München/Zagreb. Die BMW Group und das Exzellenzzentrum für Robotertechnologie der Universität Zagreb (CRTA) treiben ihre gemeinsamen Forschungsaktivitäten für die Batteriezellfertigung weiter voran. Im gemeinsamen Forschungsprojekt „Insight“ werden praxistaugliche KI-Modelle zur Optimierung der Batteriezellfertigung bei der BMW Group entwickelt und eingesetzt. Das Forschungsprojekt arbeitet entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batteriezellen: von der Elektrodenfertigung über End-of-Line-Tests bis hin zum inhouse entwickelten Direktrecycling.

So spart das Forschungsprojekt Rohstoffe, Kosten und Zeit

Im Münchner Battery Cell Competence Center (BCCC) entwickelt die BMW Group Batteriezellen für zukünftige Generationen von Hochvoltbatterien. Dabei werden zahlreiche Testreihen durchgeführt, die – und das liegt in der Natur der Sache – mit Material- und Zeitaufwand einhergehen. Gleichzeitig werden durch diese Tests die Produktionsanlagen und Labore belegt. Hier setzt das Forschungsprojekt „Insight“ an: Ein Netzwerk aus Künstlicher Intelligenz nutzt bisherige Versuchsdaten sowie Echtzeitdaten aus der laufenden Produktion, um Prozessparameter und Leistungsdaten der Batteriezelle präzise vorherzusagen. Dadurch können Dauer und Anzahl der Testreihen bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Qualität deutlich reduziert werden. In einzelnen Prozessschritten senken die neu entwickelten KI-Systeme den Material- und Zeitaufwand um mehr als 50 Prozent.

Weitere Anwendungsfälle in der Zellfertigung

Die Vorhersagemodelle des Forschungsprojekts dienen nicht nur zur Reduzierung der Testreihen, sondern auch zur abschließenden Freigabe von Batteriezellen. Nach der ersten Aufladung am Ende der Produktion müssen die Zellen über einen bestimmten Zeitraum unter genau definierten Temperaturen gelagert werden, bevor sie in ein Batteriegehäuse verbaut werden dürfen. Diese Phase wird auch als „Quarantäne“ bezeichnet und benötigt entsprechende Lagerkapazitäten. Die KI-Systeme des Forschungsprojekts sind jedoch in der Lage, die Batteriezellen bereits zuvor vollständig zu analysieren, sodass dieser Prozessschritt zukünftig eingespart werden könnte.

Forschungskooperation verbindet Theorie und Praxis

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. Dafür sammeln und strukturieren Doktoranden und Studierende der Universität Zagreb vorhandene Produktionsdaten. Anhand dieser Daten werden KI-Modelle erstellt, die bestimmte Muster in den Daten erkennen. Diese KI-Modelle können dann Vorhersagen treffen, welche die Produktion bezüglich 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. Denkbar wäre etwa eine Befähigung von Zellherstellern. „Auch in unserem Produktionsnetzwerk prüfen wir, inwieweit sich die Modelle für weitere Anwendungsfälle eignen.“

Win-Win dank Wissensaustausch

Die Universität Zagreb bringt ihre Expertise in den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik in dieses Projekt ein. Vom kontinuierlichen Wissensaustausch profitieren beide Partner: Die Universität Zagreb bietet der BMW Group Zugang zu neuesten Forschungsergebnissen, während die Doktoranden und Studierenden von der Möglichkeit profitieren, ihr theoretisches Wissen in der Praxis anzuwenden.

Förderung von Nachwuchstalenten

Ein weiterer Aspekt dieser Kooperation ist die Förderung von Nachwuchstalenten. „Durch das gemeinsame Projekt begeistern wir Doktoranden und Studierende für die Themenfelder KI und Batteriezelle sowie für die spannenden Tätigkeiten in unseren Batteriezell-Kompetenzzentren“, sagt Stefan Kerscher, Leiter Technologieentwicklung Batteriezelle bei der BMW Group. „Wir freuen uns, wenn sich junge Talente für einen Berufseinstieg in unserem Unternehmen entscheiden.“ Die Studierenden profitieren durch die Kooperation von einem intensiven Mentoring und der Chance, ihr berufliches Netzwerk in der Industrie auszubauen. Dies erhöht ihre Attraktivität auf dem Arbeitsmarkt und bietet ihnen hervorragende Karrierechancen. Die Kooperation zwischen der BMW Group und der Universität Zagreb stärkt die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit beider Partner.

