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Einleitung
Die Europäische Union (EU) hat in den letzten Jahren ihre Bemühungen für den Übergang zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Wirtschaft intensiviert. Dabei spielt die Förderung der Elektromobilität und die Entwicklung von umweltfreundlichen Batterien für verschiedene Anwendungen eine zentrale Rolle. Ein wesentliches Element in diesen Bemühungen ist der "Batteriepass“, ein digitales Zertifikat, welches die Nachhaltigkeit und Rückverfolgbarkeit von Batterien gewährleisten soll. Im Wesentlichen soll der Batteriepass in den folgenden Bereichen wirksam werden:
- Umweltschutz: Der Batteriepass ermöglicht eine verbesserte Rückverfolgbarkeit und Recyclingfähigkeit von Batterien. Indem Informationen über die chemische Zusammensetzung und Herkunft einer Batterie zur Verfügung gestellt werden, kann eine umweltgerechte Entsorgung und ein effizientes Recycling gewährleistet werden. Dadurch werden gefährliche Substanzen vermieden und wertvolle Ressourcen wiederverwendet.
- Qualitätssicherung: Der Batteriepass trägt zur Sicherung der Batteriequalität bei. Durch die Erfassung von Informationen über das Alter und die Kapazität einer Batterie können Verbraucher sicherstellen, dass sie ein qualitativ hochwertiges Produkt erhalten. Hersteller können zudem die Leistung ihrer Batterien besser überwachen und mögliche Produktionsfehler frühzeitig erkennen.
- Transparenz und Verbraucher Empowerment: Der Batteriepass bietet den Verbrauchern die Möglichkeit, fundierte Entscheidungen zu treffen. Indem sie Zugang zu Informationen über die Batterie haben, können sie die Umweltauswirkungen und die Nachhaltigkeit eines Produkts bewerten. Dies fördert ein Bewusstsein für nachhaltige Konsumentscheidungen und ermöglicht es den Verbrauchern, Hersteller zur Verantwortung zu ziehen.
- Innovation und Forschung: Durch die zentrale Sammlung von Daten über Batterien ermöglicht der Batteriepass auch eine verbesserte Forschung und Entwicklung im Bereich der Energiespeicherung. Wissenschaftler und Ingenieure können auf diese Daten zugreifen, um neue Technologien zu entwickeln und die Effizienz von Batterien weiter zu verbessern.
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In diesem Blogartikel werden Möglichkeiten dargestellt, wie mittelständische Unternehmen den Batteriepass erfolgreich einführen können und welche Technologien, insbesondere der Digitale Zwilling auf Basis der Verwaltungsschale, dabei eine Rolle spielen.
Technologien zur Umsetzung des Batteriepasses
Der Batteriepass ist ein digitales Zertifikat, das die Lebensdauer, den Zustand und die Umweltauswirkungen einer Batterie erfasst. Um den Batteriepass effizient umzusetzen, sind verschiedene Technologien notwendig:
- Datenmodelle und standarisierte Informationsmodelle, um die Daten einer Batterie über ihren Lebenszyklus hinweg abzulegen und allen Beteiligten, vom Design über die Nutzung bis zum Recycling, bereitzustellen
- Sensoren in den Batterien, um eine kontinuierliche Erfassung von Daten wie Temperatur, Ladezyklen und Zustand der Batterie zu erfassen. Dadurch können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und vermieden werden.
- Maschinelles Lernen Modelle (ML oder KI) zur Erkennung von Mustern und Trends in den gesammelten Batteriedaten. Dies kann zu einer optimierten Batterieleistung und einer längeren Lebensdauer führen.
Der Digitale Zwilling und die Verwaltungsschale
Wie passt der Digitale Zwilling mit dem Batteriepass der EU zusammen? Ein Digitaler Zwilling ist eine virtuelle Repräsentation eines physischen Objekts, in diesem Fall einer Batterie. Die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell) ist das international anerkannte Metamodell zur Datenablage und die digitale Schnittstelle, die es ermöglicht, auf die relevanten Informationen dieses Digitalen Zwillings zuzugreifen. In Bezug auf den Batteriepass bietet ein Digitaler Zwilling auf Basis der Verwaltungsschale viele Möglichkeiten:
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- Überwachung und Diagnose: Sensoren in der Batterie liefern Zustandsinformationen über die Batterie an die Verwaltungsschale. Zusätzlich zu diesen dynamischen Daten, liegen in weiteren Teilmodellen der Verwaltungsschale statische Daten zum Design und der Produktion (etwa Technical Data) der Batterie. Dieser Digitale Zwilling kann nun von Monitoring- oder Maintenance-Systemen abgefragt und mit weiteren Datenpunkten anderer Batterien aus dem Feld kombiniert werden. Basierend hierauf können Funktionen aus dem Bereich des maschinellen Lernens dann Vorhersagen über präventiv notwendige Wartungen machen.
- Simulationen und Optimierung: Die im Feld gesammelten Daten, welche dort zur Überwachung und Diagnose eingesetzt werden, zusammen mit den ebenfalls genannten Daten aus Design und Produktion können natürlich auch für die Simulation verschiedener Einsatzszenarien und damit zur Optimierung von Effizienz und Lebensdauer von Batterien genutzt werden. Denkbar sind hier virtuelle Einsatzplanungen, Optimierungen und sogar Ausschussoptimierung in der Produktion.
- Nachhaltigkeitsbewertung: Die Verwaltungsschale ermöglicht außerdem die Sammlung und Analyse von Umweltdaten über den gesamten Lebenszyklus der Batterie hinweg, um ihre Nachhaltigkeit zu bewerten und zu verbessern.
Daten für den Batteriepass
Für die erfolgreiche Umsetzung des Batteriepasses werden verschiedene Daten benötigt:
- Herstellerinformationen: Informationen über den Batteriehersteller, das Modell, die Seriennummer und Produktionsdaten sind entscheidend für die Rückverfolgbarkeit.
- Lebenszyklusdaten: Daten über die Nutzung, Wartung und Entsorgung der Batterie ermöglichen eine umfassende Bewertung ihrer Umweltauswirkungen.
- Umweltdaten: Informationen über die verwendeten Materialien und den Energieverbrauch während der Herstellung sind für die Nachhaltigkeitsbewertung unerlässlich.
Fazit
Die Einführung des Batteriepasses eröffnet eine Vielzahl von Möglichkeiten, um den Übergang zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Wirtschaft zu unterstützen. Durch den Einsatz von Technologien wie den Digitalen Zwilling auf Basis der Verwaltungsschale, IoT und KI können Batterien effizienter genutzt, länger betrieben und umweltfreundlicher hergestellt und recycelt werden. Die Erfassung und Analyse relevanter Daten ist der Schlüssel zur erfolgreichen Implementierung des Batteriepasses und zur Förderung einer nachhaltigen Zukunft in der Elektromobilität. Mittelständische Unternehmen können somit eine führende Rolle in der Entwicklung und Umsetzung innovativer Technologien einnehmen und einen positiven Beitrag zum Klimaschutz leisten.
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Christian Günther
Innovation & Portfolio Architect
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