Eureka- Digital Battery Production Passport for Circular Value Creation – Digitaler Batterie-Produktionspass für die Kreislaufwirtschaft (BatProPass)

Motivation
Die industrielle Batteriezellfertigung ist eine Schlüsseltechnologie der Energiewende. Stand der Technik sind energieintensive End-of-Line-Tests mit hohem Ausschuss und wenig Feedback zur Qualität. Prozessdaten verbleiben ungenutzt in Insellösungen während der Druck durch die Forderung nach CO2-Bilanzierung, Kreislaufwirtschaft und dem Digitalen Produktpass der EU (DPP) wächst. Das Potenzial besteht in einem Battery Production Passport (BPP), der Prozessparameter mit Modellen, digitalen Zwillingen und Umweltbewertung verknüpft, um Risiken früh zu erkennen, Tests zu reduzieren und Kosten sowie Emissionen zu senken.

Ziele und Vorgehen
Ziel des Eureka-Forschungsprojekts BatProPass ist die Entwicklung eines BPP, der Produktionsdaten entlang der Prozesskette integriert, modellbasiert auswertet und für prädiktive Qualitätskontrolle im Produktionsprozess sowie Nachhaltigkeitsbewertungen nutzbar macht. Hierzu wird eine standardisierte, anlagenübergreifende Datenerfassung aufgebaut und über eine gemeinsame Ontologie interoperabel verknüpft. Darauf aufbauend werden hybride Modelle erarbeitet, die physikbasierte Batterie- und Alterungsmodelle mit Machine-Learning-Ansätzen kombinieren, um Qualitätsrisiken frühzeitig zu prognostizieren. Ergänzend wird eine parametrische Lebenszyklusanalyse (LCA) integriert. Die Methoden werden in bestehende Produktionslinien eingebunden und anhand zentraler Prozessparameter in realer Fertigungsumgebung validiert.

Innovationen und Perspektiven
Digitale Zwillinge, Produktionsdatenerfassung und Lebenszyklusanalysen existieren bislang überwiegend als getrennte Ansätze. BatProPass integriert diese erstmals in einer produktionsnahen Plattform und verknüpft sie mit prädiktiver Qualitätskontrolle sowie DPP-fähigen Datenstrukturen. Die Innovation ist die Echtzeit-Verknüpfung von Produktions-, Qualitäts- und Nachhaltigkeitsdaten sowie deren Nutzung zur aktiven Prozesssteuerung. So entsteht ein validierter BPP-Prototyp, der Defektprognosen, transparente CO2- und Energiekennzahlen sowie strukturierte Datenbereitstellung in globalen Wertschöpfungsketten ermöglicht.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Gamma Technologies GmbH