Descripción del proyecto
Gemelos digitales para fabricar pilas de iones de litio sin defectos
Las baterías de iones de litio desempeñan un papel crucial en la transición energética de Europa, aunque el dominio de la producción corresponde a China, Corea y Japón. Para contrarrestar esta dependencia, Europa tiene previsto crear 25 nuevas gigafábricas por un importe de 35 000 millones de euros de aquí a 2030. Sin embargo, se prevé que se produzcan defectos en porcentajes que oscilan entre el 15 % y el 30 % durante la fase inicial de aceleración. Como respuesta a esta situación, el equipo del proyecto BATTwin, financiado con fondos europeos, pretende mitigar las tasas de defectos en la producción de baterías aplicando un método integral. Se trata de integrar una capa de adquisición y gestión de datos multisensor, un modelo de datos de pasaporte digital de baterías, gemelos digitales a nivel de proceso y gemelos digitales a nivel de sistema para facilitar la fabricación sin defectos. La plataforma incorpora flujos de trabajo de gemelos digitales centrados en el usuario y orientados a objetivos para guiar a los usuarios en el diseño y control de sistemas.
Objetivo
Li-ion batteries are fundamental components for the energy transition of the European eco-system. Currently Europe lags behind Asia in terms of Li-ion battery cell manufacturing and more than 90% of the world's production takes place in China, Korea and Japan. To overcome this situation, there is an ambitious ramp-up plan of 25 new gigafactories in Europe with an expected value of €35 billion by 2030. However, in the ramp-up phase of these Gigafactories, a massive production of defects is expected, between 15% - 30%. The new European Gigafactories will also bring demand for €150 bn of battery manufacturing equipment. To support this demand, the EU production equipment industry needs to fill the current knowledge gap and gain competitiveness towards Asian providers, grounding on its world-wide leadership in high-tech, green technologies, enhanced by industry 4.0 digital solutions, exploiting the European Zero-Defect Manufacturing paradigm. The objective of BATTwin is to support this scenario by developing a novel Multi-level Digital Twin platform towards Zero-Defect Manufacturing in battery production, that will reduce defect rates in battery production lines. The solution integrates four pillars, namely (i) a multi-sensor data acquisition and management layer, supported by data semantics through a Digital Battery Passport data model, (ii) process-level digital twins, modeling the critical stages of electrode manufacturing, cell assembly and conditioning through multi-physics, data-driven and hybrid approaches, (iii) system-level digital twins, based on simulation and analytical modeling, (iv) user-centric, goal-driven digital twin workflows, increasing the explainability of digital twins and driving the user in system design and control. The approach will be tested in two industrial pilots producing different battery chemistries and geometries, validating the flexibility and scaleability of the approach towards Zero Defect European Gigafactories.
Ámbito científico
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectric batteries
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
- social scienceseconomics and businesseconomicsproduction economics
- natural sciencesmathematicspure mathematicsgeometry
- natural sciencescomputer and information sciencescomputational sciencemultiphysics
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsCoordinador
20133 Milano
Italia
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Participantes (16)
26129 Oldenburg
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75005 PARIS
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Entidad jurídica distinta de un subcontratista que está afiliada o vinculada jurídicamente con un participante. Dicha entidad lleva a cabo su trabajo en las condiciones establecidas en el acuerdo de subvención, proporciona bienes o presta servicios para la acción, pero no firma dicho acuerdo. El tercero acata las normas aplicables a su participante en virtud del acuerdo de subvención en lo que respecta a la subvencionalidad de los costes y el control de los gastos.
75013 Paris
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Entidad jurídica distinta de un subcontratista que está afiliada o vinculada jurídicamente con un participante. Dicha entidad lleva a cabo su trabajo en las condiciones establecidas en el acuerdo de subvención, proporciona bienes o presta servicios para la acción, pero no firma dicho acuerdo. El tercero acata las normas aplicables a su participante en virtud del acuerdo de subvención en lo que respecta a la subvencionalidad de los costes y el control de los gastos.
92800 Puteaux
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Entidad jurídica distinta de un subcontratista que está afiliada o vinculada jurídicamente con un participante. Dicha entidad lleva a cabo su trabajo en las condiciones establecidas en el acuerdo de subvención, proporciona bienes o presta servicios para la acción, pero no firma dicho acuerdo. El tercero acata las normas aplicables a su participante en virtud del acuerdo de subvención en lo que respecta a la subvencionalidad de los costes y el control de los gastos.
75141 Paris
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38000 Grenoble
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10095 Grugliasco
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100 44 Stockholm
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69800 SAINT PRIEST
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1111 Budapest
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145 64 Athens
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58140 Sivas
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LT-01108 Vilnius
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Organización definida por ella misma como pequeña y mediana empresa (pyme) en el momento de la firma del acuerdo de subvención.
74000 Annecy
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Organización definida por ella misma como pequeña y mediana empresa (pyme) en el momento de la firma del acuerdo de subvención.
97828 Marktheidenfeld
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20126 Milano
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Socios (2)
Las organizaciones asociadas contribuyen a la aplicación de la acción, pero no firman el acuerdo de subvención.
CB23 5BN Cambridge
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Organización definida por ella misma como pequeña y mediana empresa (pyme) en el momento de la firma del acuerdo de subvención.
Las organizaciones asociadas contribuyen a la aplicación de la acción, pero no firman el acuerdo de subvención.
S1 2JE SHEFFIELD
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