Automationspraxis 01.2024
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_Industrie 4.0<br />
Automation für die Kreislaufwirtschaft in der Elektromobilität<br />
Demobat erforscht<br />
Batterie-Demontage<br />
Wie lassen sich Batterien aus Elektroautos sinnvoll recyceln? Das Forschungsprojekt<br />
Demobat beschäftigt sich mit der industriellen Demontage von Batteriemodulen<br />
und E-Motoren.<br />
Zunächst geht es um das Testen der Batterien sowie<br />
Temperaturanalysen, um Zellkapazitäten oder<br />
Alterserscheinungen zu erkennen. Für die Handhabung<br />
sind im Demobat-Projekt roboterbasierte<br />
Demonstratoren sowie neue Werkzeuge für das<br />
Greifen und Lösen von Objekten entwickelt worden.<br />
Eine leistungsstarke Bildverarbeitung erkennt<br />
Schrauben oder Kabel auch unter schwierigen Bedingungen,<br />
beispielsweise wenn sie verrostet sind.<br />
Von insgesamt 25 Technologien sind acht als Demonstrations-<br />
und Erprobungsroboterwerkzeuge<br />
aufgebaut worden und könnten in dieser Form im<br />
industriellen Dauerbetrieb eingesetzt werden.<br />
Roboter und 3D-Vision im Einsatz<br />
Für die Handhabung sind<br />
im Projekt Demobat roboterbasierte<br />
Demonstratoren<br />
sowie neue<br />
Werkzeuge für das Greifen<br />
und Lösen von Objekten<br />
entwickelt worden.<br />
Bisher werden ausgediente Batterien meist<br />
einfach geschreddert. Das widerspricht einer<br />
nachhaltigen Kreislaufwirtschaft und<br />
ist mit hohen Kosten sowie Gefahren verbunden.<br />
Deshalb ist eines der Projektziele von Demobat,<br />
die einzelnen Komponenten von E-Autos mithilfe<br />
neuer Konzepte und Werkzeuge so aufzubereiten,<br />
dass die Rohstoffe z. B. in Photovoltaik-Zwischenspeichern<br />
oder als Ersatzteile weiterverwendet<br />
werden können.<br />
Hierfür ist insbesondere die Frage entscheidend,<br />
wie Batterien manuell oder roboterbasiert demontierbar<br />
und somit recycelfähig werden. Herausfordernd<br />
hierbei ist, dass die Batterien je nach Automarke<br />
unterschiedlich aufgebaut sind und es daher<br />
skalierbare bzw. schnell adaptierbare Lösungen<br />
braucht.<br />
Bild: Fraunhofer IPA<br />
Für einen effizienten Wertschöpfungskreislauf<br />
muss eine mechanische Trennung und Rückführung<br />
der Bestandteile im Batteriepack durchgeführt<br />
werden. Wasserbasiertes Recycling ist eine<br />
neuartige Form der direkten Wiedergewinnung<br />
von Schwarzmasse, die wertvolle Metalle wie Lithium,<br />
Mangan, Cobalt und Nickel enthält.<br />
Für Industrieroboter wurden im Demobat-Projekt<br />
spezialisierte Werkzeuge entwickelt, um elektrische<br />
Antriebsaggregate automatisch zu demontieren. Um<br />
Kollisionen des Roboters mit nicht oder unvollständig<br />
demontierten Bauteilen zu verhindern, erfolgt nach jedem<br />
Demontageschritt eine Erfolgskontrolle über<br />
Sensoren und 3D-Kamerasysteme. Eine anschließende<br />
Signalübertragung an die zentrale Prozesssteuerung<br />
gewährleistet einen sicheren Prozessablauf.<br />
Die in Demobat entwickelten Technologien bilden<br />
die Grundlage für den Aufbau eines Erprobungszentrums<br />
samt Showroom. Hier sollen Unternehmen<br />
beispielsweise Batterien testen oder eine verbesserte<br />
Wiederaufbereitung der Schwarzmasse<br />
erproben können.<br />
↓<br />
Fraunhofer IPA<br />
www.ipa.fraunhofer.de<br />
16 März 2024
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