ÉTUDE DE CAS

Une ligne, de nombreuses batteries : comment Ionetic et Rockwell Automation facilitent l’électrification

Les principaux constructeurs automobiles du monde produisent des millions de véhicules chaque année, en s'appuyant sur les capacités des fournisseurs de rang 1 pour développer en interne et à grande échelle des blocs-batteries personnalisés pour véhicules électriques, ce qui permet de réduire les coûts unitaires. En revanche, des milliers de fabricants de niche, qui produisent moins de 10000 véhicules par an, sont confrontés à un défi différent. Avec une moindre sensibilité aux coûts unitaires, mais des budgets de développement limités, beaucoup s'appuient sur des conceptions de batteries prêtes à l'emploi qui ne répondent pas pleinement à leurs besoins en matière de conditionnement. Désormais, il existe une troisième option.

Ionetic est un développeur de blocs-batteries de bout en bout, accéléré par logiciel, dédié à la révolution de la mise sur le marché des blocs-batteries.

Défi

Les OEM de niche et à faible volume, produisant moins de 10000 véhicules par an, ont du mal à accéder à des blocs-batteries adaptés à leurs besoins.
Les blocs-batteries standard compromettent souvent le conditionnement, les performances ou l'intégration, limitant la flexibilité de conception des véhicules.
Les blocs-batteries personnalisés des fournisseurs de rang 1 nécessitent des volumes élevés et des investissements importants, les rendant inaccessibles aux petits OEM.
Les lignes de fabrication de batteries traditionnelles sont coûteuses, rigides et lentes à s'adapter, créant des obstacles à la production à faible volume.

Solution

Ionetic s'est associé à Rockwell Automation pour développer Arc Fab, un système de fabrication flexible capable de produire plusieurs conceptions de blocs-batteries personnalisés sur une seule ligne.
La technologie de jumeau numérique Emulate3D™ a permis la mise en service virtuelle et la validation des processus, réduisant les temps de configuration et les risques liés à la production.
La plate-forme de fabrication intelligente Plex a automatisé le suivi de la production, optimisé les flux de travail et amélioré la visibilité sur l'ensemble des opérations.
Les systèmes de guidage intelligent iTRAK® ont introduit une commande de mouvement flexible, permettant une reconfiguration rapide pour différents modèles de blocs-batteries.
FactoryTalk® DataMosaix™ a fourni des données temps réel, y compris la cartographie de la consommation d'énergie, pour optimiser l'efficacité et la durabilité de la production.

Résultat

Temps de configuration réduit jusqu'à deux tiers grâce à la mise en service virtuelle et à la simulation de processus.
Délai de commercialisation accéléré jusqu'à 25 %, permettant une livraison plus rapide des blocs-batteries personnalisés aux OEM.
Dépenses d'investissement réduites de 5 fois par GWh, rendant les capacités de fabrication plus accessibles aux fabricants à faible volume.
Flexibilité de production débloquée, avec la capacité de fabriquer différentes configurations de blocs-batteries sur la même ligne.
Efficacité énergétique améliorée, avec des informations basées sur les données permettant d'identifier et d'éliminer les inefficacités de production avant le début de la fabrication.

Une ligne, de nombreuses batteries.

Imaginez une ligne de fabrication aussi polyvalente qu'un tailleur hautement qualifié, capable de créer des costumes sur mesure conçus précisément selon les besoins du client. Cependant, imaginez que le tailleur puisse créer un costume sur mesure en quelques heures, et non en quelques jours, et à un prix comparable à celui d'un détaillant de la grande distribution. Bien qu'il s'agisse peut-être d'une métaphore quelque peu étendue, c'est l'essence même du partenariat entre Ionetic et Rockwell Automation. Ensemble, les deux entreprises appliquent avec succès cette philosophie pour apporter des solutions inédites au monde des véhicules électriques et de leurs batteries.

