CASO STUDIO

Una linea, molte batterie: come Ionetic e Rockwell Automation stanno rendendo più semplice l’elettrificazione

I principali OEM del settore automotive producono milioni di veicoli ogni anno, sfruttando le capacità dei fornitori Tier 1 per sviluppare internamente e su larga scala pacchi batteria EV personalizzati, riducendo i costi unitari. Al contrario, migliaia di produttori di nicchia – quelli che producono meno di 10000 veicoli all’anno – affrontano una sfida diversa. Con una minore sensibilità ai costi unitari ma budget di sviluppo limitati, molti si affidano a prodotti commerciali pronti all’uso per le batterie che non soddisfano appieno le loro esigenze di packaging. Ora, esiste una terza opzione.

Ionetic è uno sviluppatore di pacchi batteria end-to-end accelerato da software, dedicato a rivoluzionare il modo in cui i pacchi batteria vengono portati sul mercato.

Sfida

Gli OEM di nicchia e a basso volume, che producono meno di 10000 veicoli all'anno, faticano ad accedere a pacchi batteria su misura per le loro esigenze.
I pacchi batteria prodotti commerciali pronti all'uso spesso compromettono l'imballaggio, le prestazioni o l'integrazione, limitando la flessibilità di progettazione dei veicoli.
I pacchi batteria personalizzati dei fornitori Tier 1 richiedono volumi elevati e investimenti significativi, rendendoli inaccessibili per gli OEM più piccoli.
Le linee di produzione di batterie tradizionali sono costose, rigide e lente ad adattarsi, creando barriere per la produzione a basso volume.

Soluzione

Ionetic ha collaborato con Rockwell Automation per sviluppare Arc Fab, un sistema di produzione flessibile in grado di produrre più modelli di pacchi batteria personalizzati su un'unica linea.
La tecnologia digital twin Emulate3D™ ha permesso la messa in servizio virtuale e la convalida dei processi, riducendo i tempi di configurazione e i rischi della produzione.
Plex Smart Manufacturing Platform ha automatizzato il monitoraggio della produzione, ottimizzato i flussi di lavoro e migliorato la visibilità in tempo reale delle operazioni.
iTRAK® Intelligent Track Systems ha introdotto un controllo del movimento flessibile, consentendo una rapida riconfigurazione per diversi modelli di pacchi batteria.
FactoryTalk® DataMosaix™ ha fornito dati in tempo reale, inclusa la mappatura dell'uso dell'energia, per ottimizzare l'efficienza energetica e la sostenibilità della produzione.

Risultato

Tempi di configurazione ridotti fino a due terzi grazie alla messa in servizio virtuale e alla simulazione dei processi.
Time-to-market accelerato fino al 25%, consentendo una consegna più rapida di pacchi batteria personalizzati agli OEM.
Spese in conto capitale ridotte di 5 × per GWh, rendendo le capacità produttive più accessibili ai produttori a basso volume.
Flessibilità di produzione sbloccata, con la capacità di produrre diverse configurazioni di pacchi batteria sulla stessa linea.
Efficienza energetica migliorata, con informazioni basate sui dati che identificano ed eliminano le inefficienze di produzione prima dell'inizio della produzione.

Una linea, molte batterie.

Immaginate una linea di produzione versatile come un sarto altamente qualificato, in grado di creare abiti su misura progettati esattamente in base alle esigenze del cliente. Tuttavia, immaginate che il sarto possa creare un abito su misura in poche ore, non giorni, e a un prezzo paragonabile a quello di un rivenditore di fascia alta. Anche se si tratta di una metafora un po' estesa, questa è l'essenza della partnership tra Ionetic e Rockwell Automation. Insieme, le due aziende applicano con successo questa filosofia per portare soluzioni mai viste prima nel mondo dei veicoli elettrici e delle loro batterie.

