ESTUDO DE CASO

One Line, Many Batteries: como a Ionetic e a Rockwell Automation estão facilitando a eletrificação

Os principais OEMs automotivos do mundo produzem milhões de veículos a cada ano, aproveitando a capacidade dos fornecedores de nível 1 para desenvolver internamente e em escala baterias de veículos elétricos personalizadas, reduzindo o custo unitário. Em contraste, milhares de fabricantes de nicho – aqueles que produzem menos de 10000 veículos anualmente – enfrentam um desafio diferente. Com menor sensibilidade ao custo unitário, mas orçamentos de desenvolvimento limitados, muitos dependem de projetos de baterias prontas para uso que não atendem totalmente às suas necessidades de embalagem. Agora, há uma terceira opção.

A Ionetic é uma programadora de bateria de ponta a ponta, acelerada por software, dedicada a revolucionar a forma como as baterias são levadas ao mercado.

Desafio

OEMs de nicho e de baixo volume, que produzem menos de 10000 veículos por ano, têm dificuldade em acessar baterias adaptadas às suas necessidades.
As baterias prontas para uso geralmente comprometem o empacotamento, o desempenho ou a integração, limitando a flexibilidade do design do veículo.
As baterias personalizadas de fornecedores Tier 1 exigem volumes elevados e investimentos significativos, tornando-as inacessíveis para OEMs menores.
As linhas de fabricação de baterias tradicionais são caras, rígidas e lentas para se adaptar, criando barreiras para a produção de baixo volume.

Solução

A Ionetic fez parceria com a Rockwell Automation para desenvolver o Arc Fab, um sistema de produção flexível capaz de produzir vários designs personalizados de bateria em uma única linha.
A tecnologia de gêmeo digital Emulate3D™ permitiu o comissionamento virtual e a validação de processo, reduzindo os tempos de configuração e mitigando riscos na produção.
A Plex Smart Manufacturing Platform automatizou o rastreamento da produção, otimizou os fluxos de trabalho e melhorou a visibilidade em todas as operações.
Os sistemas iTRAK® Intelligent Track introduziram controle de movimento flexível, permitindo rápida reconfiguração para diferentes designs de bateria.
O FactoryTalk® DataMosaix™ forneceu dado em tempo real, incluindo o mapeamento do uso de energia, para otimizar a eficiência da produção e a sustentabilidade.

Resultado

Tempo de configuração reduzido em até dois terços por meio de comissionamento virtual e simulação de processo.
Tempo de lançamento no mercado acelerado em até 25%, permitindo a entrega mais rápida de baterias personalizadas para OEMs.
Despesas de capital reduzidas em 5 × por GWh, tornando as capacidades de fabricação mais acessíveis para fabricantes de baixo volume.
Flexibilidade de produção desbloqueada, com a capacidade de fabricar diferentes configurações de baterias na mesma linha.
Eficiência energética aprimorada, com insights baseados em dados identificando e eliminando ineficiências de produção antes do início da fabricação.

Uma linha, muitas baterias.

Imagine uma linha de produção tão versátil quanto um alfaiate altamente qualificado, capaz de criar ternos sob medida projetados precisamente para as necessidades do cliente. No entanto, imagine que o alfaiate pudesse criar um terno sob medida em questão de horas, não dias, e a um preço comparável ao de um varejista de rua. Embora seja uma metáfora um pouco estendida, esta é a essência da parceria entre Ionetic e Rockwell Automation. Juntas, as duas empresas aplicam com sucesso essa filosofia para trazer soluções nunca antes vistas para o mundo dos veículos elétricos e suas baterias.

Desafio

Até agora, OEMs de nicho e de baixo volume tiveram opções limitadas quando se trata de soluções de bateria para VEs. Os pacotes padronizados prontos para uso oferecem confiabilidade, mas podem carecer da flexibilidade necessária para projetos de veículos exclusivos. Por outro lado, programas de baterias totalmente personalizados de fornecedores de serviço de engenharia Tier 1 exigem volumes e investimentos significativos, colocando seus benefícios além do alcance de muitos OEMs inovadores. Isso significa que fabricantes menores experimentaram um caminho mais lento para a eletrificação, enquanto OEMs maiores avançaram com soluções personalizadas adaptadas à sua escala.

Ao aproveitar a tecnologia de gêmeo digital de ponta da Rockwell e os sistemas acelerados por software e suportados por IA da Ionetic, estamos finalmente quebrando esse ciclo, fornecendo pacotes de bateria personalizados que transformam a indústria e atendem às necessidades de desempenho, custo e tempo de lançamento no mercado de uma ampla gama de OEMs modernos.

Por que a parceria existe: resolvendo desafios sistêmicos

Não há dúvida de que a eletrificação é o futuro. Apesar da desaceleração amplamente divulgada nas vendas de veículos elétricos na Europa,a tendência de longo prazo é de crescimento sustentável. No entanto, apesar do crescimento das gigafábricas, o custo dos pacotes de bateria continua sendo um desafio,representando até 40% do custo total de um VE.

