Die BMW Group und das Exzellenzzentrum für Robotertechnologie der Universität Zagreb (CRTA) treiben ihre Forschungsaktivitäten zur Batteriezellfertigung voran. Im Forschungsprojekt „Insight“ entwickeln und nutzen sie praxistaugliche Künstliche-Intelligenz-Modelle (KI), mit denen die Akkufertigung bei BMW optimiert werden soll. Das Projekt arbeitet entlang der Wertschöpfungskette von Batteriezellen, von der Elektrodenfertigung über End-of-Line-Tests bis zum inhouse entwickelten Direktrecycling.
Im Münchner Battery Cell Competence Center (BCCC) entwickelt die BMW Group Batteriezellen für künftige Generationen von Hochvoltbatterien. Dafür laufen Testreihen, die Material und Zeit benötigen und zugleich Produktionsanlagen sowie Labore belegen. Das Projekt „Insight“ setzt an dieser Stelle an und nutzt bisherige Versuchsdaten sowie Echtzeitdaten aus der laufenden Produktion.
Ein Netzwerk aus Künstlicher Intelligenz soll Prozessparameter und Leistungsdaten der Batteriezellen präzise voraussagen. Dadurch sollen Dauer und Anzahl der Testreihen bei gleichbleibender oder verbesserter Qualität deutlich reduziert werden können. In einzelnen Prozessschritten senken die neu entwickelten KI-Systeme den Material- und Zeitaufwand den Angaben zufolge um mehr als 50 Prozent.
Die Vorhersagemodelle werden nicht nur zur Verringerung von Testreihen eingesetzt, sondern auch für die abschließende Freigabe von Batteriezellen. Nach der ersten Aufladung am Ende der Produktion müssen Akkus über einen bestimmten Zeitraum unter genau definierten Temperaturen gelagert werden, bevor sie in ein Batteriegehäuse verbaut werden dürfen. Diese Phase wird als „Quarantäne“ bezeichnet und benötigt Lagerkapazitäten.
Forschungskooperation verbindet Theorie und Praxis
Die KI-Systeme des Projekts können Batteriezellen bereits vor dieser Lagerphase vollständig analysieren. Dadurch könnte dieser Prozessschritt künftig eingespart werden. Seit dem Projektstart im Jahr 2024 entwickeln die BMW Group und die Universität Zagreb gemeinsame Lösungen, um die Fertigung von Batteriezellen mithilfe von Künstlicher Intelligenz zu verbessern.
Doktoranden und Studierende der Universität Zagreb sammeln und strukturieren vorhandene Produktionsdaten. Auf dieser Grundlage entstehen KI-Modelle, die Muster in den Daten erkennen und Vorhersagen treffen können. Diese Vorhersagen sollen die Produktion in Bezug auf Leistung, Qualität und Kosten weiter optimieren. „Wir arbeiten daran, die neu entwickelten KI-Modelle aus der Prototypenumgebung auf einen größeren Maßstab zu skalieren“, erklärt Christian Siedelhofer, Leiter Technologieentwicklung Lithium-Ionen-Batteriezellen bei der BMW Group.
Die Universität Zagreb bringt Expertise in Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik ein. Beide Partner profitieren laut BMW vom Wissensaustausch: Der Autokonzern erhält Zugang zu neuesten Forschungsergebnissen, während Doktoranden und Studierende theoretisches Wissen praktisch anwenden können. „Durch das gemeinsame Projekt begeistern wir Doktoranden und Studierende für die Themenfelder KI und Batteriezelle sowie für die spannenden Tätigkeiten in unseren Batteriezell-Kompetenzzentren“, so Stefan Kerscher, Leiter Technologieentwicklung Batteriezelle bei der BMW Group.
Die BMW Group bündelt ihr Batteriezell-Know-how in Kompetenzzentren in München, Parsdorf und Salching. Im Münchner Battery Cell Competence Center (BCCC) sitzt die Forschung und Entwicklung für Batteriezellen der Zukunft, im Parsdorfer Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) wird das beste Batteriekonzept aus dem BCCC seriennah hergestellt. In Salching betreibt die BMW Group zusammen mit der Encory GmbH ein Cell Recycling Competence Center (CRCC), in dem Direktrecycling umgesetzt wird; das geistige Eigentum an der Recyclingmethode liegt bei der BMW Group.