연구진 모습(사진:BMW)
BMW 그룹이 크로아티아 자그레브 대학교(University of Zagreb)의 로봇 기술 지역 우수 센터(CRTA)와 협력해 인공지능(AI)을 활용한 배터리 셀 생산 혁신에 속도를 내고 있다. 양측은 공동 연구 프로젝트 ‘인사이트(Insight)’를 통해 배터리 셀 생산 전 과정에 AI 모델을 적용하며 실질적인 성과를 창출하고 있다고 20일(현지시간) 밝혔다.
이번 프로젝트는 전극 생산부터 최종 검사, 그리고 자체 개발한 직접 재활용에 이르기까지 배터리 셀 가치사슬 전반을 아우른다. 특히 기존 생산 데이터와 실시간 공정 데이터를 결합한 AI 네트워크를 통해 공정 변수와 성능을 정밀하게 예측하는 것이 핵심이다.
시험 공정 절반 이상 감소, 시간·비용·자원 동시 절감
BMW 그룹은 독일 뮌헨에 위치한 배터리 셀 역량 센터(BCCC, Battery Cell Competence Centre)에서 차세대 고전압 배터리 셀을 개발하고 있다. 기존에는 수많은 테스트를 반복 수행해야 했으며, 이는 시간과 원자재, 설비 자원을 대규모로 소모하는 구조였다.
하지만 ‘인사이트’ 프로젝트에서 개발된 AI 시스템은 기존 시험 데이터와 생산 데이터를 통합 분석해 공정 결과를 사전에 예측한다. 이를 통해 테스트 횟수와 기간을 대폭 줄이면서도 품질은 유지하거나 오히려 향상시키는 것이 가능해졌다.
BMW 측에 따르면, 해당 AI 시스템 도입 이후 개별 공정 단계에서 소요되는 시간과 원자재 사용량을 50% 이상 절감하는 성과를 확인했다.
‘배터리 격리(quarantine)’ 단계까지 제거 가능성
AI 모델은 단순히 테스트 공정 축소에 그치지 않는다. 배터리 생산 완료 후 필수적으로 거쳐야 하는 ‘격리(quarantine)’ 단계에도 변화를 가져올 것으로 기대된다. 기존에는 초기 충전 이후 일정 기간 동안 특정 온도 조건에서 셀을 보관해야 했지만, AI가 사전에 성능과 안정성을 정밀 분석함으로써 해당 과정을 생략할 가능성이 제기되고 있다. 이는 저장 공간 및 운영 비용 절감으로 직결될 수 있다.
양측 협력은 2024년 시작된 이후 지속적으로 발전해 왔다. 자그레브대학교 연구진과 박사과정 학생들은 생산 데이터를 구조화하고 패턴을 학습하는 AI 모델을 개발하고 있으며, 이를 통해 생산 효율·품질·비용 최적화를 동시에 달성하고 있다.
크리스티안 지델호퍼(Christian Siedelhofer) BMW 그룹 배터리 셀 기술 개발 책임자는 “현재 AI 모델을 프로토타입 단계에서 실제 생산 환경으로 확장하는 작업을 진행 중”이라며 “향후 셀 제조사 및 다른 생산 네트워크에도 적용 가능성을 검토하고 있다”고 밝혔다.
이번 협력은 기술 개발뿐 아니라 인재 양성 측면에서도 의미가 크다. 자그레브대학교는 기계공학, 전기공학, 컴퓨터공학 분야 전문성을 제공하고, BMW 그룹은 최신 산업 데이터를 공유하며 실무 적용 기회를 제공한다.
슈테판 케르셔(Stefan Kerscher) BMW 그룹 배터리 셀 개발 총괄은 “학생들이 AI와 배터리 기술에 대한 관심을 갖고 실제 산업 프로젝트를 경험할 수 있다는 점에서 매우 중요하다”며 “우수 인재가 향후 BMW에서 커리어를 이어가길 기대한다”고 말했다.
한편, BMW 그룹은 뮌헨, 파르스도르프, 잘칭 지역에 배터리 관련 컴피턴스 센터를 구축해 연구개발부터 양산, 재활용까지 전 과정을 통합 운영하고 있다.
연구개발은 뮌헨 BCCC에서 수행되며, 최적 설계는 셀 제조 컴피턴스 센터에서 준양산 환경으로 검증된다. 또한 독일 잘칭에는 재활용 전담 시설인 셀 재활용 컴피턴스 센터가 구축돼 있으며, BMW 그룹은 직접 재활용 기술에 대한 지식재산권도 보유하고 있다.
이번 프로젝트는 단순한 공정 개선을 넘어, AI가 배터리 산업 전반의 효율성과 지속가능성을 동시에 끌어올릴 수 있음을 보여주는 사례로 평가된다. 특히 생산 최적화와 재활용까지 포함한 ‘엔드투엔드 AI 적용’은 향후 글로벌 배터리 산업 경쟁력의 핵심 요소로 부상할 전망이다.
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