Batteriezell-Knowhow entlang der gesamten Wertschöpfungskette

Die BMW Group bündelt ihr Knowhow zu Batteriezellen in ihren Kompetenzzentren in München, Parsdorf und Salching. Im Münchner Battery Cell Competence Center (BCCC) sitzt die Forschung und Entwicklung für Batteriezellen der Zukunft. Das beste Batteriekonzept aus dem BCCC wird im Parsdorfer Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) seriennah hergestellt. Die enge, ressortübergreifende Zusammenarbeit zwischen Entwicklung, Einkauf und Produktion verknüpft Produkt und Prozess auf einzigartige Weise. Neben der Herstellung von Musterzellen arbeitet die BMW Group intensiv an der Wiederverwendung von Materialien. Im Zuge dessen hat das Unternehmen zusammen mit der Encory GmbH im niederbayerischen Salching ein Cell Recycling Competence Center (CRCC) in Betrieb genommen, in dem das innovative Direktrecycling umgesetzt wird. Das geistige Eigentum für die Recyclingmethode liegt bei der BMW Group.

München/Salching. Das neue Kompetenzzentrum Batteriezellrecycling (Cell Recycling Competence Center; CRCC) hat im niederbayerischen Salching seinen Betrieb aufgenommen. Damit schreitet die Umsetzung des innovativen Direktrecyclings, einem Gemeinschaftsprojekt der BMW Group und der Encory GmbH, mit großen Schritten voran. Beim Aufbau und Betrieb des Kompetenzzentrums setzen die BMW Group und Encory auf regionale Partner.

Innovatives Direktrecycling zur Wiederverwendung von Batterierohstoffen

Beim Direktrecycling können Reststoffe aus der Batteriezellfertigung bis hin zu ganzen Batteriezellen mechanisch zerlegt werden. Die Rohstoffe werden nicht komplett in ihren Ursprungszustand zurück verwandelt, sondern „direkt“ in den Kreislauf der Zellfertigung zurückgegeben. Dadurch entfällt beim Direktrecycling die bisher übliche, energieintensive chemische oder thermische Aufbereitung. Diese Methode wurde von den Expertinnen und Experten der BMW Group entwickelt. Im neuen CRCC wird das Direktrecycling in einem größeren Maßstab aufgebaut und stufenweise angewendet, sodass nach der vollständigen Inbetriebnahme jährlich Batteriezellmaterial im mittleren zweistelligen Tonnenbereich recycelt werden kann. Die so gewonnenen Rohstoffe werden künftig direkt in der Pilotfertigung von Batteriezellen im hauseigenen Kompetenzzentrum für Batteriezellfertigung (CMCC) Parsdorf eingesetzt.

Direktrecycling: Methode mit Zukunft

„Mit unserem Direktrecycling sind wir Vorreiter in der Industrie“, erklärt Markus Fallböhmer, Leiter Batterieproduktion bei der BMW AG. „Diese Technologie hat ein großes Potential, die Batteriezellproduktion weiter zu optimieren.“ Denkbar wäre etwa eine Befähigung von Zellherstellern, um das Direktrecycling erstmals in der Serienproduktion einzusetzen.

Joint-Venture betreibt Kompetenzzentrum – geistiges Eigentum bei BMW Group

Für das neue Kompetenzzentrum wird eine bestehende Halle im niederbayerischen Salching (Landkreis Straubing-Bogen) genutzt. Neben der Produktions- und Lagerfläche von etwa 2.100 m² verfügt das Gebäude über knapp 350 m² Büro- und Pausenräume sowie über Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach. Während das Kompetenzzentrum von der Encory GmbH aufgebaut und betrieben wird, liegt das geistige Eigentum des Recyclingverfahrens vollständig bei der BMW Group. Als Joint-Venture der BMW Group und der Interzero Group entwickelt und implementiert Encory Logistik- und Beratungslösungen unter anderem in den Bereichen Rückholung, Recycling und Wiederaufbereitung von Fahrzeugkomponenten. Beide Partner sind zu je 50 Prozent an dem Unternehmen beteiligt. Im neuen Kompetenzzentrum werden etwa 20 Personen beschäftigt sein.

Starke Partner aus der Region

Für den Aufbau und Betrieb des Kompetenzzentrums wurden neben einer schweizer Firma ausschließlich deutsche Firmen beauftragt. Knapp die Hälfte dieser Unternehmen hat ihren Sitz im Umkreis von 100 Kilometern um Salching.

