Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat ein allgemeingültiges Datenmodell als Basis für eine automatisierte Batteriedemontage erarbeitet. Die beim Open-Access-Portal MDPI erschienene Studie im Rahmen der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten RWTH-Projekte „DemoSens“ und „DemoRec“ fasst Produkt- und Prozessdefinitionen zusammen, die notwendig seien, um die bis dato weitestgehend von Menschenhand erfolgte Zerlegung unterschiedlicher Batteriesysteme künftig mit maschineller Hilfe erledigen zu lassen.
„Wegen der in den nächsten Jahren stark steigenden Rücklaufmengen von Antriebsbatterien benötigt Europa einen skalierbaren, automatisierten Prozessansatz – wofür allerdings zahlreiche produkt- und prozessbezogene Daten notwendig sind“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Der Untersuchung zufolge variiert die Tiefe der bereits existierenden Daten stark und reicht insofern nicht als Grundlage aus. Zudem sei der europäische digitale Batteriepass zwar prinzipiell als Quelle geeignet, doch liefere das junge Dokument in seiner aktuellen Form noch zu wenige Daten für eine konkrete Umsetzung automatisierter Demontageschritte. Daher sei im Rahmen der Analyse eine Produkt- und Prozessdatenstruktur entstanden, indem die Zerlegungsreihenfolge und -tiefe für ein Batteriepack eines Audi „e-tron“ abgeleitet wurde. Mit den so identifizierten Daten, Strukturen, Beziehungen und Definitionen sei ein verallgemeinertes Prozessmodell entworfen und anschließend in einen ganzheitlichen Ansatz überführt worden. Bei der Studie war eine im Forschungsprojekt „DemoSens“ errichtete Demonstratoranlage zum Einsatz gekommen, die aus zwei Robotern, einer RGBD-Kamera, einem Leistungsrechner und mehreren sogenannten Endeffektoren besteht.
Batteriepass als Informations- und Datenquelle
Da ein Großteil der benötigten Daten zur Automatisierung der Demontage von Altbatterien noch nicht verfügbar sei, müsse es neben dem Modellansatz der RWTH-Einrichtung, der auf einzelnen automatisierten Schritten beruht, weitere Anstrengungen in Richtung einer Gesamtvalidierung geben, betont PEM-Experte und Studienautor Domenic Klohs. Darüber hinaus solle der Batteriepass als Informations- und Datenquelle weiter ausgebaut werden, vor allem als wichtiger Schritt zur Etablierung homogener Stoffströme für das Recycling. „Für die Weiterentwicklung des Modellansatzes muss ein besonderes Augenmerk auf Datenabweichungen bei beschädigten Batterien, Verformungen, äußeren Einflüssen oder Veränderungen durch Reparaturen gelegt werden“, sagt Klohs.