Défi

Jusqu'à présent, les OEM de niche et à faible volume avaient un choix limité en matière de solutions de batteries pour VE. Les blocs standard prêts à l'emploi offrent une fiabilité, mais peuvent manquer de la flexibilité nécessaire pour des conceptions de véhicules uniques. D'autre part, les programmes de batteries entièrement personnalisés des fournisseurs de services d'ingénierie de niveau 1 nécessitent des volumes et des investissements importants, ce qui rend leurs avantages inaccessibles à de nombreux OEM innovants. Cela signifie que les petits fabricants ont connu un cheminement plus lent vers l'électrification, tandis que les grands OEM ont fait évoluer les choses avec des solutions personnalisées adaptées à leur échelle.

En tirant parti de la technologie de jumeau numérique de pointe de Rockwell et des systèmes accélérés par logiciel et basés sur l'IA d'Ionetic, nous brisons enfin ce cycle et proposons des blocs-batteries personnalisés transformateurs pour l'industrie, qui répondent aux besoins de performance, de coût et de délai de mise sur le marché d'un large éventail d'OEM modernes.

Pourquoi ce partenariat existe-t-il : résoudre des défis systémiques

L'électrification est sans aucun doute l'avenir. Malgré le ralentissement largement rapporté des ventes de véhicules électriques en Europe, la tendance à long terme est à la croissance durable. Pourtant, malgré la croissance des gigafactories, le coût des blocs-batteries reste un défi, représentant jusqu'à 40 % du coût total d'un VE.

Pour les plates-formes de véhicules à fort volume, produisant des centaines de milliers, voire des millions d'unités, ce ratio de coûts peut être absorbé au fil du temps. Mais la barrière à l'entrée pour les fabricants plus petits et de niche est considérablement plus importante – voire impossible.

Bien que l'électrification soit essentielle pour atteindre la neutralité carbone, de nombreux petits OEM peinent à accéder aux solutions de batterie adaptées. En raison des méthodes de fabrication traditionnelles conçues pour une production à haut volume, il est plus difficile pour les fabricants de niche de trouver des blocs-batteries adaptés à leurs besoins spécifiques. Combler cette lacune nécessite une approche flexible et efficace qui permet l'innovation sans les obstacles des modèles de développement conventionnels.

Défis systémiques :

Modèles de fabrication rigides

Les lignes de fabrication traditionnelles sont longues à construire et coûteuses, et elles ne sont pas adaptées à l'agilité requise par les OEM à faible volume. Elles nécessitent un investissement initial important (parfois de plusieurs dizaines de millions) et sont conçues pour un seul modèle de bloc-batterie, ce qui empêche l'OEM d'adapter les conceptions à l'évolution de la technologie des batteries ou aux changements de conception des véhicules.

Performance compromise

Les blocs standard ne répondent souvent pas aux exigences critiques en matière de performance ou de conditionnement, ce qui entraîne des inefficacités en termes de poids, de taille et d'énergie. Ils freinent également l'ambition de tout fabricant souhaitant créer un design de véhicule véritablement unique. Une grande partie de la conception et des performances du véhicule est intégrée à la batterie et construite littéralement autour de celle-ci.

Adapter la conception d'un véhicule pour qu'il fonctionne avec une batterie « standard » ne fait guère progresser l'attrait esthétique du véhicule ou l'agencement de ses différents systèmes de châssis, et peut aboutir à une uniformité avec des conceptions identiques, ce qui conduit certains à qualifier les VE de simples appareils. La seule façon de garantir la construction et le maintien de l'ADN d'une marque dans la transition vers les VE est de concevoir les véhicules et les batteries à l'unisson.

Coûts et délais prohibitifs

Le développement d'un bloc-batterie sur mesure avec des fournisseurs de rang 1 peut prendre plus de quatre ans et coûter plus de USD 30000000,00, ce qui constitue une barrière insurmontable pour la plupart des OEM de niche. Même si le budget est disponible, les retards du projet pour diverses raisons, qu'elles soient internes ou liées au marché, commencent rapidement à éroder des marges bénéficiaires déjà minces – un problème qui ne peut que s'aggraver compte tenu du rythme rapide d'amélioration des performances des cellules de batterie, d'année en année.