Para plataformas de veículos de alto volume, produzindo centenas de milhares ou até milhões de unidades, essa proporção de custos pode ser absorvida ao longo do tempo. Mas a barreira de entrada para fabricantes menores e de nicho é consideravelmente mais significativa – às vezes impossível.

Embora a eletrificação seja fundamental para alcançar emissões líquidas zero, muitos OEMs menores têm dificuldade em acessar as soluções de bateria certas. Como os métodos de fabricação tradicionais são projetados para produção de alto volume, é mais difícil para fabricantes de nicho encontrar pacotes de bateria que atendam às suas necessidades específicas. Abordar essa lacuna requer uma abordagem flexível e eficiente que permita a inovação sem as barreiras dos modelos de desenvolvimento convencionais.

Desafios sistêmicos:

Modelos rígidos de fabricação

As linhas de produção tradicionais são demoradas e caras para serem construídas, inadequadas para a agilidade necessária pelos OEMs de baixo volume. Elas exigem um investimento inicial significativo (às vezes na casa das dezenas de milhões) e são construídas para atender a um único projeto de pacote de bateria, deixando o OEM incapaz de adaptar os projetos à medida que a tecnologia de bateria evolui ou os projetos de veículos mudam.

Desempenho comprometido

Os pacotes prontos para uso geralmente não atendem aos requisitos críticos de desempenho ou embalagem, levando a ineficiências em peso, tamanho e energia. Eles também inibem a ambição de qualquer fabricante que deseje criar um design de veículo verdadeiramente único. Grande parte do design e do desempenho do veículo é integral e literalmente construída em torno da bateria.

Adaptar o design de um veículo para funcionar com uma bateria “padrão” faz pouco para melhorar o apelo estético de um veículo ou a embalagem de seus vários sistemas de rack e pode resultar em uma monotonia de designs idênticos, levando alguns a ir tão longe a ponto de rotular os VEs como meros eletrodomésticos. A única maneira de garantir que o DNA de uma marca seja construído e mantido na transição para VEs é projetar veículos e baterias em uníssono.

Custos e prazos proibitivos

O desenvolvimento personalizado de pacotes de bateria com fornecedores Tier 1 pode levar mais de quatro anos e custar mais de USD 30.000.000,00, uma barreira intransponível para a maioria dos OEMs de nicho. Mesmo que o orçamento esteja disponível, atrasos no projeto por qualquer motivo, seja interno ou impulsionado pelo mercado, rapidamente começam a corroer as já estreitas margens de lucro – um problema que só pode piorar dado o rápido ritmo de melhoria no desempenho das células de bateria, ano após ano.

Solução

Mais inteligente, mais rápido, mais escalável

Projetar battery packs de VE personalizados é apenas uma parte do quebra-cabeça. Fabricá-los em escala, de forma acessível e eficiente, tem sido o verdadeiro desafio há muito tempo. Com processos de desenvolvimento tradicionais não adequados para acompanhar a demanda, é necessária uma abordagem completamente nova para fabricantes de VEs de nicho e de baixo volume para aplicações que vão desde supercarros até ônibus, caminhões ou até mesmo barcos. É um problema que a Ionetic passou os últimos três anos tentando resolver e, ao adotar uma abordagem completamente nova em parceria com a Rockwell, está confiante de que fez a descoberta.

A Ionetic e a Rockwell Automation fizeram uma parceria para combinar suas forças em software, hardware e tecnologias de fabricação flexíveis com automação avançada. A plataforma Arc da Ionetic integra design orientado por IA, validação virtual rápida e otimização habilitada por software, reduzindo significativamente o tempo e o custo de desenvolvimento. Mas sem produção flexível, mesmo os melhores designs podem travar. É aí que entra o Arc Fab, seu sistema de produção flexível.

Impulsionado pela automação e tecnologia de gêmeo digital da Rockwell, o Arc Fab permite que vários battery packs personalizados sejam construídos em uma única linha, reduzindo o tempo de comissionamento em até dois terços, reduzindo significativamente o tempo de lançamento no mercado para OEMs. Com tecnologias de fábrica inteligente como o software de gêmeo digital dinâmico Emulate3D™, Plex Smart Manufacturing Platform e tecnologia de trilha de carrinho independente, está criando um novo padrão para a fabricação de battery packs: um que seja rápido, de custo otimizado e escalável para OEMs de nicho e de baixo volume.

Resultado

Flexibilidade em escala

Ao integrar o iTRAK® Intelligent Track Systems da Rockwell, uma única linha de produção alcança maior flexibilidade, permitindo a produção de vários projetos de bateria para vários clientes. Essa avançada tecnologia de controle de movimento permite trocas rápidas e o manuseio eficiente de diversas configurações, adaptadas às necessidades individuais dos OEMs.

Cronogramas mais curtos, custos mais baixos

Comissionamento mais rápido, custos de desenvolvimento reduzidos e um processo de fabricação otimizado proporcionam vantagens competitivas para os OEMs.

