Elektromobilität Siemens und Voltaiq: Partnerschaft für höhere Batteriequalität

Die Batterie ist die Schlüsselkomponente in jedem Elektrofahrzeug – mit ihr steht und fällt der Erfolg der Elektromobilität. Bei steigender Nachfrage muss die Batteriequalität stimmen. Im Rahmen dessen sind Siemens und das Batterietechnologie-Unternehmen Voltaiq eine Partnerschaft eingegangen, um die Produktion von Batteriezellen für Stromer zu optimieren.

Der weltweite Batteriemarkt wächst jährlich um 34 Prozent, so die Unternehmensberatung Roland Berger. Rund 80 Prozent der Nachfrage im Bereich der Lithium-Ionen-Batterien entfallen dabei auf Elektrofahrzeuge. Die steigende Nachfrage nach Batterien zieht zahlreiche Herausforderungen in puncto Qualität, Kosten, Abfälle und Produktionseffizienz nach sich. Vor diesem Hintergrund haben Siemens und Voltaiq eine Kooperation geschlossen, um die Batterieherstellung zu beschleunigen und Fehler bereits in einem frühen Stadium des Produktionszyklus zu entdecken und zu eliminieren.

Beide Unternehmen haben gemeinsam eine Lösung erarbeitet, die den Insights Hub von Siemens und die Enterprise Battery Intelligence, kurz EBI, von Voltaiq kombiniert. Damit will man eine Skalierung des Betriebs ermöglichen, von der Entwicklung bis hin zu großen Produktionslinien.

Problemfelder adressieren

Die Kooperation von Siemens und Voltaiq bezieht sich auf folgende Punkte:

• Qualitätskontrolle: Es muss gewährleistet werden, dass jede Batterie die Leistungs- und Sicherheitsstandards erfüllt. Schwankungen bei den Herstellungsbedingungen führen oftmals zu einer unterschiedlichen Batteriequalität. Aus diesem Grund ist es essenziell, eine strenge Qualitätskontrolle durchzuführen – und zwar während der gesamten Produktion. „Wettbewerbsfähig zu sein, heißt nicht nur die Kosten zu optimieren und am Material und Design zu arbeiten“, erklärte Tal Sholklapper, CEO und Mitbegründer von Voltaiq im House of Journalists, das während der CES in Las Vegas stattfand. „Hersteller müssen natürlich auch die entsprechende Energiedichte für ihren Energiespeicher erzielen und eine sichere Nutzung garantieren.“

• Steigerung der Produktion: Als eine der größten Herausforderung gilt die Steigerung der Batterieproduktion, um der wachsenden Nachfrage für Stromer nachzukommen. Dabei dürfen weder Qualität noch Effizienz leiden.

• Prozesseffizienz und Entsorgungsaufwand: „Batterien herzustellen, beinhaltet komplexe chemische Prozesse und diese sind nicht einfach zu steuern“, betonte Eli Leland, CTO und Mitbegründer, Voltaiq. Ergebnis: Die Batterieproduktion führt zu hohen Ausschussraten und Ineffizienzen. „Hersteller müssen diese Prozesse optimieren, um die Ausbeute an Batteriezellen zu erhöhen und damit weniger Müll zu produzieren. Sie müssen die Gesamteffizienz verbessern und dabei sowohl Kosten- als auch Umweltaspekte miteinander in Einklang bringen“, so Leland.

• Kosten: Auch wenn die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien mittlerweile gesunken sind, ist der Energiespeicher nach wie vor die teuerste Komponente in einem Stromer. Daher ist eine Kostenminimierung unabdingbar. Dazu zählen die Kosten für Rohstoffe, Fertigungsprozesse und Technologieentwicklung.

Batterieproduktion optimieren

Die Kombination des Insights Hub von Siemens und den batteriespezifischen Überwachungs-, Visualisierungs- und Analysefunktionen von Voltaiq stellen eine End-to-End-Lösung für das Management und die Optimierung der Batteriezellenfertigung dar. Damit wollen die Partner dazu beitragen, die Herausforderungen in der kritischen Endbearbeitungsphase der Batterieproduktion zu lösen. Die Lösung soll nach Herstelleraussagen dazu beitragen, Anomalien in den Zellen in einem frühen Stadium des Produktionszyklus zu erkennen. Wie sieht das im Detail aus? EBI ermöglicht es, die Closed-Loop-Analytik von Insights Hub in Kombination mit Signalen in elektrochemischen Daten und Fertigungsdaten einzusetzen, um Batterieprobleme in Echtzeit zu erkennen. „Vorgelagerte Probleme können so früher im Prozess korrigiert, was die Batteriequalität und -ausbeute verbessert und gleichzeitig zu einem schnelleren Scale-up beiträgt“, so Tal Sholklapper und unterstreicht: „Durch den schnelleren Zugang zu datengesteuerten Batterieerkenntnissen lässt sich ein messbarer ROI für Batterieprogramme erzielen.“ Raymond Kok, SVP und Managing Director, Cloud and Edge Foundational Services, Siemens Digital Industries CTO ergänzt: „Am Ende des Tages wird eine Batterie – ob in einem Elektroauto oder einem anderen Gerät – an ihrer Performance gemessen. Unsere Lösung wird zu einer neuen Ära in der Batterieproduktion beitragen.“ (se)

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