Die Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen stellt hohe Anforderungen an die Intralogistik. Die Materialien reagieren empfindlich auf Staub, Feuchtigkeit, Temperatur, Erschütterungen und elektrostatische Entladung, weshalb Fertigung und Materialtransport unter Reinraumbedingungen ablaufen müssen. Für den Betreiber eines großen Batteriewerks in Europa galt es, den innerbetrieblichen Materialfluss in dieser Umgebung zuverlässig, präzise und skalierbar zu organisieren.
Die Umsetzung erfolgt gemeinsam durch SEW-Eurodrive und SYNAOS. SEW-Eurodrive liefert die Hardware: speziell für die Batterieproduktion entwickelte Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) sowie die zugehörige Antriebs- und Systemtechnik. SYNAOS stellt mit der Intralogistics Management Platform die Software für die zentrale Leitsteuerung bereit. In einer gemeinsamen Lösung mit dem Maschinenbauer Tronrud Engineering orchestriert diese Plattform die Fahrzeugflotte über die herstellerübergreifende Schnittstelle VDA 5050.
Die Herausforderung: Materialfluss unter Reinraumbedingungen präzise und flexibel organisieren
In der Batteriezellfertigung herrschen Bedingungen, die mit klassischen Produktionsumgebungen wenig gemein haben. Die Materialien sind hochempfindlich: Staubpartikel, Hitze und Luftfeuchtigkeit können sie ebenso beeinträchtigen wie Erschütterungen, Stöße oder elektrostatische Entladung. Zudem enthalten Lithium-Ionen-Zellen brennbaren Elektrolyt. Entsprechend laufen die Prozesse in kontrollierten Reinraumumgebungen ab – mit konstant niedriger Luftfeuchtigkeit und definierter Raumtemperatur.
Der innerbetriebliche Materialtransport muss diese Bedingungen einhalten und zugleich hohe Lasten bewegen, etwa Kathodenmaterial im Bereich mehrerer hundert Kilogramm. Manuelle Transporte stoßen hier an Grenzen: Sie sind mit dem Eintrag von Partikeln verbunden und bei schweren Lasten unter engen Reinraumvorgaben nur eingeschränkt praktikabel. Gefragt war daher ein automatisierter Materialfluss, der reinraumtauglich ist, schwere Lasten präzise handhabt und Erschütterungen vermeidet.
Hinzu kommt die fehlende Standardisierung: Für Konfiguration und Aufbau von Batteriezellen haben sich bisher keine dominanten Industriestandards etabliert. Fahrzeug- und Batteriehersteller müssen sich entsprechend flexibel aufstellen, und die Intralogistik muss eine wandelbare Fertigung befähigen. Mit wachsender Komplexität der Aufgaben steigt zugleich die Bedeutung eines skalierbaren Zusammenspiels von Hardware und Software, das sich auf weitere Ausbaustufen und Fertigungsbereiche übertragen lässt.
Die Lösung: Reinraumtaugliche FTF und zentrale Leitsteuerung über VDA 5050
Für den Materialtransport unter Reinraumbedingungen setzt SEW-Eurodrive speziell für die Batterieproduktion entwickelte FTF mit einem Aufbau aus Edelstahl ein. Sie sind für Reinraumanwendungen der Klasse ISO 6 ausgelegt und ermöglichen kontrollierte Ein- und Ausschleusprozesse zwischen Weiß- und Graubereichen der Fertigung. Grundlage der Fahrzeuge sind der modulare Automatisierungsbaukasten Movi-C und die Maxolution-Systemlösungen, mit denen sich Materialhandling und -transport an die jeweiligen Anforderungen der Zellfertigung anpassen lassen.
Die mobilen Assistenzsysteme von SEW-Eurodrive verbinden unterschiedliche Fertigungsbereiche und übergeben Lasten von über 1.000 Kilogramm zwischen Fahrzeugen in der geforderten Präzision. In einem der großen Batteriewerke Europas sind in der ersten Ausbaustufe 42 Fahrerlose Transportfahrzeuge unterschiedlicher Bauart im Einsatz; die längste zurückgelegte Strecke beträgt 345 Meter und schließt eine Aufzugfahrt ein.
Die Koordination der Flotte übernimmt die Intralogistics Management Platform von SYNAOS. In einer gemeinsamen Lösung mit dem Maschinenbauer Tronrud Engineering fungiert sie als zentrale Leitsteuerung: Sie orchestriert die Intralogistik in der Produktionsumgebung und dirigiert die mobilen Roboter über die standardisierte, herstellerübergreifende Schnittstelle VDA 5050. Über diese Schnittstelle lassen sich Fahrzeuge unterschiedlicher Bauart in einem System führen – eine Voraussetzung dafür, die Fertigung flexibel zu halten und an veränderte Anforderungen anzupassen.
Das Ergebnis: Automatisierter, reinraumtauglicher Materialfluss im skalierbaren Betrieb
Mit der Kombination aus reinraumtauglichen FTF von SEW-Eurodrive und der zentralen Leitsteuerung von SYNAOS läuft der Materialtransport in der Batteriezellfertigung automatisiert ab. Die Fahrzeuge bewegen schwere Lasten innerhalb der Reinraumvorgaben und reduzieren den manuellen Materialfluss in einer Umgebung, in der jeder Partikeleintrag und jede Erschütterung kritisch ist.
In der ersten Ausbaustufe arbeiten 42 Fahrerlose Transportfahrzeuge unterschiedlicher Bauart im laufenden Betrieb zusammen und decken auch anspruchsvolle Transportwege bis 345 Meter inklusive Ebenenwechsel per Aufzug ab. Die Steuerung über die herstellerübergreifende Schnittstelle VDA 5050 führt diese heterogene Flotte in einem System zusammen. Dadurch bleibt die Fertigung anpassungsfähig gegenüber wechselnden Batteriekonfigurationen und lässt sich auf weitere Ausbaustufen und Anwendungen übertragen.
Für den Anlagenbetreiber entsteht so ein Materialfluss, der die hohen Anforderungen der Reinraumfertigung erfüllt und zugleich mitwächst. Das Zusammenspiel aus spezialisierter Hardware und adaptiver Software bildet die Grundlage, um die Intralogistik bei steigender Komplexität und in weiteren Projektphasen skalierbar zu betreiben.
