Druhý život bateriím
Cesta, jak dát „druhý život“ bateriím
Najít řešení, které by zajistilo druhotné využití bateriových článků z elektromobilů. A přitom vyvinout flexibilní produkční linku, která by využívala principů Průmyslu 4.0. Tak znělo zadání, jež dostaly výzkumné týmy z Českého centra informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) a žďárské inženýrské společnosti DEL. Projekt, jehož zadavatelem je slovenská společnost ZTS - Výskum a Vývoj a.s., propojuje akademický sektor s praxí a má velký přesah i do oblasti ekologické udržitelnosti. První výstupy projektu mohla odborná veřejnost ocenit na nedávném Dni otevřených dveří pro Průmysl 4.0 na CIIRC v Praze.
Autor: DEL, a.s.
„Naše řešení se zaměřuje na druhotné využití baterií z elektromobilů, které již výkonnostně nestačí, ale mají stále dostatečné parametry, aby mohly sloužit například v bateriových úložištích.“
Bateriová revoluce
Petr Musil vysvětluje, že trh s použitým bateriemi dynamicky roste. Nachystat tedy produkční řešení, které by zajistilo retrofiting baterií, omezilo přitom nutnost využití nebezpečné manuální práce a zajistilo tak bateriím „druhý“ život, je podle něj nejen ekonomicky, ale i ekologicky důležité. „Pojmy jako recyklace, snížení uhlíkové stopy, šetření přírodními zdroji či udržitelnost nejsou v tomto projektu prázdnými pojmy,“ připomíná Petr Musil a dodává zajímavost: „Jako zkušený integrátor technologických řešení, který dodává komplexní projekty v oblasti robotizace, se většinou potkáváme se zadáním, které má dát finální produkt dohromady - tedy jej „smontovat“. Tady je to naopak. Výsledkem našeho snažení je vysoce flexibilní linka, která má na starost kompletní demontáž, tedy „delaboraci“ baterií s tím, že linka zároveň umí identifikovat bateriové články vhodné pro další využití. Podle něj je DEL součástí projektu kvůli svým téměř 30letým zkušenostem integrátora v oblasti automatizace a robotizace.
„Základem linky jsou dnes dvě robotická pracoviště. První zajišťuje demontáž bateriového celku s tím, že šroubovací robot si na základě předdefinovaného modelu umí poradit z různými typy baterií. Druhé (manipulační) pracoviště pak zajistí proměření kapacity konkrétních článků a jejich roztřídění na ty, které bude možno dále využívat a ty ostatní.“
Flexibilní demontáž
Projekt pomalu směřuje k produkčnímu řešení. Předtím však v prostorách RICAIP Testbedu Praha vyrostlo první prototypové pracoviště. To má ze strany CIIRC na starosti Petr Kadera. Podle něj bylo v prvním kroku nutné zjistit, jak vlastně jednotlivé baterie vypadají. Tak, aby bylo možné navrhnout vhodný technologický postup. „Problémem je, že v tuto chvíli nejsou baterie nijak standardizované. Každý výrobce používá jiný typ, každý je jinak náročný na demontáž,“ vysvětluje tlak na variabilitu a flexibilitu Petr Kadera. Zároveň dodává, že se při hledání řešení soustředili na jednoduchost, univerzálnost a také ekonomiku projektu. Snahou tak bylo omezit počet nutných robotických pracovišť na minimum a také funkční logistika. „Základem linky jsou dnes dvě robotická pracoviště. První zajišťuje demontáž bateriového celku s tím, že šroubovací robot si na základě předdefinovaného modelu umí poradit z různými typy baterií. Druhé (manipulační) pracoviště pak zajistí proměření kapacity konkrétních článků a jejich roztřídění na ty, které bude možno dále využívat a ty ostatní,“ vysvětluje Petr Kadera s tím, že pro logistiku v rámci linky byly zvoleny autonomní vozíky. Samozřejmostí je pak využití MES výrobního systému pro řízení a sběr dat.
Hlavním „výzkumným“ výsledkem celé snahy je návrh variabilní virtuální továrny. „Pokud si zadáte základní data týkající se počtu a typu baterií na vstupu, systém Vám i za pomoci AI navrhne vhodné rozvržení (layout) továrny přesně podle vašich požadavků,“ shrnuje Petr Kadera z CIIRC. Jeho kolega Petr Musil ze společnosti DEL pak přidává „fyzický“ výsledek: „Na konci je kompletně rozebraný bateriový celek. Bateriové články, které je možno dále využít, čeká „druhý život“ například v bateriových úložištích. Zbývající materiál míří k recyklaci a pouze malý zbytek pak k ekologické likvidaci.“ Dohromady pak řešení ukazuje cestu, kterou se má výrobní průmysl v budoucnu ubírat. Cestu, která je lemována pojmy jako flexibilita, variabilita, univerzálnost či důraz na ekologickou udržitelnost.
Petr Musil ze společnosti DEL a Petr Kadera z CIIRC úspěšně prezentovali téma druhotného využití baterií z elektromobilů na květnovém Dnu otevřených dveří NCP 4.0.
