Steckbrief
Förderkennzeichen:EM 1004
Konsortialführer:IBG Automation GmbH
Fördergeber:Land NRW, EFRE
Projekttäger:ETN
Wettbewerb, Förderaufruf:ElektroMobil.NRW 2009
Laufzeit:Juni 2011 – September 2014
Fördersumme:1,3 Mio. EUR

Grundlegende Entwicklung automatischer Anlagen zur Herstellung leistungsfähiger Batterien aus großen Lithium-Ionen-Einzelzellen

Das Ziel der Entwicklung ist es die Montage von Batteriepacks schneller, weniger arbeitsintensiv und damit günstiger zu machen. Durch Automatisierung des Produktionsprozesses soll ermöglicht werden Li-Ionen Batterien für Anwendungen in Elektroautos und stationären Energiespeichern wirtschaftlicher in großen Serien zu produzieren. Da die bisherigen Kosten für Li-Ionen Batterien mit hohen Ladekapazitäten noch exorbitant hoch sind, sind Prozessinnovationen in der Herstellung ein wichtiger Schritt um die Wettbewerbsfähig von Batterien als Energieträger im Vergleich zu fossilen Brennstoffen zu erhöhen. Da die Produktion der Batterien bisher größtenteils manuell in Hochlohnländern wie Deutschland und Japan geschieht, ist Automatisierung ein wichtiger Schritt zur kostengünstigeren Serienfertigung.

Die Entwicklungspartner des Konsortiums konzentrieren sich in diesem Projekt auf die Entwicklung von Prozessschritten zur Montage von Batteriepacks. Die Packs bestehen aus einzelnen Modulen, die wiederum aus einzelnen Zellen, einer Steuerung (Battery Management System) und ggf. einem Kühlsystem zusammengesetzt werden. Das Projekt konzentriert sich auf die Fertigung von kompletten Batteriemodulen mit großen prismatischen Zellen bzw. flachen Beutelzellen auf Basis der Lithium-Ionen Technologie. Je nach Leistungs- und Spannungsanforderungen werden die Einzelzellen in Reihe geschaltet und in einem Gehäuse als Modul verbaut, um die gespeicherte Energie zu Verfügung zu stellen.

Das Projektkonsortium arbeitet zurzeit gemeinsam an der Umsetzung einer Modellanlage: IBG leitet die Gesamtkonzeption der Anlage und ist für die Konstruktion sowie das Projektmanagement verantwortlich. Die WEZAG GmbH entwickelt eine prozesssichere und langlebige Verbindungs-technologie für die elektrischen Ableiter der Zellen, die erhöhte Wärmeentwicklung, Vibration und Feuchtigkeit aushalten müssen. Die Verbindungstechnologie basiert auf einer mechanischen Vercrimpung d.h. Quetschung der Kupferleiter, was qualitative Vorteile gegenüber einer Verschraubung bzw. Verlötung der Kontakte hat. Die Universität Siegen erforscht die Applikation neuer Sensortechniken, um die Montageroboter mit Daten über die Prozesskräfte und -momente zu versorgen. Diese Maßnahmen werden erforscht um Beschädigungen an sensitiven Bauteilen wie den Ableitern oder Folien beim – räumlich sehr engen – Montageprozess vorzubeugen. Anhand der Zusammenarbeit erhofft man sich neue Technologien und Fertigungsmethoden zu entwickeln, um so Prozesssicherheit und Batterie Lebensdauer zu steigern. Dies ist essentiell um den hohen Ansprüchen der OEMs und Kunden an das Endprodukt Elektroauto gerecht zu werden.

Projektpartner

IBG Automation GmbH (Konsortialführer)
IBG Robotronic GmbH
Universität Siegen
WEZAG GmbH
RWTH Aachen University - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe

Schlagworte

Batterie: Neuartige KonzepteBatterie: Prozesstechnologie und MassenfertigungBatterieintegrationBatterietechnikLand NRWEFRE