Die Elektromobilität ist auf dem Vormarsch. Obwohl dieser Trend schon lange in Deutschland prognostiziert war, gibt es noch viele offene Fragen rund um die Lithium-Ionen-Batterien: Wie könnte beispielsweise eine sichere Lagerung oder die umwelt- und fachgerechte Nachnutzung und Verwertung aussehen? In fünf beispielhaften Projekten unterstützt das »Innovationslabor für Batterie-Logistik in der E-Mobilität« Unternehmen nun ganz konkret dabei, heute noch vorhandene Lücken in der Batterielogistik zu schließen.
In vier Transferprojekten arbeitet das Innovationslabor des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML mit insgesamt fünf Unternehmen aus ganz Deutschland zusammen. Die Projekte sind im Mai gestartet, erste Ergebnisse werden im Herbst erwartet. Die Unternehmen erhalten dabei die Gelegenheit, sich für den wachsenden Markt im Bereich Batterielogistik richtig aufzustellen oder eigene Entwicklungen voranzutreiben.
»Die Logistik rund um den Verbrennungsmotor hat sich auch nicht von heute auf morgen, sondern als Ergebnis einer Kombination aus technologischem Fortschritt, wirtschaftlichen Bedürfnissen und gesellschaftlichen Veränderungen Schritt für Schritt entwickelt. Die Herausforderung beim Antrieb der Zukunft ist angesichts der Verpflichtungen, dem Klimawandel entgegenzuwirken, deutlich größer: Hier müssen wir schneller sein«, erklärt Dr. Arkadius Schier, Projektleiter des Innovationslabors und stellvertretender Leiter der Abteilung Software & Information Engineering am Fraunhofer IML. »Deshalb ist es erfreulich zu sehen, dass gerade auch schon viele kleinere und mittelständische Unternehmen die Chance erkannt haben, die ihnen die Batterielogistik bietet.«
Thematisch sind die vier Transferprojekte breit aufgestellt:
- Anders als bei Elektroautos steckt die Produktion von elektrifizierten Sattelaufliegern für Lkw noch in den Kinderschuhen: Ein Leitfaden zur Produktionsumgebung von eTrailern soll die enormen Vorteile abbilden, z. B. die Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeitsaspekte.
- In einem weiteren Projekt arbeiten die Forschenden an einer Open-Source-Lösung eines EU-Batteriepasses, sodass jede Fahrzeugbatterie ab 2027 mit logistikrelevanten Informationen ausgestattet wird.
- Außerdem testen die Forschenden ein bildgebendes Verfahren für eine 3D-Rötgenuntersuchung, um den Zustand von Batterien zu untersuchen und den Grundstein für eine automatisierte Qualitätsbestimmung zu legen.
- Eine weitere Fragestellung widmet sich den versiegelten Batteriegehäusen, die für die Nachnutzung oder das Recycling geöffnet werden. Der aktuell mechanische Trennprozess soll auf ein nachhaltigeres Laserschneidverfahren übertragen werden, was nicht nur die Sicherheit der Mitarbeitenden erhöht, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der Entsorgungsunternehmen.
Aus einem weiteren Projekt liegen Ergebnisse bereits vor: Die Forschenden des Innovationslabors hatten einen weltweiten Anbieter von Elektroniklösungen dabei unterstützt, einen Gassensor zur Erkennung von kritischen Batteriezuständen weiterzuentwickeln. Der Sensor erkennt nun mit Künstlicher Intelligenz angelernte Gaszusammensetzungen und ist in der Lage, das thermische Durchgehen (»Thermal Runaway«) einer kritischen Lithium-Ionen-Batterie mit Beschädigung der Außenhülle bis zu 30 Minuten vor dem Eintreten zu erkennen.
Das Innovationslabor Batterie-Logistik ist ein Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML, das mit insgesamt 5,2 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Wissenschaftliche Partner sind das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut HHI sowie die Universität Leipzig. Zu den weiteren Partnern gehören Mercedes-Benz Energy, Remondis, Rhenus Logistics sowie VdS. In dem Projekt wird ein Konzept für die Logistik von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, das sich über die gesamte Lieferkette erstreckt. Vor dem Hintergrund immer knapper werdender Rohstoffe und teurer Ressourcen liegt ein Schwerpunkt auf der Nachnutzung und Verwertung von Batterien aus Elektroautos.
Text: Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML