Verbundprojekt „Batterieleistungszentrum“: Standardisierung von Fertigungsprozessen im Bereich der Batteriefertigung

Von Petra Reus

Um die weltweiten Energie- und Klimaziele zu erreichen, müssen Emissionen verringert werden. Ein wichtiger Baustein ist die Elektromobilität. Die Preise für E-Fahrzeuge müssen dabei mit denen herkömmlich angetriebener Fahrzeuge mithalten können. Mitentscheidend sind die Fertigungskosten des Batteriemoduls. Um diese zu optimieren, ist KUKA Teil der Initiative „Vernetzte, adaptive Produktion“. An einer eigenen Versuchsanlage am Standort in Würselen führt KUKA Schweißpunktuntersuchungen durch mit dem Ziel, Batteriemodule zukünftig effizienter zu produzieren.

Laserstrahlschweißen erzielt hochpräzise Verbindungen

Der kritische Prozessschritt bei der Herstellung von Batteriemodulen ist die Verschaltung der Einzelzellen. Insbesondere die serielle Verschaltung stellt die Fügetechnik aufgrund der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften, wie z.B. Schmelztemperatur, Dichte und Wärmeausdehnung von Aluminium und Kupfer, vor große Herausforderungen. „Eigentlich sind diese Materialien in ihren Eigenschaften sehr unterschiedlich und lassen sich mit herkömmlichen Verfahren kaum verbinden.“, erklärt Günter Neumann, Head of Business Unit KUKA Industries KIAC Laser, und ergänzt: „Der Laser ermöglicht hier vollkommen neue Wege.“

Mit neuem Softwaretool Batteriemodule effizienter produzieren

Neumann und sein Team führen auf der am Standort zur Verfügung stehenden Anlage schwerpunktmäßig Schweißuntersuchungen durch.

Prozessentwicklung mit höchster Präzision: Laserschweißen von 0,3 mm Kupfer auf 1,2 mm Aluminium.
Prozessentwicklung mit höchster Präzision: Laserschweißen von 0,3 mm Kupfer auf 1,2 mm Aluminium.

Damit entwickeln sie Standards in der Kontaktierungstechnik. Die Anlage ist mit dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik Aachen vernetzt. Die Ergebnisse der Schweißuntersuchungen werden anschließend in einer Datenbank gespeichert.

Im Verbund des Fraunhofer Leistungszentrums „Vernetzte, adaptive Produktion“ mit den Teilnehmern Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie IME entsteht dann ein Softwaretool, das dazu dient, Batterien im Vorfeld produktionstechnisch zu bewerten. „Die Projektpartner greifen zukünftig in der entwickelten Parameterdatenbank auf verschiedene Zell- und Materialkonfigurationen zurück. Damit können Zeit und Kosten bei der ersten Evaluierung gespart werden“, so Sören Hollatz, vom Fraunhofer Institut für Lasertechnik Aachen.

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