontwikkelen. Doel is de systematische invoering van digitalisering en Industrie 4.0 in de batterijcelproductie te versnellen: De ondernemingen moeten dus het concurrentievermogen van hun batterijcellenproductie in de toekomst snel en efficiënt opvoeren.
Digitale tweeling
Bovendien werd bijvoorbeeld aangetoond dat een zogenoemde ‘digitale tweeling’ kan worden gebruikt om verschillende toekomstscenario’s en de effecten daarvan op een flexibel batterijproductiesysteem te onderzoeken en te evalueren. Ook werd een tracking- en tracingconcept met verschillende elektrodemarkeringstechnologieën ontwikkeld. Het helpt ervoor te zorgen dat batterijcomponenten door de hele procesketen kunnen worden getraceerd. Daarnaast zijn in verschillende projecten benaderingen van gegevensstructurering en machinaal leren ontwikkeld. Apparatuur wordt bijvoorbeeld uitgerust om sequenties en patronen in het productieproces te herkennen en om zelfstandig te reageren op fouten.
Kwaliteitsgarantie
De resultaten worden beoordeeld door een beheerskring die de projecten begeleidt en zorgt voor een nauwe samenwerking tussen onderzoek en industrie. “Door actieve samenwerking in de projecten bestrijken wij alle processtappen in de productie van lithium-ionbatterijcellen. Op deze manier willen we ervoor zorgen dat productiebedrijven, bijvoorbeeld in de automobielindustrie, zelfs bij schommelende orders en grote productvariatie hun productiviteit kunnen verhogen en tegelijkertijd de kosten kunnen verlagen en de productkwaliteit verhogen”, aldus professor Jürgen Fleischer, hoofd van het wbk-instituut voor productietechnologie aan het KIT en voorzitter van het InZePro-cluster.
Cluster
In het InZePro-competentiecluster werken ongeveer 200 wetenschappers van 28 Duitse onderzoeksinstellingen samen. Het gaat om vier KIT-instituten, vier instituten van de TU Braunschweig, drie instituten van de RWTH Aken, twee instituten van de TU München, de Universiteit van Bayreuth, de Hogeschool van Landshut, de TH Aschaffenburg, het Helmholtz-Instituut Ulm, het Centrum voor Zonne-energie en Waterstofonderzoek Baden Württemberg en tien instituten van het Fraunhofer Gesellschaft.
Foto: Optimalisering van de eigenschappen van batterijelektroden) door middel van machinaal leren. (Foto: Markus Breig, KIT)
Geselecteerd voor jou!
Innovation Origins is het Europese platform voor innovatienieuws. Naast de vele berichten van onze eigen redactie in 15 Europese landen, selecteren wij voor jou de belangrijkste persberichten van betrouwbare bronnen. Zo blijf je op de hoogte van alles wat er gebeurt in de wereld van innovatie. Ben jij of ken jij een organisatie die niet in onze lijst met geselecteerde bronnen mag ontbreken? Meld je dan bij onze redactie.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
