Microsoft für Startups: Wenn die Auto-Batterie ihre Geschichte erzählt und die Bremse sich meldet

Microsoft for Startups

Mit intelligenten Lösungen für die Cloud- und KI-gestützte Digitalisierung wichtiger Fahrzeugkomponenten bringen Jungunternehmen aus unserem Programm Microsoft für Startups den Automotive-Bereich voran. Zwei von ihnen, COMPREDICT und TWAICE, setzen dafür schon bei der Fahrzeugentwicklung an und optimieren auch den laufenden Betrieb. Beides senkt Kosten und erhöht die Zuverlässigkeit.

Fast lautlos rollen autonome Pkw durch die Straßen. Sie kommunizieren miteinander, vermeiden Unfälle und fördern den Verkehrsfluss. Die meisten fahren elektrisch oder mit Wasserstoff und sind lokal emissionsfrei. Smog ist Vergangenheit und die Städte sind deutlich ruhiger: So oder ähnlich sieht das Hochglanz-Szenario für unsere Automobilzukunft aus. Doch bis es erreicht ist, werden noch Jahre vergehen.

Teambild COMPREDICT
Das Team von COMPREDICT.

Weniger prominent, aber bereits Wirklichkeit, sind hingegen digitale Lösungen, die wichtige Teilbereiche der Automobilbranche voranbringen. Längst haben Startups beispielsweise Systeme entwickelt, um die reale Belastung und den Verschleiß wichtiger Fahrzeugbestandteile zu erkennen. Komponenten wie die Bremse oder Batterie lassen sich dadurch schon bei der Fahrzeugentwicklung bedarfsgerecht dimensionieren und im Betrieb vorausschauend warten. Die erfassten Daten geben nicht nur Aufschluss über den aktuellen Zustand, sie bilden auch die Grundlage für eine viel präzisere Wertermittlung, wenn das Fahrzeug eines Tages verkauft wird. Von diesen Ansätzen können nicht nur Autoindustrie und Flottenbetreiber profitieren, sondern auch Autofahrer*innen und Gebrauchtwagenkäufer*innen. Zwei deutsche Software-Unternehmen aus unserem Programm Microsoft für Startups übertragen sie deshalb in die Praxis: COMPREDICT aus Darmstadt und TWAICE aus München.

COMPREDICT: Verschleiß erkennen, Design und Verkauf optimieren

COMPREDICT setzt dazu auf eine Software-as-a-Service-(SaaS)-Lösung, die virtuelle Sensoren mit einer cloudbasierte Analyseplattform und künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert. Virtuelle Sensoren sind eigentlich Algorithmen, die Werte über den Zustand einzelner Komponenten durch Abhängigkeitssimulationen von stellvertretenden Messgrößen ermitteln. Konkret bedeutet das: Durch die Korrelation von Daten für auftretende Kräfte und Vibrationen, Temperatur, Straßenverhältnisse, Bremsbelagdicke, Profiltiefe und viele weitere Faktoren gewinnt die Software eine Fülle von Informationen.

Zusammengefasst und in der Cloud mit Erfahrungswerten kombiniert, ergibt ihre Analyse ein detailliertes Bild des Verschleißzustands und der Restlebensdauer der Komponenten sowie des gesamten Fahrzeugs. Wie dieses Zusammenspiel funktioniert, zeigt COMPREDICT in einem Video aus seinem Demofahrzeug: In einem Tesla Model 3 hat das Startup die Überwachung für diverse Komponenten implementiert und zeichnet alle wichtigen Belastungen live auf. Daraus entstehen Nutzungsprofile und man kann voraussagen, wann die Komponenten ausfallen werden.

