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150.000 Tonnen weniger Ausschuss pro Jahr: In einem Whitepaper zeigen Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer IPA, welch enorme Effizienzsteigerungen und Kostenvorteile eine konsequent digitalisierte Batteriezellenproduktion bietet. Die entsprechenden Lösungen sind alle bereits entwickelt und in der Praxis erprobt.
Die Batteriezellenproduktion wächst rasant – und produziert enorme Mengen Ausschuss. Im Jahr 2025 wurden weltweit Batterien für Elektrofahrzeuge mit einer Gesamtenergiemenge von 1187 Gigawattstunden hergestellt. Ein Ausschuss von etwa fünf Prozent gilt in der Zellenfertigung bisher noch als unvermeidbar – genug, um rund 790.000 Elektrofahrzeuge mit einer Speicherkapazität von jeweils 75 Kilowattstunden herzustellen. Oder drastischer formuliert: Allein im vergangenen Jahr haben alle Batteriehersteller zusammen etwa 300.000 Tonnen Ausschuss produziert. Das entspricht der Jahresproduktion einer großen Gigafactory. Würde man diesen Ausschuss auf einen Güterzug verladen, wäre dieser ungefähr 110 Kilometer lang.
Dieser Güterzug wäre nur halb so lang, wenn die Batteriezellenfertigung konsequent digitalisiert und von Künstlicher Intelligenz (KI) überwacht würde. Welche Potenziale Digitalisierung und KI erschließen, zeigen nun Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in einem neu erschienenen Whitepaper. Darin fassen sie die wichtigsten Forschungsergebnisse zusammen, die sie selbst seit 2018 im Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) erzielt haben.
Anwendungsfälle für die gesamte Produktion
Ihre Botschaft ist klar: Digitalisierung und Künstliche Intelligenz sind kein optionaler Zusatz, sondern vielmehr der entscheidende Hebel, mit dem die deutsche und europäische Batteriezellenfertigung weltweit wettbewerbsfähig wird. Denn sie helfen, Ausschuss zu reduzieren, Prozesse zu stabilisieren und Produktionskosten zu senken. Berechnungen zeigen, wie groß dieser Effekt sein kann: In einer Gigafactory mit einer jährlichen Produktionskapazität von 40 Gigawattstunden lassen sich die Produktionskosten mit ausgewählten digitalen Anwendungen pro Jahr um bis zu 30 Millionen US-Dollar senken.
Die Anwendungsfälle, die die Forscherinnen und Forscher in ihrem Whitepaper beschreiben, decken die gesamte Produktion ab – vom Hochlauf neuer Fabriken über die Qualitätssicherung bis hin zur Instandhaltung von Maschinen und Anlagen. Sie zeigen, wie sich Produktions- und Maschinendaten so verknüpfen lassen, dass Abläufe transparent und damit besser steuerbar werden. Ein Beispiel ist der Einsatz intelligenter Analysen, die Abweichungen in der Produktion frühzeitig erkennen und Ausschuss reduzieren. Ein anderes Beispiel sind digitale Modelle, mit denen sich Produktionsprozesse bereits vor dem realen Betrieb optimieren lassen. Auch für die vorausschauende Wartung von Anlagen und die Einhaltung neuer regulatorischer Anforderungen – etwa durch den europäischen Batteriepass – liefern digitale Lösungen entscheidende Beiträge.
Digitalisierung macht komplexe Prozesse transparent
»Die Digitalisierung ermöglicht es erstmals, komplexe Produktionsprozesse bis ins Detail
zu verstehen und aktiv zu steuern«, sagt Johannes Wanner, Geschäftssegmentleiter Batteriesysteme am Fraunhofer IPA. »Das eröffnet Unternehmen die Chance, ihre Produktion schneller hochzufahren, Kosten zu senken und gleichzeitig nachhaltiger zu wirtschaften.« Für Deutschland und Europa ist das ein strategischer Vorteil. Denn eine international wettbewerbsfähige Batteriezellenproduktion gilt als Schlüssel für die Energie- und Mobilitätswende.
Durch den gezielten Einsatz digitaler Technologien kann die heimische Industrie ihre Zellqualität steigern, Ausschuss reduzieren und ihre eigenen Wertschöpfungsnetzwerke stärken. Das Whitepaper zeigt, dass dafür bereits heute konkrete Lösungen verfügbar
sind. Die Autorinnen und Autoren haben sie in Zusammenarbeit mit der Industrie selbst im Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion entwickelt und erprobt.
Dr.-Ing. Johannes Wanner | Telefon +49 711 970-3648 | johannes.wanner@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA | www.ipa.fraunhofer.de
https://www.ipa.fraunhofer.de/de/Publikationen/studien/digitalization-and-ai-in-... - das Whitepaper steht kostenlos zum Download zur Verfügung
Das Whitepaper »Digitalization and AI Applications in Battery Cell Manufacturing – From Concept to A ...
Copyright: Fraunhofer IPA
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter
Energie, Informationstechnik, Maschinenbau
überregional
Forschungs- / Wissenstransfer
Deutsch
Das Whitepaper »Digitalization and AI Applications in Battery Cell Manufacturing – From Concept to A ...
Copyright: Fraunhofer IPA
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