Sfida

Fino ad ora, gli OEM di nicchia e a basso volume hanno avuto una scelta limitata per quanto riguarda le soluzioni di batterie per veicoli elettrici. I pacchi batteria standard prodotti commerciali pronti all'uso offrono affidabilità ma possono mancare della flessibilità necessaria per progetti di veicoli unici. D'altra parte, i programmi di batterie completamente personalizzati dei fornitori di servizi di ingegneria Tier 1 richiedono volumi e investimenti significativi, rendendo i loro vantaggi irraggiungibili per molti OEM innovativi. Questo significa che i produttori più piccoli hanno sperimentato un percorso più lento verso l'elettrificazione, mentre gli OEM più grandi hanno fatto progressi con soluzioni personalizzate su misura per la loro scala.

Sfruttando la tecnologia digital twin all'avanguardia di Rockwell e i sistemi accelerati da software e supportati dall'IA di Ionetic, stiamo finalmente rompendo questo ciclo, offrendo pacchi batteria personalizzati che trasformano il settore e soddisfano le esigenze di prestazioni, costi e time-to-market di un'ampia gamma di OEM moderni.

Perché esiste la partnership: risolvere le sfide sistemiche

Non c'è dubbio che l'elettrificazione sia il futuro. Nonostante il diffuso rallentamento delle vendite di veicoli elettrici in Europa,la tendenza a lungo termine è per una crescita sostenibile. Tuttavia, nonostante la crescita delle gigafactory, il costo dei pacchi batteria continua a rappresentare una sfida,arrivando a rappresentare fino al 40% del costo totale di un veicolo elettrico.

Per le piattaforme di veicoli ad alto volume, che producono centinaia di migliaia o addirittura milioni di unità, questo rapporto di costi può essere assorbito nel tempo. Ma la barriera all'ingresso per i produttori più piccoli e di nicchia è molto più significativa – a volte impossibile da superare.

Sebbene l'elettrificazione sia fondamentale per raggiungere le emissioni nette zero, molti OEM più piccoli faticano ad accedere alle giuste soluzioni per le batterie. Poiché i metodi di produzione tradizionali sono concepiti per la produzione di grandi volumi, è più difficile per i produttori di nicchia trovare pacchi batteria che soddisfino le loro esigenze specifiche. Affrontare questa lacuna richiede un approccio flessibile ed efficiente che consenta l'innovazione senza le barriere dei modelli di sviluppo convenzionali.

Sfide sistemiche:

Modelli di produzione rigidi

Le linee di produzione tradizionali richiedono molto tempo per essere costruite e sono costose, poco adatte all'agilità necessaria agli OEM a basso volume. Richiedono un investimento iniziale significativo (a volte nell'ordine di decine di milioni) e sono progettate per un unico tipo di pacco batteria, lasciando l'OEM incapace di adattare i progetti all'evoluzione della tecnologia delle batterie o ai cambiamenti dei veicoli.

Prestazioni compromesse

I pacchi batteria prodotti commerciali pronti all'uso spesso non soddisfano i requisiti critici di prestazioni o di packaging, portando a inefficienze in termini di peso, dimensioni ed energia. Inoltre, limitano l'ambizione di qualsiasi produttore che desideri creare un design di veicolo veramente unico. Gran parte del design e delle prestazioni del veicolo è integrata e letteralmente costruita intorno alla batteria.

Adattare il design di un veicolo per funzionare con una batteria “standard” non fa molto per migliorare l'appeal estetico di un veicolo o l'integrazione dei suoi vari sistemi di telaio e può portare a una serie di design identici, portando alcuni a definire i veicoli elettrici come semplici elettrodomestici. L'unico modo per garantire che il DNA di un marchio sia costruito e mantenuto nella transizione ai veicoli elettrici è progettare veicoli e batterie in sinergia.

Costi e tempi proibitivi

Lo sviluppo di pacchi batteria su misura con fornitori Tier 1 può richiedere più di quattro anni e costare oltre USD 30.000.000, una barriera insormontabile per la maggior parte degli OEM di nicchia. Anche se il budget è disponibile, i ritardi del progetto per qualsiasi motivo, interno o di mercato, iniziano rapidamente a erodere i già esigui margini di profitto – un problema che può solo peggiorare dato il rapido tasso di miglioramento delle prestazioni delle celle delle batterie, anno dopo anno.

