Descrizione del progetto
Una produzione di celle per batterie agli ioni di litio a zero difetti grazie ai gemelli digitali
Le batterie agli ioni di litio svolgono un ruolo cruciale nella transizione energetica dell’Europa; tuttavia, la loro produzione è dominata da Cina, Corea e Giappone. Al fine di contrastare questa dipendenza, entro il 2030 si prevedono di creare 25 nuove gigafabbriche europee, per un valore di 35 miliardi di euro. Ciononostante, secondo le previsioni durante la fase iniziale di avvio si presenteranno difetti a tassi compresi tra il 15 e il 30%. In risposta a questa problematica, il progetto BATTwin, finanziato dall’UE, mira a ridurre i tassi di difettosità nella produzione di batterie implementando un approccio di tipo globale che comporta l’integrazione di un livello di acquisizione e gestione dei dati multisensore, di un modello di dati basato sul passaporto digitale delle batterie, di gemelli digitali a livello di processo e di gemelli digitali a livello di sistema per facilitare la produzione a zero difetti. La piattaforma incorpora flussi di lavoro per gemelli digitali incentrati sull’utente e orientati agli obiettivi allo scopo di guidare gli utenti nella progettazione e nel controllo del sistema.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectric batteries
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
- social scienceseconomics and businesseconomicsproduction economics
- natural sciencesmathematicspure mathematicsgeometry
- natural sciencescomputer and information sciencescomputational sciencemultiphysics
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsCoordinatore
20133 Milano
Italia
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Partecipanti (16)
26129 Oldenburg
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75005 PARIS
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Soggetto giuridico diverso da un subappaltatore che è affiliato o legalmente collegato a un partecipante. Il soggetto svolge le attività secondo le condizioni stabilite nell’accordo di sovvenzione, fornisce beni o servizi per l’azione, ma non ha sottoscritto l’accordo di sovvenzione. Una terza parte rispetta le regole applicabili al suo partecipante correlato ai sensi dell’accordo di sovvenzione per quanto riguarda l’ammissibilità dei costi e il controllo delle spese.
75013 Paris
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Soggetto giuridico diverso da un subappaltatore che è affiliato o legalmente collegato a un partecipante. Il soggetto svolge le attività secondo le condizioni stabilite nell’accordo di sovvenzione, fornisce beni o servizi per l’azione, ma non ha sottoscritto l’accordo di sovvenzione. Una terza parte rispetta le regole applicabili al suo partecipante correlato ai sensi dell’accordo di sovvenzione per quanto riguarda l’ammissibilità dei costi e il controllo delle spese.
92800 Puteaux
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Soggetto giuridico diverso da un subappaltatore che è affiliato o legalmente collegato a un partecipante. Il soggetto svolge le attività secondo le condizioni stabilite nell’accordo di sovvenzione, fornisce beni o servizi per l’azione, ma non ha sottoscritto l’accordo di sovvenzione. Una terza parte rispetta le regole applicabili al suo partecipante correlato ai sensi dell’accordo di sovvenzione per quanto riguarda l’ammissibilità dei costi e il controllo delle spese.
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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L’organizzazione si è definita una PMI (piccola e media impresa) al momento della firma dell’accordo di sovvenzione.
74000 Annecy
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L’organizzazione si è definita una PMI (piccola e media impresa) al momento della firma dell’accordo di sovvenzione.
97828 Marktheidenfeld
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20126 Milano
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Partner (2)
CB23 5BN Cambridge
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L’organizzazione si è definita una PMI (piccola e media impresa) al momento della firma dell’accordo di sovvenzione.
S1 2JE SHEFFIELD
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