Progresso alcançado e prova de inovação

A parceria já está entregando resultados líderes do setor, transformando a fabricação de baterias em três áreas críticas: flexibilidade, eficiência e operações.

1. Flexibilidade com a tecnologia Emulate3D™

O software de gêmeo digital dinâmico Emulate3D™ da Rockwell permite que a Ionetic simule e otimize linhas de produção virtualmente, criando baterias personalizadas sem investimentos dispendiosos em novas ferramentas. Isso possibilita a personalização crucial em escala necessária para que seus clientes permaneçam competitivos quando o tempo de lançamento no mercado é mais crítico do que nunca. Indo além de um gêmeo digital autônomo, o software Emulate3D utiliza o mesmo código da linha de produção física, garantindo que os processos validados no mundo virtual funcionem de forma consistente na realidade. Isso permite uma validação perfeita antes de iniciar a fabricação.

2. Eficiência de custo e tempo

O comissionamento virtual no Arc Fab, alimentado pelo software de gêmeo digital Emulate3D da Rockwell Automation, reduz o tempo necessário para configurar linhas de produção em até dois terços, levando a um comissionamento mais rápido para novos projetos. Ao integrar a Plex Smart Manufacturing Platform, simplifica ainda mais as operações ao automatizar o rastreamento da produção, otimizar fluxos de trabalho e garantir visibilidade em tempo real do desempenho da produção. Isso significa que seus clientes OEM podem levar veículos ao mercado significativamente mais rápido, permitindo que os OEMs inovem rapidamente e atendam à crescente demanda por VEs.

As eficiências desbloqueadas por meio da automação e validação digital, graças à parceria da Ionetic com a Rockwell Automation, reduzem o gasto de capital (CapEx) geral necessário para estabelecer capacidades de fabricação – cinco vezes menor CapEx por GWh – tornando-o acessível para OEMs menores.

3. Excelência operacional e uso de energia

As simulações no software de gêmeo digital dinâmico Emulate3D identificam gargalos e otimizam fluxos de trabalho sob demanda, garantindo maior produtividade e rendimento. Soluções de operações de dados industriais, como o FactoryTalk® DataMosaix™ da Rockwell Automation, com aplicações como o Energy Manager, mapeiam o uso de energia ao longo da linha de produção, permitindo que as ineficiências sejam resolvidas antes do início da produção, apoiando práticas de fabricação sustentáveis, reduzindo os custos operacionais e aumentando a eficiência energética geral na produção de baterias.

"A fabricação de baterias é tipicamente lenta e cara. Ao combinar a automação e a tecnologia de gêmeo digital da Rockwell com as eficiências da Arc, reduzimos significativamente o tempo e o custo de configuração das linhas de produção", disse James Eaton, CEO e fundador da Ionetic. "Isso significa que podemos comissionar as linhas dos clientes mais rapidamente, reduzir atrasos e tornar a expansão muito mais previsível. Para OEMs menores, isso torna a produção de baterias personalizadas mais acessível e flexível. Com uma variedade de formatos de célula, químicas e tensões de sistema, nossos clientes podem otimizar rapidamente sua estratégia de eletrificação com baterias adaptadas às suas necessidades."

"Gêmeos digitais são, é claro, amplamente utilizados para simular processos de fabricação em uma ampla gama de indústrias", explicou Åsa Arvidsson, vice-presidente regional da região central, leste e norte da Rockwell Automation, "mas, embora todos sejam representações digitais de entidades físicas avaliadas em um mundo virtual, nem todos são iguais. Muitos são, na verdade, mais semelhantes a um videogame, simplesmente criando modelos 3D semelhantes para criar a aparência de uma fábrica simulada. Mas com o Emulate3D, estamos criando um gêmeo digital genuíno da instalação, controlando os robôs na instalação virtual com o código real que escrevemos para a coisa real. Isso nos dá total confiança de que, quando a instalação for instalada, saberemos exatamente como ela vai funcionar."

O caminho à frente: expandindo a inovação

A indústria de VEs há muito tempo é limitada por modelos rígidos de fabricação de baterias que sufocam a inovação. Mas não precisa mais ser assim. Essa parceria entre a Ionetic e a Rockwell Automation inverte essa situação. Ao combinar a experiência da Ionetic em tecnologia de baterias com as ferramentas digitais líderes do setor da Rockwell, eles estão provando que baterias personalizadas podem ser rápidas para o mercado e acessíveis, desbloqueando novas oportunidades para OEMs e investidores.

A parceria Ionetic-Rockwell está apenas começando a desbloquear todo o potencial da fabricação digital no segmento de baterias para VEs.

Para OEMs de nicho e de baixo volume, o caminho para a eletrificação não é mais um compromisso, é uma vantagem competitiva potencial. Essa colaboração estabelece uma base sólida para o crescimento futuro da Ionetic, oferecendo risco reduzido, prazos mais rápidos e soluções escaláveis. Juntos, Ionetic e Rockwell estão construindo o futuro da fabricação de baterias, um pacote personalizado de cada vez.

Publicado 7 de abril de 2025

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