Die Produktion von Lithiumbatterien wird sich aufgrund steigender Anforderungen und anderer weltweiter Trends stark wandeln. Sie wird einerseits von der steigenden Nachfrage nach der Speicherung elektrischer Energie in Fahrzeugen beeinflusst, andererseits von den Entwicklungen in der digitalen Produktionstechnologie und den Anforderungen in Bezug auf Produktverbesserung und Recycling. Die Produktverbesserung wird immer stärker von der Datenerfassung und der Analyse von Batteriesystemen vorangetrieben, die den Typ, die Form, das verwendete Material und andere Eigenschaften der Batterien verändern.

Zusätzlich zu dem, was man aus der Massenproduktion von EV-Batterien in neuen Fabriken lernt, wird die Entwicklung durch neue Plattformen für High Computing und Simulation beschleunigt. Die neue Technologie wird dadurch zuverlässiger und man kann mithilfe von Emulation durch Verkürzung der Inbetriebnahme und der Lernkurve zunehmend Zeit sparen.

Weitere Innovationen auf dem Gebiet der intelligenten Herstellung sorgen für mehr Flexibilität, eine höhere Effizienz und hochqualitative smarte Fabriken. Diese drei Anforderungen haben sich lange Zeit gegenseitig behindert, aber neue Methoden werden ihr Zusammenspiel immer weiter stärken.

Batteriepacks werden zukünftig auf Mehrfach-Nutzung ausgelegt sein: Wenn das Elektrofahrzeug das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, werden die Packs für andere Zwecke eingesetzt. Die Kaskadennutzung wird zur Folge haben, dass die industrielle Kette eng zusammenarbeiten wird, um die wirtschaftliche Lebensdauer von Batteriepacks und Einzel-Zellen zu verlängern.

Im Extreme Manufacturing wird die Herstellung durch Daten gesteuert: Daten über den Produktionsprozess und die eigene Lieferkette, aber über bereits eingesetzte Batteriepacks. Der Kreislauf aus Datensammeln, Analyse und Verbesserungen wird immer kürzer. Künstliche Intelligenz und Big Data werden eine sofortige Änderung an Batteriepacks ermöglichen.

Intelligentes Extreme Manufacturing sollte folgende Eigenschaften haben:

  • Zusätzlich zu den traditionellen Faktoren Qualität, Kosten, Flexibilität und Effizienz sind die Fähigkeit, schnell auf den Markt zu reagieren und unterschiedlichen Beeinträchtigungen standzuhalten, sowie Rekonfigurierbarkeit und Wiederverwendbarkeit erforderlich.
  • Die wichtigsten Produktionsmaschinen müssen fähig zur Selbstwahrnehmung, Selbstanpassung und Selbstkompensation sein, um auf Veränderungen in den unterschiedlichen Produktionsumgebungen reagieren zu können.
  • Vorausschauendes automatisches Tracking von Problemquellen, um eine Fehlerquote von null zu erreichen.
  • Engineering-Immunität und Fehlerfreiheit
  • Das erste gefertigte Teil ist ein Erfolg und alle folgenden sind hervorragend.

Mit Selbstwahrnehmungsequipment, Null-Fehler-Produktion, intelligenter Workshop-Planung, automatischen Line-Care-Systemen und Displays für Echtzeit-Werksbetriebsanzeige gibt es für Big Data in der Industrie einzigartige Anwendungsmöglichkeiten. All diese Elemente können für die Herstellung von Batteriezellen und Packs, aber auch für die Wiederverwendungsanalyse und für Recycling-Prozesse genutzt werden.

Natürlich wird dabei verbesserte Technik eingesetzt. Vision (Bilderkennung), Rückverfolgbarkeitssysteme, Augmented Reality, Machine Learning, Data Mining und vorausschauende Instandhaltung werden genutzt, um die Produktion und die Recycling-Anlagen der Zukunft zu realisieren. Big Data aus dem Prozess, aber auch aus Forschung und Entwicklung und After Sales wird in höherem Maße zur Verfügung stehen und verarbeitet werden.

Vorsichtige Schätzungen ergeben eine signifikante Reduktion von Zeit und Kosten. Die erwarteten Betriebskosten sind um mehr als 20 % niedriger und die Produktentwicklungszeit wird um mehr als 50 % sinken, die Produktionsmenge fünfmal so hoch sein. All das wird nur ein umfangreiches Kompetenz-Netzwerk leisten können.

Das finale Produkt, das Batteriepack, wird null Fehler erreichen. Und das bedeutet: mindestens 2 Millionen Kilometer und eine Lebensdauer von 16 Jahren mit einer Fehlerquote von 1 : 1 Milliarde. Mit einer lückenlosen Rückverfolgung und bei intelligenter Zusammenarbeit in Industrie und Nutzerkette.

Das Power-Batterie-Manufacturing ist voller Herausforderungen. Batteryline.com und seine Partner möchten zu dieser Entwicklung weg von der traditionellen Produktion und hin zu einer neuen Generation der intelligenten Produktion/des Extreme Manufacturing beitragen.