Virtuelle Sensoren: Algorithmen führen zu realen Einsparungen

Mit solchen Informationen können Automobilhersteller und Zulieferer ihre Designs optimieren und das Ausfallrisiko minimieren. „Während der Entwicklungsphase eines Fahrzeugs wird auch die Lebensdauer der einzelnen Komponenten festgelegt“, erklärt Stéphane Foulard, einer der beiden COMPREDICT-Gründer. „Doch in der anschließenden Nutzungsphase wird sie vor allem durch das Fahrverhalten, die Nutzungsumgebung und die Wartungsstrategie beeinflusst.“ Entwicklung und Nutzung von Fahrzeugen seien untrennbar verbunden und sollten deshalb immer gemeinsam betrachtet werden. „Das größte Potenzial sehen wir in der ganzheitlichen Optimierung beider Phasen, und genau das ermöglicht unsere Softwarelösung“, sagt der promovierte Ingenieur. So lasse sich mehr Nachhaltigkeit im Transport- und Mobilitätssektor schaffen.

Für die Autoindustrie eröffnet das wichtige Einsparmöglichkeiten. Wenn man etwa den bisherigen Sensor für Bremsbelag-Verschleiß durch mehrere virtuelle Sensoren ersetzt, die Dicke und Temperatur von Bremsbelägen und Bremsscheiben erfassen, dann kann das vier Euro pro Rad sparen, hat COMPREDICT berechnet. Das ist im Großserienmaßstab ein Vermögen. Für Flottenbetreiber rechnet das Startup mit einer Ersparnis von bis zu 500 Euro pro Ausfall, der durch Prognosen und rechtzeitige Gegenmaßnahmen vermieden wird. Im Gebrauchtwagenmarkt könne die Wertermittlung von COMPREDICT einen Unterschied um 2.000 Euro bei Fahrzeugen mit gleicher Laufleistung ergeben. Dieses Konzept stößt auf Interesse in der Industrie. Als Entwicklungspartner nennt COMPREDICT unter anderem Audi, Porsche, Volkswagen und Michelin. Die Plattform ist auch bereits bei verschiedenen Herstellern im Einsatz.

Microsoft für Startups: Unterstützung für B2B-Geschäftsideen

Für seine SaaS-Lösung nutzt das Unternehmen Microsoft Azure als Cloud-Plattform. „Da Azure einen sehr guten Ruf in der Automobilbranche hat und ein substanzieller Teil unserer Kunden dort Fahrzeugdaten speichert, haben auch wir unsere Entwicklungspipelines und die Produktionsserver auf Azure aufgesetzt“, erläutert Mitgründer Rafael Fietzek, der ebenfalls ein promovierter Ingenieur ist. „Wir sehen großes Potenzial, unsere Softwarelösung mit Azure besonders schnell skalieren zu können.“ COMPREDICT gehört außerdem zu Microsoft für Startups, das solchen jungen Tech-Unternehmen bei ihrem Wachstum unterstützt.

Unser kostenloses, weltweites Programm hilft B2B-Startups, ihre Technologien zu entwickeln und das Geschäft weiter auszubauen. Dafür ermöglichen wir nicht nur den Zugang zu leistungsstarken Technologien wie Microsoft Azure oder Entwicklungsplattformen wie GitHub Enterprise. Die Startups können auch die kommerziellen Marktplätze von Microsoft nutzen, die Hilfe unserer Vertriebsteams in Anspruch nehmen und ihre globale Reichweite durch das ständig wachsende Partnerökosystem erweitern. Microsoft für Startups pflegt außerdem Partnerschaften mit führenden Accelerators, Inkubatoren, Risikokapital-Gesellschaften und Startup-Organisationen auf der ganzen Welt. Diese vielen Aktivitäten zahlen sich aus für die jungen Unternehmen: Die Startups in unserem Programm erzielten bereits Verkaufschancen von über einer Milliarde US-Dollar und allein im vergangenen Jahr lagen die Geschäftsabschlüsse durchschnittlich im sechsstelligen Bereich.

TWAICE: Digitale Zwillinge liefern Echtzeit-Daten aus Akkus von E-Autos

Einen ähnlichen Ansatz wie COMPREDICT verfolgt TWAICE, doch das Münchner Startup konzentriert auf den Lithium-Ionen-Akku von Elektrofahrzeugen. Denn trotz ihrer zentralen Bedeutung für die E-Mobilität ist die aufladbare Batterie oft noch eine Blackbox. Über ihren aktuellen Zustand ist nur wenig bekannt. Mit seiner Batterieanalytik-Software will TWAICE den Einsatz optimieren, und zwar industrieübergreifend für die gesamte Wertschöpfungskette: von Entwicklung und Produktion über den Weiterverkauf bis zum „zweiten Leben“ als Energiespeicher in der Stromerzeugung.

