Aktuelle Forschungsprojekte

Ziel des Projekts »Quaze« ist es, durch ein neues Prüfverfahren Batteriedefekte möglichst früh im Produktionsprozess zu erkennen. | Laufzeit: 04/2023 - 03/2026

Inhomogenitäten in Batteriezellen wirken sich negativ auf die Lebensdauer aus und gefährden einen sicheren Betrieb. Aktuell fehlt es in der Batteriezellproduktion an geeigneten Detektionsmöglichkeiten, um solche Mängel zuverlässig, schnell und kostengünstig zu identifizieren. Im Rahmen des Forschungsprojekts »SAMBA« wird ein Ultraschall-basiertes zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Untersuchung von Batteriepouchzellen für die Qualitätssicherung entwickelt. Mithilfe von Scanning Acoustic Microscopy (SAM) werden Bilddaten erzeugt, die anschließend durch eine automatisierte KI-basierte Auswertungsroutine analysiert werden. Ziel des Projekts ist der Aufbau eines Demonstrators zur stichprobenartigen schnellen Analyse von Pouchzellen und dessen Erprobung in einer realen Einsatzumgebung. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2026

Das Projekt »BetterBat« befasst sich mit der Schnittstelle zwischen der Batterietechnologie und deren potenzieller Nutzung in einer Anwendung. »BetterBat« rückt somit explizit die Anwenderseite und deren systemische anwendungsspezifische Anforderungen in den Fokus der Betrachtung, wodurch eine zielorientierte Forschung und Entwicklung ermöglicht, die time-to-market entsprechend verkürzt und das Risiko eines Verfehlens von Marktanforderungen reduziert werden sollen. »BetterBat« soll dabei etwa Antworten auf folgende Fragen bieten: Für welche Anwendungen kommen heute oder zukünftig batterieelektrische Lösungen in Frage? Welche Batterietechnologie passt zu welcher Anwendung? Welche Stärken und Schwächen ergeben sich daraus und wo müsste ggf. noch weiter geforscht oder gefördert werden? Die notwendigen Arbeitspakete zur Beantwortung dieser Fragen sind in nachfolgender Abbildung schematisch dargestellt. | Laufzeit: 03/2021 - 02/2024

Die Festkörperbatterie (Allsolidstate battery, ASSB), hat in den Bereichen Nachhaltigkeit, Leistungsfähigkeit sowie Sicherheit enormes Potential, und kann die LithiumIonen Batterie mit Flüssigelektrolyt in einigen Marktsegmenten herausfordern oder sogar ersetzen. Nachhaltige und leistungsfähige Batterien sind ein Schlüsselfaktor in der Energiewende sowie in der Transformation der Verkehrssektoren. Um einen relevanten Beitrag zu leisten, müssen Batterien für den breiten Markt tauglich und somit bezahlbar sein. Besonders bei den Aktivmaterialien gibt es Möglichkeiten die ASSB voranzutreiben. Daher beschäftigen wir uns im Projekt »COFFEE« damit, Aktivmaterial herzustellen, das in Kombination mit der ASSB-Technologie die E-Mobilität von morgen nachhaltiger und für jedermann bezahlbar macht. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2025

Projekt im Geschäftsfeld: Wasserstofftechnologien und Elektrische Energiespeicher; Thema: Batteriezelltechnologie; Laufzeit: 01/2022 - 12/2024

Projekt im Geschäftsfeld: Leistungselektronik, Netze und Intelligente Systeme; Thema: Leistungselektronik und Netzintegration; Laufzeit: 04/2023 - 03/2026

Für die Erreichung der Klimaschutzziele ist, neben dem Ausbau der erneuerbaren Erzeugung, für einen stabilen Systembetrieb zu jedem Zeitpunkt, die Übernahme umfangreicher Systemdienstleistungen sowie essenzielle Eigenschaften, wie etwa die Bildung des Netzes, durch erneuerbare und Speicherkraftwerke notwendig. Um sicherzustellen, dass dieses netzbildende Verhalten in allen Netzzuständen den Anforderungen für einen stabilen Systembetrieb entsprechen werden neue Nachweisverfahren notwendig. Das Fraunhofer ISE entwickelt gemeinsam mit seinen Partnern ein entsprechendes Verfahren und testet dieses mit verscheiden netzbildenden Geräten. Daraus werden einerseits Optimierungen des Nachweisverfahrens abgeleitet, auch wird ein umfangreicher Marktüberblick über den aktuellen Stand der Technik netzbildender Wechselrichter möglich. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2024

Projekt im Geschäftsfeld: Leistungselektronik, Netze und Intelligente Systeme; Thema: Leistungselektronik und Netzintegration; Laufzeit: 01/2023 - 12/2026

Im Projekt werden technisch, ökonomisch und architektonisch vorteilhafte Grund- oder Normallösungen für die Solarisierung der Gebäudehülle erarbeitet und digital bereitgestellt. Die Lösungen werden allen Interessierten zur Verfügung gestellt. | Laufzeit: 01/2023 - 12/2025

Im Zeitalter der Digitalisierung stellt sich die Frage wie etablierte Drucktechnologien wie das Flachbett-Siebdruckverfahren in den digitalen Raum überführt werden können. Zentrale Herausforderungen wie die Reduktion der Strukturbreiten oder die Maximierung des Produktionsdurchsatzes könnten mit Hilfe eines digitalen Zwillings kostengünstiger und schneller bearbeitet werden. Das skizzierte Vorhaben stellt einen Ansatz zur Digitalisierung des Flachbett-Siebdruckverfahrens dar und beinhaltet die Optimierung der Produktionsparameter mittels CFD-Simulation und künstlicher Intelligenz, sowie die Einbindung eines Feedback-Loops zur Live-Prozesskontrolle und -anpassung. Das Projektkonsortium deckt einen breiten Bereich der Produktionskette ab und ermöglicht somit eine optimale Zusammenarbeit. | Laufzeit: 04/2023 - 03/2026