Plánování odbornosti pro továrnu na bateriové články budoucnosti

Dne 30. dubna bylo v Münsteru otevřeno první budova Fraunhoferova zařízení Forschungsfertigung Batteriezelle FFB. © Netzwerk

V. l. n. r.: Prof. Dr. Achim Kampker a Prof. Dr. Jens Tübke, vedení ústavu Fraunhofer FFB, Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, prezident Fraunhofer-Gesellschaft, Hendrik Wüst, premiér spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko, Bettina Stark-Watzinger, spolková ministryně školství a výzkumu, Ina Brandes, ministryně kultury a vědy spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko, Silke Krebs, státní tajemnice v ministerstvu hospodářství, průmyslu, ochrany klimatu a energetiky spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko, Prof. Dr. Simon Lux, vedení ústavu Fraunhofer FFB. © Susanne Kurz/Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB

V. l. n. r.: Prof. Dr. Simon Lux, ředitel Institutu Fraunhofer FFB, Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, prezident Fraunhofer-Gesellschaft, Hendrik Wüst, premiér spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko, Ina Brandes, ministryně kultury a vědy spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko, Bettina Stark-Watzinger, spolková ministryně vzdělávání a výzkumu, Silke Krebs, státní tajemnice v Ministerstvu hospodářství, průmyslu, ochrany klimatu a energetiky spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko. © Susanne Kurz/Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB

Infrastruktura Fraunhofer FFB – Laboratoře a stavební fáze

V úterý 30. dubna bylo v Münsteru otevřeno první budova výzkumného zařízení Fraunhofer Forschungsfertigung Batteriezelle FFB. V nové výzkumné továrně má být zkoušena a optimalizována výroba bateriových článků v průmyslovém měřítku. Na plánování a realizaci se významně podílejí vědkyně a vědci z Fraunhofer IPA.

»Výroba bateriových článků v průmyslovém měřítku je sama o sobě velkou výzvou: zařízení jsou velmi složitá a kladou vysoké nároky na výrobní prostředí, například na čistotu a suchost«, vysvětluje Marc-André Berchtold. Inženýr z IPA řídí plánování továrny v rámci projektu »Forschungsfertigung Batteriezelle Deutschland«, zkráceně FoFeBat. »V výzkumné továrně, jejíž první etapa výstavby, ‚FFB PreFab‘, byla právě otevřena, by však neměla probíhat pouze výroba, ale také práce na nových formátech článků, procesech a technologiích.«

Aby bylo možné to zajistit i do budoucna, byly v rámci projektu navrženy flexibilní výrobní struktury. »Technologie se neustále vyvíjejí. Za několik let přijdou na trh nové zařízení a nové formáty bateriových článků. Výzkumná továrna proto musí být navržena tak, aby se mohla přizpůsobit těmto vývojům«, říká Berchtold.

Tajemství přizpůsobivosti

Jak však navrhnout přizpůsobivou továrnu na výrobu bateriových článků? »Základní podmínkou je podrobná analýza kroků a požadavků na proces«, odpovídá expert z IPA: »Pevné výrobní linky v nepřizpůsobitelných čistých a suchých prostorách, jak odpovídá současnému technickému stavu, nejsou pro tento účel vhodné.«

Řešením je modulární uspořádání výrobních struktur: protože každý výrobní krok vyžaduje specifické prostředí, musí být prostory, ve kterých jsou umístěna výrobní zařízení, odpovídajícím způsobem vybaveny. Současně je třeba zajistit, aby byly prostory správně dimenzovány a mohly být přeměněny pro dlouhodobé využití. Dále je nutné plánovat připojení – například k vodě, stlačenému vzduchu nebo elektřině – tak, aby bylo možné bez problémů začlenit nové výrobní technologie do provozu. Tento modulární princip již byl realizován v FFB PreFab.

Klíčem k úspěchu: praktické zkušenosti a digitalizace

Kromě plánování továrny podporují týmy z IPA také výstavbu výzkumné výroby bateriových článků při výběru výrobních zařízení: Aby bylo možné splnit specifické požadavky výzkumné továrny, byly vedeny rozhovory s výrobci z Evropy, Asie a Ameriky. Hlavním zaměřením byly specifikace mechanických a elektrických rozhraní mezi zařízeními. Inženýrky a inženýři z IPA doprovázejí proces výběru a zadávání zakázek.

Také na výběru speciálně vhodných digitálních nástrojů a IT infrastruktury pro výzkumnou výrobu se podílejí vědci z IPA. Digitální propojení je klíčové pro úspěch bateriové továrny: pouze díky datům, která jsou shromažďována a vyhodnocována centrálně, mohou vědci a výrobci optimalizovat procesy, odhalit možné zdroje chyb a zlepšit kvalitu.

Know-how, které experti ve Stuttgartu získali při plánování a realizaci výzkumné továrny, má být v budoucnu k dispozici uživatelům, kteří plánují nové továrny na výrobu bateriových článků, optimalizovat stávající nebo digitalizovat.

O projektu

– Otevřená továrna na výrobu bateriových článků pro výzkum a vývoj
– V rámci projektu »FoFeBat« podporují Spolkové ministerstvo školství a výzkumu a spolkové země Severní Porýní-Vestfálsko výstavbu Fraunhofer FFB s celkovým rozpočtem přibližně 820 milionů eur. Přitom spolková vláda podporuje Fraunhofer FFB částkou až 500 milionů eur na výzkumná zařízení a projekty, a spolková země Severní Porýní-Vestfálsko investuje přibližně 320 milionů eur do pozemků a nových budov.
– Více než 170 odborníků na baterie (včetně partnerů)
– Výrobní kapacita: teoreticky až 7 GWh/rok (elektrody)