Programmagenda

Audi weitet das Angebot an vollelektrischen Fahrzeugen mit den Modellfamilien des Audi Q6 e-tron und A6 e-tron aus. Die Modelle basieren auf der Premium Platform Electric (PPE). Technische Basis der Plattform bildet ein komplett neu entwickeltes Antriebsportfolio aus Hochvolt-Batterien und elektrischen Antrieben. 

Die Hochvolt-Batterien spielen eine entscheidende Rolle bei Ladeperformance und Reichweite aber auch beim Fahrzeuggewicht. Deshalb legt Audi einen großen Fokus auf den Einsatz modernster Technologien in der Zellchemie, für eine noch bessere Energiedichte. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Hochvolt-Speichersysteme und Elektroantriebe stellt auch die Fertigung vor neue Herausforderungen. Audi setzt daher bei neuen Technologien auf eine enge Zusammenarbeit zwischen Entwicklung und Fertigung – vom ersten Tag an.

• Vorstellung der Karlsruher Forschungsfabrik  für KI-integrierte Produktion
• Vorstellung der Batterieprojekte in der Forschungsfabrik

Bei der Herstellung von Li-Ionen-Zellen werden feuchtigkeitskritische Prozesse in großen multifunktionalen Trockenräumen durchgeführt. Um mögliche negative Qualitätsverluste durch Feuchteeinflüsse zu vermeiden, ist entfeuchtete Luft unerlässlich. Die Entfeuchtung des Luftstroms auf die erforderlichen Taupunkte ist einer der energieintensivsten Prozesse. Daher spielen Trockenräume bei der Batteriezellenproduktion eine wichtige Rolle als Energieverbraucher.

Ein typischer Trockenraum in einer Batteriezellen-Gigafabrik benötigt 25 % 1) des gesamten Energiebedarfs, wenn man von durchschnittlichen Taupunkten und internen Feuchtigkeitsbelastungen ausgeht. Neue Zellchemien können sogar strengere Taupunktspezifikationen erfordern, was zu einem noch höheren Energiebedarf führen würde. Energieeinsparung und Emissionsreduzierung haben für Zellhersteller oberste Priorität, und die OEMs haben sich verpflichtet, bis spätestens 2035 kohlenstoffneutral zu sein, um die Nachhaltigkeit zu wahren.

Minienvironments sind eine der technischen Lösungen für die oben genannten Herausforderungen. Durch die Reduzierung der Feuchtigkeitsquellen (kein Bediener, weniger Leckagen aufgrund des geringeren Gesamtvolumens) müssen die Minienvironments viel weniger Luft entfeuchten, was zu geringeren Investitionskosten (CAPEX) und weniger Energiebedarf (OPEX) führt.

Diese Präsentation greift die oben genannten Herausforderungen auf und beantwortet die Frage, wie ein modulares Mini-Umgebungssystem gestaltet sein muss, um sie bestmöglich zu bewältigen. Als Ergebnis wurde die Implementierung einer hochmodularen, flexiblen und individuellen klimatisierten Umgebung für Batteriezellen entwickelt und wird vorgestellt.

1) Benjamin Dorn, PEM Aachen, KLIB Gesprächsrunde Pilot lines, 10.2022

Die sich rasant entwickelnde Technik im Zusammenhang mit Batterie-Modulen für die E-Mobilität erfordert eine schnelle Anpassung der Automationsanlagen auf die jeweiligen neuen Herausforderungen in dieser Branche.  

In seiner Präsentation erklärt Stefan Maier, wie er genau das mit seinem Unternehmen erreicht. Stefan Maier gibt in seinem Vortrag Einblicke in die Herstellung eines Batteriedeckels aus Sicht der Automatisierung. Sein Unternehmen, ROBOT-TECHNOLOGY, hat sich in den letzten Jahren auf die technologischen Produktionsprozesse zur Herstellung von Batteriedeckeln in Elektrofahrzeugen sowie auf die verschiedenen Produktionsabläufe im Bereich Batteriezellen-Handhabung spezialisiert.

