Siemens представила ИИ-платформу для ускорения разработки батарей

Разработка аккумуляторов стала одной из самых сложных инженерных задач современности. Производителям приходится балансировать между производительностью, безопасностью, сроком службы, запасом хода, стоимостью, технологичностью, устойчивостью и скоростью вывода на рынок — при этом технологии, нормативы и ожидания рынка непрерывно меняются.

Традиционные подходы, основанные на разрозненных инструментах, изолированных дисциплинах и поздней валидации, больше не成功. Инновации в области батарей требуют связывания доменов, масштабирования аналитики и принятия решений на ранних этапах. Siemens Digital Industries Software предлагает интегрированный подход performance engineering с использованием искусственного интеллекта.

Единый цифровой двойник и цифровой поток

Ключевая идея — объединение комплексного цифрового двойника (Digital Twin), связанного цифрового потока (Digital Thread), мультифизического моделирования, испытаний, системного инжиниринга и ИИ. Это превращает разработку батарей в более комплексный, интеллектуальный и адаптивный процесс. Команды получают возможность исследовать больше вариантов, быстрее двигаться, моделировать сложность на ранних стадиях и сохранять целостность на протяжении всего жизненного цикла: от материалов и электрохимии ячеек до интеграции в пакет, контроллеров, производства и эксплуатации.

Междисциплинарная оптимизация

Разработчики батарей вынуждены оптимизировать решения в взаимосвязанных областях: электрохимии, электрике, термодинамике, механике и управлении. Выбор химии, форм-фактора ячейки, архитектуры охлаждения, стратегии BMS и компоновки пакета напрямую влияет на производительность, безопасность, ресурс и стоимость. Традиционные методы, построенные на разрозненных командах и инструментах, не позволяют понять эти компромиссы достаточно рано.

Новый подход Siemens связывает требования, мультифизику, испытания, управление, системный инжиниринг и ИИ в едином контуре на всем протяжении разработки. Это позволяет лучше управлять сложностью, валидировать конструкции раньше и быстрее адаптироваться к требованиям различных применений — от электромобилей до стационарных накопителей энергии.

Ключевые компоненты подхода

• Цифровой двойник — преобразует сложность в аналитическую информацию, обеспечивая виртуальное тестирование на всех этапах.
• Цифровой поток — связывает требования, модели, данные испытаний и эксплуатационные данные, обеспечивая прослеживаемость.
• Мультифизическое моделирование — одновременный учет электрохимических, тепловых, структурных и электрических процессов.
• ИИ и аналитика — выявление скрытых закономерностей и оптимизация параметров на основе больших данных.
• Системный инжиниринг — управление требованиями и архитектурой на уровне всей системы.

Применение в России

Для российских производителей тяговых батарей и систем накопления энергии, включая предприятия в сфере электротранспорта и стационарной энергетики, такой подход открывает возможности для сокращения цикла разработки и снижения затрат на физические прототипы. В условиях необходимости импортозамещения и локализации технологий, использование цифровых двойников и ИИ-инструментов Siemens позволяет быстрее адаптировать перспективные электрохимические системы (LFP, NMC, натрий-ионные) к местным условиям эксплуатации, включая холодный климат, а также интегрироваться в существующие производственные цепочки. Несмотря на геополитические ограничения, технологические наработки Siemens могут быть использованы через партнерские программы и локальные инженерные центры для создания собственных компетенций в области моделирования и виртуальных испытаний.