Soluzione

Più intelligenti, più veloci, più scalabili

La progettazione di pacchi batteria personalizzati per veicoli elettrici è solo una parte del problema. La vera sfida è produrli su larga scala, in modo economico ed efficiente. Con i processi di sviluppo tradizionali non adatti a tenere il passo con la domanda, i produttori di veicoli elettrici di nicchia e a basso volume hanno bisogno di un approccio completamente nuovo per applicazioni che vanno dalle supercar agli autobus, ai camion o anche alle barche. È un problema che Ionetic ha cercato di risolvere negli ultimi tre anni e, adottando un approccio completamente nuovo in collaborazione con Rockwell, è convinta di aver fatto il grande passo avanti.

Ionetic e Rockwell Automation hanno unito le loro forze nel software, nell'hardware e nelle tecnologie di produzione flessibili con l'automazione avanzata. La piattaforma Arc di Ionetic integra la progettazione basata sull'IA, la validazione virtuale rapida e l'ottimizzazione abilitata dal software, riducendo drasticamente i tempi e i costi di sviluppo. Ma senza una produzione flessibile, anche i migliori progetti possono rimanere bloccati. È qui che entra in gioco Arc Fab, il suo sistema di produzione adattabile.

Grazie alla tecnologia di automazione e digital twin di Rockwell, Arc Fab consente di costruire più pacchi batteria personalizzati su una singola linea, riducendo i tempi di messa in servizio fino a due terzi e riducendo significativamente il time-to-market per gli OEM. Con tecnologie di fabbrica intelligente come il software digital twin dinamico Emulate3D™, Plex Smart Manufacturing Platform e la tecnologia di movimentazione indipendente, sta creando un nuovo standard per la produzione di pacchi batteria: un sistema veloce, economico e scalabile per gli OEM di nicchia e a basso volume.

Risultato

Flessibilità su larga scala

Integrando i iTRAK® Intelligent Track Systems, una singola linea di produzione raggiunge una maggiore flessibilità, consentendo la produzione di più modelli di pacchi batteria per diversi clienti. Questa tecnologia avanzata di controllo del movimento permette cambi di produzione rapidi e una gestione efficiente di varie configurazioni, personalizzate in base alle esigenze specifiche di ogni OEM.

Tempi più brevi, costi inferiori

Una messa in servizio più rapida, costi di sviluppo ridotti e un processo produttivo ottimizzato offrono vantaggi competitivi per gli OEM.

Progressi compiuti e prova di innovazione

La collaborazione sta già dando risultati leader di settore, trasformando la produzione di pacchi batteria in tre aree critiche: flessibilità, efficienza e operazioni.

1. Flessibilità con la tecnologia Emulate3D™

Il software di digital twin dinamico Emulate3D™ di RockwellEmulate3D™ consente a Ionetic di simulare e ottimizzare virtualmente le linee di produzione, creando pacchi batteria su misura senza costosi investimenti in nuovi strumenti. Questo permette la personalizzazione su larga scala necessaria ai suoi clienti per rimanere competitivi quando il time-to-market è più critico che mai. Andando oltre un digital twin autonomo, il software Emulate3D utilizza lo stesso codice della linea di produzione fisica, garantendo che i processi validati nel mondo virtuale funzionino in modo coerente nella realtà. Questo consente una validazione senza soluzione di continuità prima di iniziare la produzione.

2. Efficienza in termini di costi e tempi

La messa in servizio virtuale in Arc Fab, basata sul software di digital twin Emulate3D di Rockwell Automation, riduce fino a due terzi il tempo necessario per configurare le linee di produzione, consentendo una messa in servizio più rapida per i nuovi progetti. Integrando la Plex Smart Manufacturing Platform, semplifica ulteriormente le operazioni automatizzando il monitoraggio della produzione, ottimizzando i flussi di lavoro e garantendo la visibilità in tempo reale delle prestazioni produttive. Questo significa che i suoi clienti OEM possono portare i veicoli sul mercato molto più rapidamente, consentendo agli OEM di innovare rapidamente e soddisfare la crescente domanda di veicoli elettrici.