Optimale Lage des neuen Kompetenzzentrums in Bayern

Die BMW Group bündelt ihr Batteriezell-Knowhow in ihren Kompetenzzentren in München, Parsdorf und Salching. Im Battery Cell Competence Center (BCCC) im Münchner Norden werden mithilfe modernster Labore und Forschungseinrichtungen die Batteriezellen für zukünftige Generationen von Hochvoltbatterien entwickelt und in einer kleinen Zahl hergestellt. Die beste Batteriezelle aus dem BCCC wird im Parsdorfer Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) auf einer Pilotlinie in Richtung Serienprozess skaliert. Das Recycling der Überschüsse aus der Parsdorfer Pilotfertigung erfolgt im neuen Cell Recycling Competence Center (CRCC) in Salching. Die dort gewonnenen Rohstoffe werden dann wieder in der Zellproduktion eingesetzt. So bleiben die Wege zwischen allen Kompetenzzentren kurz und wertvolle Rohstoffe gehen nicht verloren. Damit markiert das CRCC nach BCCC und CMCC einen weiteren Schritt in der Batteriezellstrategie der BMW Group Richtung Kreislaufwirtschaft.

Kreislaufwirtschaft bei der BMW Group

Kreislaufwirtschaft ist für die BMW Group eines der zentralen Themen, um Mobilität ressourcenschonender zu gestalten. Der Ansatz basiert darauf, Materialien bestmöglich im Kreislauf zu halten, damit Ressourcen langfristig und werterhaltend genutzt werden. Die BMW Group folgt dabei den Prinzipien Re:Think, Re:Duce, Re:Use und Re:Cycle. Vom Fahrzeugdesign über die Fertigung bis hin zu Recycling und Wiederverwertung zielt alles darauf ab, dass Fahrzeuge am Ende ihrer Nutzungsphase als Rohstoffquelle zur Verfügung stehen. Die BMW Group unternimmt Schritte, um den Anteil recycelter Materialien zu erhöhen. Dafür führt die BMW Group ausgewählte Produktionsrückstände zum Materiallieferanten oder Materialaufbereiter zurück und ermöglicht damit deren Wiedergewinnung und Rückführung in einen neuen Produktionsprozess. So gehen bereits heute recycelte und wiederverwendete Materialien in die Fahrzeuge der BMW Group ein. Kreislaufwirtschaft erfordert dabei ein ganzheitliches Denken – ausgehend vom Produktdesign bis hin zum Recycling von Fahrzeugen. 

München/Parsdorf. Mit der Neuen Klasse startet die BMW Group ab Ende 2025 in eine neue Ära reinelektrischen Fahrens. Eine entscheidende Komponente im Elektrofahrzeug ist die Hochvoltbatterie. Bevor ihre Serienproduktion im großen Stil startet, werden die Produktionsprozesse entwickelt und Vorserien-Batterien auf Herz und Nieren getestet. Dies geschieht in den Pilotwerken für Hochvoltbatterien der BMW Group in Parsdorf, Hallbergmoos und im Münchner Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ). „Mit unseren Pilotwerken für Hochvoltbatterien stärken wir die Innovationskraft in Deutschland“, sagt Milan Nedeljković, Produktionsvorstand der BMW AG. „Sie befähigen die neuen Serienwerke weltweit und stellen so den reibungslosen Anlauf der Hochvoltbatterieproduktion sicher.“ Für die Fertigung der Hochvoltbatterien der sechsten Generation des BMW eDrive (kurz: Gen6) baut das Unternehmen fünf Montage-Standorte auf drei Kontinenten auf: in Irlbach-Straßkirchen (Niederbayern), Debrecen (Ungarn), Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexiko) und Woodruff (USA).

Die Qualität ist entscheidend: Konsequenter Null-Fehler-Ansatz
Für die inhouse entwickelte Hochvoltbatterie der Gen6 schafft die BMW Group intelligente, hochmoderne Produktionsprozesse mit neuesten Technologien. „Bei der Produktion unserer Hochvoltbatterien verfolgen wir einen konsequenten Null-Fehler-Ansatz“, erklärt Markus Fallböhmer, Leiter Batterieproduktion bei der BMW AG. „Hochintelligente, in den Produktionsprozess integrierte und KI-gestützte Qualitäts-Checks unterstützen uns dabei.“ Denn die Qualität ist entscheidend: In den Karosserien der Neuen Klasse übernimmt die Hochvoltbatterie die Rolle eines Strukturbauteils („Pack-to-open-Body“). Die neuen zylindrischen Rundzellen werden direkt in die Hochvoltbatterie integriert („Cell-to-Pack“). Die Pilot- und Serienwerke der BMW Group setzen neue Industriestandards in der Batteriefertigung. Beispielhaft dafür stehen neben dem konsequenten Null-Fehler-Ansatz auch die Installation von digitalen Zwillingen der Produktion – unter anderem zur Schulung der Mitarbeitenden – sowie erweiterte KI-Datenbanken zur Optimierung der Liefer- und Produktionslogistik. Alle Produktionsschritte unterliegen einer lückenlosen Inline-Überwachung mit umfassender Datenspeicherung. Dies ermöglicht höchste Prozessstabilität und in der Folge datenbasierte Optimierungen.