Solution

Plus intelligent, plus rapide, plus évolutif

La conception de blocs-batteries personnalisés pour véhicules électriques n'est qu'une pièce du puzzle. Leur fabrication à grande échelle, de manière abordable et efficace, a longtemps été le véritable défi. Avec des processus de développement traditionnels inadaptés à la demande, une approche complètement nouvelle est nécessaire pour les fabricants de véhicules électriques de niche et à faible volume, pour des applications allant des supercars aux bus, camions, voire bateaux. C'est un problème qu'Ionetic a passé les trois dernières années à essayer de résoudre, et en adoptant une approche complètement nouvelle en partenariat avec Rockwell, elle est convaincue d'avoir fait une percée.

Ionetic et Rockwell Automation se sont associés pour combiner leurs forces en matière de logiciel, de matériel et de technologies de fabrication flexibles avec une automatisation avancée. La plateforme Arc d'Ionetic intègre une conception pilotée par l'IA, une validation virtuelle rapide et une optimisation logicielle, réduisant considérablement le temps et le coût de développement. Mais sans production flexible, même les meilleures conceptions peuvent s'arrêter. C'est là qu'intervient Arc Fab, son système de fabrication adaptable.

Propulsé par l'automatisation de Rockwell et la technologie de jumeau numérique, Arc Fab permet de construire plusieurs blocs-batteries personnalisés sur une seule ligne, réduisant le temps de mise en service jusqu'à deux tiers, réduisant ainsi considérablement le délai de commercialisation pour les OEM. Avec des technologies d'usine intelligente telles que le logiciel de jumeau numérique dynamique Emulate3D™, Plex Smart Manufacturing Platform et la technologie de piste de chariot indépendante, elle crée une nouvelle norme pour la fabrication de blocs-batteries : une norme rapide, rentable et évolutive pour les OEM de niche et à faible volume.

Résultat

Flexibilité à grande échelle

En intégrant la solution de RockwelliTRAK® Intelligent Track Systems, une seule ligne de fabrication offre une flexibilité accrue, permettant la production de plusieurs conceptions de blocs-batteries pour de multiples clients. Cette technologie avancée de commande de mouvement permet des changements rapides et une gestion efficace de diverses configurations, adaptées aux besoins individuels des OEM.

Délais plus courts, coûts réduits

Une mise en service plus rapide, des coûts de développement réduits et un processus de fabrication optimisé offrent des avantages concurrentiels aux OEM.

Progrès réalisés et preuve d’innovation

Le partenariat apporte déjà des résultats de pointe dans le secteur, transformant la fabrication des blocs-batteries dans trois domaines critiques : flexibilité, efficacité et opérations.

1. Flexibilité avec la technologie Emulate3D™

Le logiciel de jumeau numérique dynamique Emulate3D™ de Rockwell permet à Ionetic de simuler et d’optimiser virtuellement les lignes de production, créant des blocs-batteries sur mesure sans investissements coûteux dans de nouveaux outillages. Cela permet la personnalisation à grande échelle cruciale dont ses clients ont besoin pour rester compétitifs alors que le délai de mise sur le marché est plus critique que jamais. Allant plus loin qu’un jumeau numérique autonome, le logiciel Emulate3D utilise le même code que la ligne de fabrication physique, garantissant que les processus validés dans le monde virtuel fonctionnent de manière cohérente dans la réalité. Cela permet une validation transparente avant le lancement de la fabrication.

2. Efficacité en termes de coûts et de temps

La mise en service virtuelle dans Arc Fab, propulsée par le logiciel de jumeau numérique Emulate3D de Rockwell Automation, réduit jusqu’à deux tiers le temps nécessaire à la mise en place des lignes de fabrication, ce qui permet une mise en service plus rapide des nouvelles conceptions. En intégrant la Plex Smart Manufacturing Platform, elle rationalise encore davantage les opérations en automatisant le suivi de la production, en optimisant les flux de travail et en assurant une visibilité en temps réel sur les performances de fabrication. Cela signifie que ses clients OEM peuvent commercialiser les véhicules beaucoup plus rapidement, leur permettant d’innover rapidement et de répondre à la demande croissante de VE.

