Wie Voltaiq und PDF Solutions den Aufbau von Batteriefabriken beschleunigen und wirtschaftlicher gestalten wollen
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Die beiden US-Unternehmen Voltaiq und PDF Solutions sind eine Partnerschaft eingegangen, um durch die Integration der Enterprise Battery Intelligence-Plattform von Voltaiq in die Exensio-Plattform für Prozesskontrolle und Fertigungsanalyse von PDF Solutions bei der Batterieherstellung neue Effizienz und Optimierungmaßstäbe zu setzen. Das soll die Risiken durch Lieferengpässe sowie den Ressourcenverbrauch verringern und vor allem den aufwändigen Anlaufprozess einer neuen Batteriefertigung beschleunigen. So sollen sich die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für Investoren verbessern und der schnellere Umstieg auf E-Antriebe durch eine schnellere Verfügbarkeit von Batterien ermöglicht werden, so Voltaiq und PDF Solutions in einer aktuellen Mitteilung.
Der Clou der Lösung sei die Erkenntnis, dass die Prozesse der Halbleiterproduktion gar nicht so unähnlich sind, wie in der Batteriefertigung. Voltaiq und PDF Solutions bringen Batteriekompetenz und Fertigungskompetenz aus der Halbleiterproduktion zusammen und schaffen so eine Softwareplattform, die die Fertigungsprozesse zur Batterieherstellung optimieren soll.
Investitionsrisiken behindern die Beseitigung des Batterieengpasses
Die Batterieindustrie ist im Eiltempo dabei, neue Produktionskapazitäten zu schaffen, da das Marktwachstum von Elektroautos frühere Markterwartungen weit übertrifft. Das hat bereits zu Lieferengpässen bei Batteriezellen geführt, die auch der Konsument spürt – denn auch Unterhaltungselektronik und Netzspeicher sind von dem Engpass betroffen.
Als Reaktion darauf haben Unternehmen aus dem gesamten Batterie-Ökosystem mit dem Bau neuer Fabriken begonnen, darunter Zellhersteller und Autohersteller – auch als Joint-Ventures. Doch alle diese Projekte sehen sich konfrontiert mit langen Anlaufzeiten bis eine Fertigung wirtschaftlich läuft, mit unausgereiften Lieferketten sowie dem Fachkräftemangel. Eine typische Gigafactory werde deshalb voraussichtlich mehrere Jahre und Milliardeninvestitionen benötigen, bevor sie ihre Rentabilität erreicht.
Die integrierte Lösung von PDF Solutions und Voltaiq soll bewirken, dass Kunden die Batteriequalität bereits zu einem früheren Zeitpunkt im Produktionsprozess vollständig charakterisieren und diese Merkmale mit wichtigen Fertigungsparametern zur Kontrolle und Verbesserung verknüpfen können. Die Kombination aus künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen beider Unternehmen bietet laut eigener Aussage „erstklassige Analysen für die Herstellung und Charakterisierung von Batterien, um die Produktionsanläufe zu beschleunigen und den Gesamtertrag sowie die Effizienz der Massenproduktion zu verbessern“.
„Die Exensio-Plattform von PDF Solutions ist eine der weltweit führenden Daten- und Analyseplattformen für die Halbleiterindustrie. Sie verwaltet mehr als 40.000 Prozess-, Test- und Montagetools in Fabriken und schult mehr als 15.000 Ingenieure weltweit“, erklärt Michael Yu, Vice President der PDF Solutions Advanced Solutions Group. „Unsere Partnerschaft mit Voltaiq ermöglicht es uns, unsere Expansion in den Batteriemarkt zu beschleunigen, indem wir unsere Methodik für die Halbleiter Prozesskontrolle in der Batterieproduktion einsetzen.“
Echtzeit-Wissen über Qualität, Zustand und Leistung von Batterien
„Batterien sind die Grundlage für den derzeitigen massiven Wandel hin zu einer elektrifizierten Weltwirtschaft“, sagte Tal Sholklapper, CEO und Mitbegründer von Voltaiq. Die Plattform von Voltaiq biete einen Echtzeit-Überblick über die Qualität und Leistung von Batterien, um frühzeitige Anzeichen einer drohenden Fehlfunktion zu erkennen, was zu einer schnelleren Markteinführung, einer höheren Produktionsleistung, weniger Defekten und höheren Umsätzen in Milliardenhöhe führen soll.
