Digitalisierung in Batterieforschung und -produktion

Im Geschäftsfeldthema »Digitalisierung in Batterieforschung und -produktion« nutzen wir die im Rahmen unserer Forschungsarbeit generierten, umfangreichen Datenmengen, um innovative digitale Angebote zu entwickeln. Hierfür bauen wir die benötigte digitale Infrastruktur aus, erstellen Schnittstellen und definieren Standards für ein Forschungsdatenmanagement gemäß dem FAIR-Prinzip (findable, accessible, interoperable, reusable). Dies ermöglicht uns eine effiziente Verarbeitung, Aggregation und Verknüpfung von Daten entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette. Unsere Ansätze reichen von der Materialentwicklung über die Produktion bis hin zum Betrieb und zur 2nd-Life-Qualifizierung. In diesem Kontext entwickeln wir neue Tools und Services zur Datenanalyse und -visualisierung.

Wir erarbeiten maßgeschneiderte Lösungen für die automatisierte Dokumentation und Datenverarbeitung und setzen fortgeschrittene statistische Methoden und künstliche Intelligenz (KI) auf Datenmengen verschiedener Größe ein. Dabei adressieren wir aktuelle Fragestellungen aus der Batterieforschung und kombinieren unser tiefgreifendes Domänenwissen mit Kompetenzen im Bereich Data Science und Software Engineering.

Diese Aktivitäten ermöglichen es uns, neue datenbasierte Angebote für die industrielle Auftragsforschung und Verbundprojekte zu erstellen. So können wir etwa in unseren umfangreichen Datenbeständen spezifische Zusammenhänge zwischen einzelnen Datenpunkten entlang der Batteriewertschöpfungskette ermitteln und analysieren.
Unsere Angebote richten sich an Unternehmen aller Größen, wobei wir einen besonderen Fokus auf kleine und mittlere Unternehmen (KMU) legen. Unsere Zielgruppen umfassen Batteriezell-, -modul- und -systemhersteller, Batterieanwender inklusive Second-Life, sowie die Banken- und Versicherungsbranche.

Arbeitsgebiete

Im Thema »Digitalisierung in Batterieforschung und -produktion« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

Digitale Infrastrukturen für Produktions- und Forschungsdaten

Forschungsdatenmanagement

Digitale Tools und Services

Datenanalyse mit Methoden der künstlichen Intelligenz

Unsere Hard- und Softwareausstattung

Hardware

  • Mehrere leistungsstarke Workstations mit schnellen CPUs und GPUs
  • Mehrere virtuelle Microsoft-Windows-Terminalserver für mittlere rechnerische Anforderungen
  • Zugang zu einem großen Hochleistungs-Linux-Cluster für hohe rechnerische Anforderungen
    • 23 CPU Nodes mit etwas über 700 echten Kernen
    • 8500 GB RAM
    • 7 GPU Nodes mit Nvidia A100 und H100 Tensor Core GPUs

Softwaretools

  • Simulationssoftware wie Comsol, Relaxis, Match und Diamond
  • Datenmanagement-Tool OpenBIS für FAIRE Datenspeicherung
  • Werkzeuge wie GitLab, JupyterHub, Grafana, Docker, Citavi, Redmine Projektmanagement, Apache NiFi

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

 

Zentrum für elektrische Energiespeicher

Von neuartigen Materialien und Produktionstechnologien für Batteriezellen über den Batteriesystemaufbau und Sicherheitsprüfungen bis hin zur Integration – das »Zentrum für elektrische Energiespeicher« bietet eine einzigartige Forschungsinfrastruktur entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien.

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

BatterieDigital_real

Pilotprojekt zum Fraunhofer Forschungsdatenraum

 

SAMBA

Scanning Acoustic Microscopy-basierte Batterie-Analyse

 

Quaze

Optisches Prüfverfahren zur Qualitätsbestimmung von Batteriezellen