Les gains d’efficacité obtenus grâce à l’automatisation et à la validation numérique, grâce au partenariat d’Ionetic avec Rockwell Automation, réduisent les dépenses d’investissement (CapEx) globales nécessaires pour établir des capacités de fabrication – CapEx par GWh cinq fois inférieur – rendant cela accessible aux OEM de plus petite taille.

3. Excellence opérationnelle et consommation d’énergie

Les simulations dans le logiciel de jumeau numérique dynamique Emulate3D identifient les goulots d’étranglement et optimisent les flux de travail à la demande, garantissant un débit plus élevé et une productivité accrue. Les solutions d’opérations de données industrielles, telles que FactoryTalk® DataMosaix™ de Rockwell Automation, avec des applications comme le Energy Manager, cartographient la consommation d’énergie le long de la ligne de production, permettant de corriger les inefficacités avant le début de la production, de soutenir des pratiques de fabrication durables, de réduire les coûts d’exploitation et d’améliorer l’efficacité énergétique globale dans la production de blocs-batteries.

« La fabrication de batteries est généralement lente et coûteuse. En combinant l’automatisation et la technologie de jumeau numérique de Rockwell avec l’efficacité d’Arc, nous avons considérablement réduit le temps et le coût de mise en place des lignes de production », a déclaré James Eaton, PDG et fondateur d’Ionetic. « Cela signifie que nous pouvons mettre en service les lignes des clients plus rapidement, réduire les retards et rendre la montée en puissance beaucoup plus prévisible. Pour les petits OEM, cela rend la production de blocs-batteries personnalisés plus accessible et flexible. Avec un choix de différents formats de cellules, de chimies et de tensions système, nos clients peuvent rapidement optimiser leur stratégie d’électrification avec des blocs-batteries adaptés à leurs besoins. »

« Les jumeaux numériques sont, bien sûr, largement utilisés pour simuler les processus de fabrication dans un large éventail d’industries », explique Åsa Arvidsson, vice-présidente régionale pour la région centrale, est et nord chez Rockwell Automation, « mais, bien qu’ils soient tous des représentations numériques d’entités physiques évaluées dans un monde virtuel, ils ne sont pas tous égaux. Beaucoup sont, en effet, plus proches d’un jeu vidéo, créant simplement des modèles 3D ressemblants pour donner l’apparence d’une usine simulée. Mais avec Emulate3D, nous créons un véritable jumeau numérique de l’installation, en contrôlant les robots dans l’installation virtuelle avec le code réel que nous avons écrit pour la version réelle. Cela nous donne une confiance totale que lorsque l’installation est installée, nous savons exactement comment elle va fonctionner. »

La route à suivre : faire évoluer l’innovation

L’industrie des VE a longtemps été contrainte par des modèles rigides de fabrication de batteries qui étouffent l’innovation. Mais cela n’a plus à être le cas. Ce partenariat entre Ionetic et Rockwell Automation renverse la situation. En combinant l’expertise d’Ionetic en technologie des batteries avec les outils numériques de pointe de Rockwell, ils prouvent que les blocs-batteries personnalisés peuvent être à la fois rapides à commercialiser et abordables, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités pour les OEM et les investisseurs.

Le partenariat Ionetic-Rockwell commence à peine à libérer tout le potentiel de la fabrication numérique dans le domaine des batteries pour véhicules électriques.

Pour les OEM de niche et à faible volume, la voie de l’électrification n’est plus un compromis, mais un avantage concurrentiel potentiel. Cette collaboration jette des bases solides pour la croissance future d’Ionetic, offrant un risque réduit, des délais plus courts et des solutions évolutives. Ensemble, Ionetic et Rockwell construisent l’avenir de la fabrication de batteries, un pack sur mesure à la fois.

Publié 7 avril 2025

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