„Unsere Partnerschaft mit PDF Solutions wird Batterieherstellern dabei helfen, ihre Teams agile aufzustellen, um bei der globalen Umstellung der Mobilität auf Energie aus Fahrzeugbatterien besser konkurrieren zu können“, so Sholklapper. Das Unternehmen präsentiert seine Enterprise Battery Intelligence Software-Plattform und die neuen Möglichkeiten für die Batterieherstellung auf der Autobatterie-Messe aabc Europe vom 19. bis 22. Juni in Mainz.
Zusammenarbeit mit dem Batterielabor der Uni Michigan
Voltaiq ist zudem eine weitere Partnerschaft eingegangen, um den Aufbau der Batterieproduktion zu beschleunigen. Gemeinsam mit der Uni Michigan bringen die Batterieexperten eine Open-Source Plattform ihrer Battery Intelligence Plattform heraus. Mit diesem Schritt hat sich Voltaiq das nötige Rüstzeugs angeeignet, um seine Batterie-Kompetenz in Richtung Batteriefertigung auszurichten.
Kurz vor dem Beginn der Kooperation mit PDF Solutions hatte Voltaiq im Rahmen seiner Zusammenarbeit mit dem Batterielabor der University of Michigan bekannt gegeben, eine Open-Source-Plattform für die Ergebnisse der Batterieforschung einzurichten, die Datensätze von Batteriezellen und Computercode für Algorithmen und Modelle zur Bewertung der Batterie-Leistung enthalten soll.
Die Verantwortlichen hoffen, dass das neue Tool akademische und industrielle Forschung schneller in die Hände der Hersteller bringt, damit diese darauf aufbauen und die Produktion von Elektroauto-Batterien schneller hochfahren können. Denn die kurzgefassten Zeitpläne der Autohersteller zum Hochlauf ihrer E-Auto-Fertigung machen ein höheres Tempo erforderlich.
Zusammenarbeit mit großen Kunden generiert Big Data
Voltaiqs Battery Intelligence Plattform hat bereits einige namhafte Kunden wie Google von Alphabet, Amazon, Mercedes-Benz, Proterra, Meta Platforms von Facebook sowie Microsoft vorzuweisen. Das Unternehmen habe auch mit zwei der Big Three Autohersteller in USA zusammengearbeitet. Die Software von Voltaiq sammelt Daten von Batteriezellen und bereitet sie in Echtzeit auf, um Zellen zu qualifizieren, auf Anomalien zu prüfen, die auf ein Brandrisiko hindeuten könnten. So lassen sich Zustand und Lebensdauer bzw. Restlebensdauer von Batterien vorhersagen. Für Fahrzeuggarantien, Gebrauchtwagenkäufer und Second-Life-Anwendungen sehr wichtige Informationen.
Um zu überprüfen, ob das maschinelle Lernen und die Algorithmen, die für diese Funktionen verwendet werden, korrekt sind, sind jedoch enorme Datenmengen erforderlich. Und bei der Geschwindigkeit, mit der neue Techniken und Materialien in der Batterietechnologie entwickelt werden, bleiben keine Jahre, um diese Daten von qualifizierten Batterien zu sammeln, wenn die Fahrzeuge in den nächsten Jahren auf den Markt kommen und die Batteriedaten den Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden müssen. Voltaiq verweist darauf, dass viele dieser Daten bereits vorhanden seien, und das sogar öffentlich zugänglich. Sie seien nur verstreut und es würde deshalb Tage oder sogar Monate dauern, sie zu finden.
Quelle: Voltaiq / PDF Solutions – Pressemitteilungen vom 16.06.2023
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