Das Projekt "Teilvorhaben: Handhabung von Speicherzellen zur Herstellung von Batteriemodulen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung neuartiger, schneller, sicherer und wirtschaftlicher Abläufe und Prozesse zur Handhabung von Speicherzellen in einer vollautomatischen Anlage zur Montage von Speicherbatterien für Elektromotoren. Es werden die Handhabungsschritte 'Entpacken der Batteriezellen aus dem Transportmedium', 'Stapeln und Zuführen der Zellen zu den jeweiligen Prozessschritten'; 'Bilden eines Zellpacks zum Modulverbund' untersucht. Der Aufbau des Schlüsselprozesses 'Stapelbildung und Zuführung' durch Teamtechnik demonstriert die Machbarkeit der neu erforschten Handhabungslösungen. In diesem Vorhaben werden nur die Speichermodule betrachtet mit einer max. Spannung von 60V bzw. max. 15 Speicherzellen. Das Projekt beginnt mit der Analyse von Zukunftsszenarien zu Stückzahlen und Bauformen von Speicherzellen sowie einer Analyse der aktuellen Einzelprozessschritte für die Produktion. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten der Handhabung entlang der Prozesskette erarbeitet und bewertet. Bei allen 3 Schlüsselprozessen arbeiten alle Projektpartner eng zusammen um Synergien bezüglich Handhabungstechnik, Sicherheits- und Qualitätsanforderungen zu nutzen. Darauf aufbauend erfolgt die Konstruktion und Umsetzung eines Demonstrators unter besonderer Berücksichtigung hoher Taktraten. Teamtechnik konzentriert sich auf den Prozess Stapelbildung. Abschließend wird das Ergebnis validiert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Handhabungskonzepte, Grundlagenversuche und Validierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dürr Systems AG durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens der Fa. Dürr ist es die grundlegenden Eigenschaften von Batteriezellen, die für die Handhabung relevant sind, zu identifizieren und zu erforschen. Repräsentative Grundlagenversuche zu den Handlingsmöglichkeiten sind bisher nicht durchgeführt worden. Ebenso sind die Einflüsse der Handlingssysteme auf die Zellen bisher nicht untersucht worden bzw. bekannt. Dürr erhofft sich im Rahmen dieses Projekts eine Datenbasis für verschiedene Greifkinematiken und Handlingssysteme zu schaffen. Die Demonstratoren der Arbeitspakete sollen reale Daten generieren, die sowohl für Dürr als auch für die Projektpartner nutzbar sind. Der Fokus der Untersuchungen liegt dabei auf dem Ver- und Entpacken der Zellen, dem Stapeln der Zellen sowie des Handlings des Modulverbunds. Das Vorhaben beginnt mit einer ausführlichen Analyse der Handlingsrelevanten Parameter für die verschiedenen Zelltypen. Im Anschluss werden aus den ermittelten Parametern geeignete Handlings- und Bewertungskonzepte erarbeitet. Anschließend werden zu den drei Forschungsschwerpunkten Demonstratoren realisiert, diese werden von Dürr mitentwickelt und validiert.
Das Projekt "HighEnergy: Fertigung hochkapazitiver, strukturierter Elektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT), Bereich Thin Film Technology durchgeführt. Das KIT ist durch zwei Institute im Projekt HighEnergy vertreten. Dies ist zum einen das Institut für Thermische Verfahrenstechnik / Bereich Thin Film Technology (TFT), zum anderen das Institut für Produktionstechnik (wbk). Daher untergliedern sich die Arbeitsziele des KIT im Projekt HighEnergy in zwei Teilbereiche. Ziel der Forschungsaktivitäten des TFT ist die Beschichtungstechnologie und Trockungstechnologie für dicke Elektroden zu verbessern. Das Institut für Produktionstechnik (wbk) erforscht im Rahmen des Projektes die Stapelbildung mit dicken Elektroden. Ziel der Untersuchungen ist die Schaffung eines Prozessverständnisses für den Prozessschritt Stapelbildung. Hierfür wird ein Modell zur Beschreibung der Wirkzusammenhänge erarbeitet. Hauptaugenmerk der Untersuchungen liegt hierbei auf dem Einfluss der Beschichtungsdicke. Anhand der beiden Stapelbildungsverfahren Einzelblattstapelung und Helixverfahren werden Stapel mit dicken Elektroden hergestellt und analysiert. Daher ist ein weiteres Ziel die Optimierung der Stapelbildungsverfahren hinsichtlich der Verarbeitbarkeit dicker Elektroden. Im Rahmen des Projektes HighEnergy werden am KIT die intermittierende Beschichtung, die simultane Mehrlagenbeschichtung sowie die Trocknung hochkapazitiver Elektroden untersucht. Diese Untersuchungen werden durch das TFT des KIT durchgeführt. Des Weiteren wird die Stapelbildung von dicken Elektroden erforscht, dies wird durch das wbk des KIT durchgeführt. Daher ist das KIT in den AP 3, 4, 5 und 7 involviert.
Das Projekt "ProKal: Prozessmodellierung der Kalandrierung energiereicher Elektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften durchgeführt. Auf Basis der langjährigen Erfahrung des iwb in der Optimierung des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen soll neben den in Braunschweig und Münster betrachteten Prozess-Struktur-Eigenschaft-Beziehungen die Wechselwirkung zwischen der Maschinendynamik, den Prozessparametern und den Materialeigenschaften untersucht werden. Insbesondere bei absatzweise beschichteten Elektroden und hohen Schichtdicken muss die Maschinendynamik regelungstechnisch so beherrscht werden, dass dauerhaft und reproduzierbar Elektroden mit gleich hoher Qualität verdichtet werden. Des Weiteren soll die Kalandrierung hinsichtlich der Verarbeitbarkeit der Elektroden in den nachfolgenden Prozessen untersucht werden. Hierbei stehen die Handhabung, insb. die Stapelbildungsverfahren, die optischen Messverfahren und die Befüllung bzw. die Benetzung im Vordergrund. Hierzu werden nach einer Prozessvariation am Kalander die Elektroden an Versuchsständen hinsichtlich ihrer Weiterverarbeitbarkeit charakterisiert. Um den Einsatz der Laservibrometrie zur Vermessung von Kalandern zur Beschreibung des statischen und dynamischen Verhaltens sicherzustellen, sollen zunächst Testmessungen an den beteiligten Instituten stattfinden. Ist die Eignung erwiesen, werden die Kalander der Partnerinstitute bei der Kalandrierung vermessen. Dabei werden Messsituationen definiert, die Informationen zum Strukturverhalten der Kalanderwalzen und -stuhlung in Anhängigkeit der Einflussgrößen bestehend aus Prozessparametern und Eingangsproduktmerkmalen liefern. Die erfassten Daten dienen als Grundlage zum Aufbau eines Maschinen-Prozess-Struktur-Modells. Des Weiteren soll über eine Variation der Prozessparameter eine Verbesserung der Produktivität erreicht werden. Die Rolle der Walzentemperierung soll u.a. über Versuchsreihen untersucht werden. Insbesondere der Einfluss der Prozessparameter auf die weitere Verarbeitung der Elektroden wird anhand von Versuchsständen erforscht (bspw. Haftungs-, und Benetzungsprüfstand).