Die Pilotwerke im Detail: Parsdorf, Hallbergmoos und München (FIZ)
Am Standort Parsdorf befindet sich das größte Pilotwerk für die Hochvoltbatterien der Gen6. Mehr als 350 Mitarbeitende bauen hier seit 2023 die ersten Prototypen der Hochvoltbatterie. Seit Mitte 2024 werden diese auch nach Debrecen in das ungarische Fahrzeugwerk geschickt, wo sie in die Erprobungsfahrzeuge der Neuen Klasse eingebaut werden. Auch in der Nähe des Münchener Flughafens befindet sich ein Vorserienwerk für Hochvoltbatterien. Seit Sommer 2024 werden in Hallbergmoos die Fertigungstechnologien für die Hochvoltbatterie-Montage entwickelt. Etwa 200 Kolleginnen und Kollegen arbeiten in der Batteriefertigung im kleinen Maßstab. Der Standort Hallbergmoos dient als Vorbild für die Serienproduktion im US-amerikanischen Werk Woodruff bei Spartanburg. Im Münchner Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ) fertigen und testen etwa 200 Mitarbeitende die Prototypen und kleinere Modulvarianten der Hochvoltbatterie.  Dafür stehen im kürzlich eröffneten AEZ, dem Aeroakustik- und E-Antriebszentrum, mehrere Etagen zur Verfügung.

Serienstart von fünf Batteriewerken innerhalb von weniger als zwei Jahren
Die Anlagen und Prozesse, die in den bayerischen Pilotwerken entwickelt wurden, werden weltweit in den Serienwerken umgesetzt. Innerhalb von weniger als zwei Jahren soll die Serienproduktion an den fünf Produktionsstandorten auf drei Kontinenten anlaufen. Nach dem Prinzip „Local for Local“ hat die BMW Group ihre Hochvoltbatterie-Montagestandorte für die Gen6 möglichst nah an den jeweiligen Fahrzeugwerken platziert. Dieser Ansatz sichert die Produktion auch bei unvorhergesehenen politischen und wirtschaftlichen Ereignissen ab. Zudem werden die bestehenden Produktionsstandorte gestärkt, Arbeitsplätze erhalten und geschaffen. Im Werk Debrecen startet Ende 2025 die Serienproduktion des BMW iX3, dem ersten Modell der Neuen Klasse, parallel mit der dortigen Hochvoltbatteriefertigung. Auf den Anlauf in Debrecen folgen die Batterie-Montagewerke in Shenyang, Irlbach-Straßkirchen, Woodruff und San Luis Potosí.

So baut die BMW Group ihre Hochvoltbatterien für die Gen6
Die BMW Group bezieht die Batteriezellen für ihre Hochvoltbatterien von führenden Zellherstellern, die diese nach den Vorgaben des Unternehmens produzieren. Dabei gelten höchste technische Anforderungen. Beim Wareneingang werden zusätzliche Messungen, wie etwa der Spannung, durchgeführt. Es folgt die Zellclusterbildung, bei der die Batteriezellen mit Kühlern verbunden werden. Dieser Schritt sorgt für eine optimale Isolation und Kühlung der Zellen. Zellcluster und Zellkontaktiersystem werden per Laser gereinigt und punktgenau verschweißt. Eine lückenlose Inline-Prüfung überwacht jede Schweißnaht in Echtzeit. Ein innovativer Foaming-Prozess sorgt nun dafür, dass alle Elemente zu einer mechanischen Einheit werden und geschützt sind. Der Schaum garantiert so die Sicherheit, Stabilität und Langlebigkeit der Hochvoltbatterie. Anschließend wird das Gehäuse geschlossen, abgedichtet und vernietet. Im letzten Montageschritt wird der Energy Master – die zentrale Steuereinheit – auf der Hochvoltbatterie verbaut. Für die Abdichtung der Hochvoltbatterie kommt ein dauerelastischer Dichtkleber zum Einsatz. Zum Abschluss durchlaufen alle Hochvoltbatterien eine 100-prozentige End-of-Line-Prüfung zur Sicherstellung von Qualität, Sicherheit und Funktion.