Themen des Vortrages:

• Technologische Produktionsprozesse in der Herstellung eines Batteriedeckels für die E Mobilität
• Brandschutzsysteme für Batteriemodule
• Produktionsabläufe im Bereich Konfektionierung von Batteriezellen

• Aktueller Marktüberblick Batteriezellfertigung aus Sicht des Maschinen- und Anlagenbaus
• Schulers Einstieg in den Bereich Batteriezellfertigung
• Aktuelle Herausforderungen im Marktumfeld Batteriefertigung
• Wichtige Erfolgsfaktoren als Maschinen- und Anlagenbauer

In dem Vortrag wird aufgezeigt, wie Schuler als Anbieter u.a. für innovative Produktionsanlagen zur Batteriefertigung, in Kooperation 

mit der GEC eine Digitalisierungslösung für die Produktion entwickelt hat (Schuler Digital Suite). 

Hier im speziellen und gerade für die Batterie-Produktion von großer Bedeutung, das Thema der detaillierte Produktionsdokumentation 

für eine lückenlose Bauteil-Verfolgung (Traceabilitiy), inkl. der automatisierten Serialisierung der Bauteile. 

Ein wichtiger Aspekt, wenn es um den Digitalen Batterie-Pass geht. 

Im Weiteren zeigt die GEC auf welche wertvollen Lösungsbausteine man im Konzernverbund mit der Firma Rittal und EPLAN 

entlang des Batterie-Life-Cycle anbieten kann - vom Engineering, über die Batterie-Produktion, dem Betrieb der Batterie im Feld, bis zum Recycling-Prozess. 

Schwerpunkte des Vortrags:

• Lösungskompetenz zur automatisierten Batterie-Produktion
• Digitalisierungsbausteine für die intelligente Produktion
• Serialisierung und Bauteilverfolgung (Track&Trace)
• Lösungsbausteine entlang des Batterie-Life-Cycles

Catena-X zielt darauf ab, eine durchgängige Vernetzung und sicheren Datenaustausch entlang der automobilen Wertschöpfungskette zu schaffen.

In diesem Vortrag wird das Datenökosystem vorgestellt und beleuchtet, wie es konkrete Anwendungsfälle zur Optimierung der Lieferkette unterstützt. Der Fokus liegt dabei auf dem Anwendungsfall „Demand and Capacity Management“ (DCM), der eine effiziente Abstimmung von Bedarfen und Kapazitäten entlang der Lieferkette ermöglicht. Am Beispiel von Batterien wird gezeigt, wie eine vorausschauende Planung Engpässe vermeiden und die Ressourceneffizienz verbessern kann.

Die globale Mobilitätsrevolution nimmt Fahrt auf. Weltweit werden sogenannte Gigafactories für die Produktion von Lithium-Ionen Batterien hochgefahren. Aktuell steht dabei vor allem die effiziente und nachhaltige Produktion der Hochvoltspeicher im Fokus. Langfristig ist hier allerdings vor allem das Recycling von Traktionsbatterien ein entscheidender Faktor für die europäische Batterieindustrie, um die kritischen und knappen Rohstoffe im Rahmen einer zirkulären Kreislaufwirtschaft zu nutzen. Hierfür werden derzeit vielfältige Technologien und Strategien erforscht. 

Im Rahmen dieses Vortrags soll insbesondere auf das Einsatzpotenzial und die Chancen der Lasertechnologie für das Recycling von Traktionsbatterien eingegangen werden.

Europas mangelnde Autonomie bei der Batterieproduktion gefährdet das zukünftige Wachstum seiner Elektromobilitäts- und Energiebranche. Die Weiterentwicklung der Batterierecycling-Infrastruktur ist ein wichtiger Schlüssel zur Sicherung der Rohstoffversorgung. Die Automatisierung des Sortierens und Zerlegens von Batterien ist ein scheinbar kleiner, aber entscheidender Teil dieses Puzzles. Bildverarbeitungs- und Sensortechnologien werden mit Datenanalyse und Künstlicher Intelligenz zu einer leistungsfähigen Lösung kombiniert, um so den jeweiligen Batterietyp sicher identifizieren zu können. Roboter übernehmen zudem gefährliche Aufgaben wie das Öffnen, Entladen und Zerlegen der Batterien, ohne die Menschen zu gefährden.