BMW en het Center of Excellence for Robotics van de Universiteit van Zagreb (CRTA) melden vooruitgang in hun project om de interne productie van BMW's batterijceltests te optimaliseren met behulp van AI. Beiden stellen dat ze de duur en het aantal testcycli aanzienlijk kunnen verkorten met behoud of zelfs verbetering van de kwaliteit.
In het gezamenlijke onderzoeksproject ‘Insight’ werken BMW en zijn partner sinds 2024 samen om praktische AI-modellen te ontwikkelen die de productie van batterijcellen optimaliseren. De verbeteringen zijn gericht op de hele waardeketen, van elektrodeproductie en end-of-line testen tot in-house ontwikkelde directe recycling.
De achtergrond: In het Battery Cell Competence Center (BCCC) in München ontwikkelt de BMW Group accucellen voor toekomstige generaties. Dit werk omvat talloze testseries die veel materiaal en tijd vergen. Tegelijkertijd leggen deze tests beslag op productiefaciliteiten en laboratoriumcapaciteit.
Efficiënter
Dit is waar het ‘Insight’ onderzoeksproject om de hoek komt kijken. “Het kunstmatige intelligentienetwerk gebruikt bestaande testgegevens en real-time gegevens van lopende productie om de procesparameters en prestatiegegevens van batterijcellen nauwkeurig te voorspellen”, legt BMW uit.
Als gevolg hiervan kon het project zowel de duur als het aantal testseries aanzienlijk verkorten met behoud of zelfs verbetering van de kwaliteit. In afzonderlijke processtappen verminderden de nieuw ontwikkelde AI-systemen de benodigde materialen en tijd met meer dan 50%, volgens de rapporten.
Definitieve goedkeuring
Naast het reduceren van testreeksen worden de voorspellende modellen van het onderzoeksproject ook gebruikt voor de uiteindelijke goedkeuring van batterijcellen.
“Na het eerste opladen aan het einde van de productie, moeten de cellen gedurende een bepaalde periode worden opgeslagen bij precies gespecificeerde temperaturen voordat ze in een batterijbehuizing kunnen worden geplaatst,” leggen de partners uit.
“Deze fase, ook wel ‘de quarantaine’ genoemd, vereist overeenkomstige opslagcapaciteit. De AI-systemen van het onderzoeksproject zijn echter in staat om vooraf een volledige analyse van de batterijcellen uit te voeren, waardoor deze processtap in de toekomst mogelijk overbodig wordt,” voegen ze eraan toe.
Om deze vooruitgang te boeken, hebben promovendi en studenten van de Universiteit van Zagreb sinds de start van het project in 2024 bestaande productiegegevens verzameld en gestructureerd. Op basis van deze gegevens worden AI-modellen ontwikkeld om specifieke patronen te identificeren en voorspellingen te doen die de productieprestaties, kwaliteit en kosten verder optimaliseren.
Voortdurende uitwisseling van kennis
“We werken aan het opschalen van de nieuw ontwikkelde AI-modellen vanuit de prototype-omgeving”, zegt Christian Siedelhofer, hoofd van Technology Development Lithium-Ion Battery Cells bij de BMW Group. Een optie zou zijn om celfabrikanten in te schakelen. “We onderzoeken ook in hoeverre deze modellen geschikt zijn voor aanvullende use cases binnen ons productienetwerk.”
De Universiteit van Zagreb brengt expertise op het gebied van werktuigbouwkunde, elektrotechniek en computerwetenschappen in het project in. Beide partners profiteren van de voortdurende uitwisseling van kennis: “De Universiteit van Zagreb biedt de BMW Group toegang tot de nieuwste onderzoeksresultaten, terwijl haar promovendi en studenten de kans krijgen om hun theoretische kennis in de praktijk toe te passen,” leggen de partners uit.
Een ander belangrijk aspect van de samenwerking is het stimuleren van jong talent. “Via dit gezamenlijke project inspireren we promovendi en studenten om zich bezig te houden met de gebieden AI en batterijcellen, evenals met de spannende activiteiten in onze competentiecentra voor batterijcellen,” zegt Stefan Kerscher, Hoofd Ontwikkeling Batterijceltechnologie bij BMW Group. “We zijn verheugd als jonge talenten ervoor kiezen om hun carrière bij ons bedrijf te beginnen.”
Uitgebreide expertise
BMW heeft de afgelopen jaren uitgebreide interne expertise opgebouwd op het gebied van batterijceltechnologie. Al in 2019 opende het bedrijf zijn Battery Cell Competence Center (BCCC), waar het nieuwe batterijcellen ontwikkelt, ze op prototypeschaal produceert en ze test.
In 2022 breidde BMW deze capaciteiten uit met het Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) in Parsdorf bij München. De twee faciliteiten werken nauw samen: het BCCC ontwikkelt de meest veelbelovende celconcepten, die het CMCC vervolgens opschaalt naar serieproductie.
Hergebruik van materialen
Naast de productie van prototype cellen werkt BMW ook aan het hergebruik van materialen. In samenwerking met Encory GmbH heeft het bedrijf een Cell Recycling Competence Center (CRCC) in gebruik genomen in Salching, Neder-Beieren, waar het zijn directe recyclingaanpak implementeert. BMW bezit het intellectuele eigendom voor deze recyclingmethode.