Le efficienze ottenute grazie all'automazione e alla validazione digitale, grazie alla collaborazione di Ionetic con Rockwell Automation, riducono la spesa in conto capitale (CapEx) complessiva necessaria per stabilire le capacità produttive – cinque volte meno CapEx per GWh – rendendola accessibile anche agli OEM più piccoli.

3. Eccellenza operativa e consumo energetico

Le simulazioni nel software di digital twin dinamico Emulate3D identificano i colli di bottiglia e ottimizzano i flussi di lavoro su richiesta, garantendo una maggiore produttività. Le soluzioni di industrial data ops, come FactoryTalk® DataMosaix™ di Rockwell Automation, con applicazioni come Energy Manager, mappano il consumo energetico lungo la linea di produzione, consentendo di affrontare le inefficienze prima dell'inizio della produzione, supportando pratiche di produzione sostenibili, riducendo i costi operativi e migliorando l'efficienza energetica complessiva nella produzione di pacchi batteria.

"La produzione di batterie è tipicamente lenta e costosa. Combinando l'automazione e la tecnologia digital twin di Rockwell con le efficienze di Arc, abbiamo ridotto significativamente i tempi e i costi di allestimento delle linee di produzione", ha dichiarato James Eaton, CEO e fondatore di Ionetic. "Questo significa che possiamo mettere in funzione le linee dei clienti più rapidamente, ridurre i ritardi e rendere la scalabilità molto più prevedibile. Per gli OEM più piccoli, questo rende la produzione di pacchi batteria personalizzati più accessibile e flessibile. Con una scelta di diversi formati di celle, chimiche e tensioni di sistema, i nostri clienti possono ottimizzare rapidamente la loro strategia di elettrificazione con pacchi batteria su misura per le loro esigenze".

"I digital twin sono, ovviamente, ampiamente utilizzati per simulare i processi produttivi in una vasta gamma di settori", ha spiegato Åsa Arvidsson, vicepresidente regionale per le regioni centrale, orientale e settentrionale di Rockwell Automation, "ma mentre tutti sono rappresentazioni digitali di entità fisiche valutate in un mondo virtuale, non tutti sono uguali. Molti sono, in effetti, più simili a un videogioco, creando semplicemente modelli 3D per simulare l'aspetto di una fabbrica. Ma con Emulate3D, stiamo creando un vero digital twin dell'impianto, controllando i robot nell'impianto virtuale con il codice effettivo che abbiamo scritto per quello reale. Questo ci dà la certezza che, quando l'impianto sarà installato, sapremo esattamente come funzionerà".

La strada da percorrere: scalare l'innovazione

L'industria dei veicoli elettrici è stata a lungo vincolata da modelli rigidi di produzione delle batterie che soffocano l'innovazione. Ma non deve più essere così. Questa collaborazione tra Ionetic e Rockwell Automation ribalta questa situazione. Combinando l'esperienza di Ionetic nella tecnologia delle batterie con gli strumenti digitali all'avanguardia di Rockwell, dimostrano che i pacchi batteria personalizzati possono essere sia veloci da portare sul mercato che economici, aprendo nuove opportunità sia per gli OEM che per gli investitori.

La partnership Ionetic-Rockwell sta appena iniziando a sbloccare il pieno potenziale della produzione digitale nel settore delle batterie per veicoli elettrici.

Per gli OEM di nicchia e a basso volume, la strada verso l'elettrificazione non è più un compromesso, ma un potenziale vantaggio competitivo. Questa collaborazione getta una solida base per la crescita futura di Ionetic, offrendo un rischio ridotto, tempi più rapidi e soluzioni scalabili. Insieme, Ionetic e Rockwell stanno costruendo il futuro della produzione di batterie, un pacco su misura alla volta.

Pubblicato 7 aprile 2025

Potrebbero interessarti anche