Gründerteam von TAWICE
TWAICE-Gründer Stephan Rohr und Michael Baumann.

Um das zu erreichen, setzt TWAICE vor allem auf sein spezielles Know-how. Mit seinem eigenen Batterielabor und fünfjähriger Erfahrung in der Akku-Entwicklung hält das Unternehmen bereits mehrere Patente. Dieses Wissen bildet die Basis für seine prädiktive Analytik-Lösung mit künstlicher Intelligenz. „Wir definieren uns über tiefe Batterie- und Machine-Learning-Expertise, die wir kombinieren, um jederzeit und schnell tiefgreifende Analysen und Optimierungen bieten zu können“, erklärt der Mitgründer und Co-CEO Stephan Rohr.

Kernbestandteil ist eine Cloud-Lösung, mit der sich Batterien im gesamten Lebenszyklus optimieren lassen. Deshalb finden sich neben Batterie-Expert*innen auch zahlreiche Software-Expert*innen unter den über 60 Mitarbeitenden von TWAICE. Gemeinsam gestalten sie das Portfolio für ihre Kunden aus dem Mobilitäts- und Energiesektor. Sie erstellen zum einem Simulationsmodelle, um die Batterieentwicklung zu optimieren. Damit lassen sich beispielsweise extreme Belastungen nachbilden, die richtige Betriebsstrategie ermitteln oder der beste Zelltyp für den Akku identifizieren. Zum anderen stellt TWAICE auch eine cloudbasierte Analytik-Software bereit, die auf den täglichen Einsatz zielt: Sie überwacht unter anderem den Alterungsprozess der Batterie, visualisiert die relevanten Daten in Echtzeit und ermöglicht eine vorausschauende Wartung.

Teslatest
Tesla-Test von TWAICE.

Den aktuellen Zustand bildet TWAICE mit digitalen Zwillingen ab: exakten Kopien jeder aufladbaren Batterie in der Cloud. Dieses Modell lässt sich auf eine unbegrenzte Zahl von Akkus skalieren. „Wir sind nur durch die Kapazitäten der Cloud limitiert, und die sind bekanntlich sehr flexibel erweiterbar“, erklärt Rohr. TWAICE reduziere außerdem die zu übertragende Datenmenge und könne auch mit schlechterer Datenqualität oder Datenlücken umgehen. „Wir können Millionen von Batterien ohne Probleme anschließen, ganzheitlich managen und optimieren.“

Nächstes Projekt: Restwert von Gebrauchtwagen bestimmen

Aktuell arbeitet TWAICE mit verschiedenen Herstellern von elektrischen Pkw und Nutzfahrzeugen sowie mit Betreibern von Batteriespeichern, wozu beispielsweise Audi und Smart Power gehören. Mit dem TÜV Rheinland entwickelt das Startup gerade ein Konzept für die Restwertbestimmung von E-Autos, denn der Zustand der Batterien und ihre verfügbare Kapazität sind dabei wichtige Größen. „Gemeinsam mit Autovista haben wir gezeigt, dass der Akku bereits nach drei Jahren bis zu 450 Euro Unterschied beim Weiterverkauf eines Kleinwagens ausmachen kann“, sagt der Mitgründer und Co-CEO Michael Baumann.

Der Bedarf für die Lösungen von TWAICE ist offensichtlich vorhanden und wächst mit der Verbreitung von E-Fahrzeugen. Eine neutrale anerkannte Batterieanalyse liefert sowohl privaten Autokäufer*innen als auch Leasingunternehmen wertvolle Informationen, doch TWAICE sieht nicht nur wirtschaftliche Vorteile: „Der ökonomische Nutzen unserer Lösungen ist häufig auch ökologisch“, sagt Baumann. Wenn die Batterie länger laufen kann, sinkt auch die Umweltbelastung.


Ein Beitrag von Markus Göbel
Senior Communications Manager Data Applications and Infrastructure

Markus Göbel

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