DemoSens

 

Verbundprojekt erforscht Demontage und Recycling von E-Mobil-Akkus

Roboterarm zur Batteriedemontage Urheberrecht: © PEM RWTH Aachen

DemoSens ist ein Gemeinschaftsprojekt von vier Instituten aus dem Umfeld der RWTH Aachen und der FH Münster. Das Vorhaben mit dem vollen Namen „Demontage und sensorgestützte mechanische Aufbereitung von Lithium-Ionen-Batterien für ein hochwertiges Recycling“ wird im Rahmen des Kompetenzclusters „Recycling & Grüne Batterie“ (greenBatt; Gesamtvolumen: 30 Millionen Euro) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Das auf drei Jahre angesetzte DemoSens-Projekt steigert die Automatisierung der Demontage und des Recyclings von Lithium-Ionen-Batteriepacks aus Elektrofahrzeugen. Entlang der gesamten Prozesskette von der Demontage über die Sortierung bis hin zur mechanischen Aufbereitung verankert es außerdem digitale Verfahren, die zum Teil auf Ansätzen des maschinellen Lernens basieren.

Zerlegung ist derzeit noch aufwendige Manufaktur(arbeit)
Zahlreiche Akteure haben in den vergangenen Jahren große Anstrengungen unternommen, die Batterie als Teil des elektrischen Antriebsstrangs in den Fahrzeugen der kommenden Generationen zu etablieren. Jetzt widmen Industrie und Forschung sich den Herausforderungen rund um das Ende der ersten Lebensphase von Fahrzeugbatterie-Systemen. Ab diesem Zeitpunkt des Batteriekreislaufs gewinnt die Demontage von Batteriepacks bei der Wahl der verschiedenen „Re-X-Pfade“ („Re-Use“, Remanufacturing, Recycling) eine immer größere Bedeutung. Bisher werden Batteriesysteme fast ausschließlich manuell demontiert. Das liegt vor allem an der großen Variabilität im Aufbau von Batteriepacks, an der Anordnung ihrer Teilkomponenten und an den eingesetzten Fügeverfahren. Die steigenden Marktanteile im Bereich der Elektromobilität bedingen künftig jedoch eine Automatisierung dieses Demontageprozesses.

Im Rahmen des Verbundprojekts wird deshalb erstmals eine hochautomatisierte Pilotanlage am Elektromobilitätslabor (eLab) der RWTH Aachen geplant und umgesetzt. Mit Hilfe von zusammenarbeitenden Robotern soll sie die verschiedenen Problemstellungen lösen, die auf Seiten der einzelnen Prozesse und der Batterien existieren. Um den gewünschten Grad der Automatisierung zu erreichen, wird außerdem der Einsatz verschiedener „Machine Learning“-Ansätze untersucht.

Mehr Automatik, intelligente Maschinen und spezielle Sensoren
Der RWTH-Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) beschäftigt sich in diesem Projekt vor allem mit den festzulegenden Prozessen der in Zukunft automatisierten Batteriedemontage. Die Grundlage bilden Erfahrungswerte aus unterschiedlichen Zerlege-Studien zu verschiedenen Batteriepacks aus dem Automobilbereich. Dieses gesammelte Know-how hilft dabei, den Automatisierungsgrad der Demontage zu steigern, die Implementierung von innovativen Ansätzen des maschinellen Lernens zu unterstützen und das notwendige Sensorsystem auf Basis der Demontage-Anforderungen auszuwählen. Ziel ist es, durch den Aufbau einer Pilotanlage zentrale Erkenntnisse im Bereich der automatisierten Batteriepack-Demontage zu gewinnen und neue Aspekte für die künftige Forschung zu ermitteln.

Projektpartner: