Eine Fertigungsstraße, viele Batteriepackungen: Wie Ionetic und Rockwell Automation die Elektrifizierung erleichtern

Eine Linie, viele Batterien

Stellen Sie sich eine Fertigungsstraße vor, die so vielseitig ist wie ein hochqualifizierter Schneider, der maßgeschneiderte Anzüge entwirft, die exakt auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten sind. Stellen Sie sich jedoch vor, der Schneider könnte einen maßgeschneiderten Anzug innerhalb weniger Stunden statt Tagen anfertigen – und das zu einem Preis, der mit dem eines Einzelhändlers vergleichbar ist. Auch wenn dies vielleicht eine etwas weit gefasste Metapher ist, beschreibt sie doch die Essenz der Partnerschaft zwischen Ionetic und Rockwell Automation. Gemeinsam setzen die beiden Unternehmen diese Philosophie erfolgreich um, um der Welt der Elektrofahrzeuge und ihrer Batterien bislang nie dagewesene Lösungen zu bieten.

Herausforderung

Bislang hatten Nischen- und Kleinserien-OEMs nur eine begrenzte Auswahl an Lösungen für EV-Batterien. Standardmäßige Batteriepackungen bieten zwar Zuverlässigkeit, können jedoch die für einzigartige Wagendesigns erforderliche Flexibilität vermissen lassen. Andererseits erfordern vollständig maßgeschneiderte Batterieprogramme von Tier-1-Engineering-Dienstleistern erhebliche Stückzahlen und Investitionen, wodurch ihre Vorteile für viele innovative OEMs unerreichbar bleiben. Das bedeutet, dass kleinere Hersteller einen langsameren Weg zur Elektrifizierung eingeschlagen haben, während größere OEMs mit individuellen Lösungen, die auf ihre Skalierung zugeschnitten sind, Fortschritte erzielt haben.

Durch den Einsatz der modernen Digital-Twin-Technologie von Rockwell und der KI-gestützten, softwarebeschleunigten Systeme von Ionetic durchbrechen wir diesen Kreislauf und liefern branchenverändernde, maßgeschneiderte Batteriepackungen, die die Anforderungen an Leistung, Kosten und Markteinführungszeit einer breiten Palette moderner OEMs erfüllen.

Warum die Partnerschaft besteht: Lösung systemischer Herausforderungen

Es besteht kein Zweifel daran, dass Elektrifizierung die Zukunft ist. Trotz der weit verbreiteten Berichte über einen Rückgang der Elektrofahrzeugverkäufe in Europa ist der langfristige Trend ein nachhaltiges Wachstum. Doch trotz des Wachstums der Gigafabriken bleiben die Kosten für Batteriepackungen eine Herausforderung, die bis zu 40 % der Gesamtkosten eines Elektrofahrzeugs ausmachen.

Bei Fahrzeugplattformen mit hohen Stückzahlen, die Hunderttausende oder sogar Millionen von Einheiten produzieren, lässt sich dieses Kostenverhältnis im Laufe der Zeit ausgleichen. Doch die Einstiegshürde für kleinere und Nischenhersteller ist erheblich höher – manchmal sogar unüberwindbar.

Während die Elektrifizierung der Schlüssel zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen ist, haben viele kleinere OEMs Schwierigkeiten, Zugang zu den richtigen Batteriepackungen zu erhalten. Da herkömmliche Fertigungsverfahren auf die Massenproduktion ausgelegt sind, fällt es Nischenherstellern schwerer, Batteriepackungen zu finden, die ihren spezifischen Anforderungen entsprechen. Um diese Lücke zu schließen, ist ein flexibler und effizienter Ansatz erforderlich, der Innovationen ohne die Barrieren herkömmlicher Entwicklungsmodelle ermöglicht.

Systemische Herausforderungen

Starre Fertigungsmodelle Traditionelle Fertigungsstraßen sind zeitaufwändig im Aufbau und kostenintensiv, wodurch sie für die Flexibilität, die OEMs mit geringem Volumen benötigen, ungeeignet sind. Sie erfordern erhebliche Vorabinvestitionen (teilweise im zweistelligen Millionenbereich) und werden für ein einziges Batteriepackungsdesign konzipiert, sodass der OEM keine Möglichkeit hat, das Design anzupassen, wenn sich die Batterietechnologie weiterentwickelt oder sich das Wagendesign ändert.

Beeinträchtigte Leistung Standardmäßig verfügbare Batteriepackungen erfüllen häufig nicht die entscheidenden Leistungs- oder Verpackungsanforderungen, was zu Ineffizienzen bei Gewicht, Größe und Energieverbrauch führt. Sie behindern zudem die Ambitionen jedes Herstellers, der ein wirklich einzigartiges Wagendesign realisieren möchte. Ein Großteil des Wagendesigns und der Leistung ist eng mit der Batterie verknüpft und buchstäblich um sie herum aufgebaut.

Die Anpassung eines Wagendesigns an eine standardmäßige Batteriepackung trägt wenig zur ästhetischen Attraktivität eines Fahrzeugs oder zur Verpackung der verschiedenen Chassissysteme bei und kann zu einer Vielzahl nahezu identischer Designs führen – was einige dazu veranlasst, Elektrofahrzeuge als bloße Gebrauchsgegenstände zu bezeichnen. Der einzige Weg, die DNA einer Marke beim Übergang zu Elektrofahrzeugen zu bewahren und weiterzuentwickeln, besteht darin, Fahrzeuge und Batterien gemeinsam zu entwickeln.

Unerschwingliche Kosten und Zeitrahmen Die Entwicklung einer maßgeschneiderten Batteriepackung mit Tier-1-Zulieferern kann mehr als vier Jahre dauern und über USD 30.000.000,00 kosten – eine unüberwindbare Hürde für die meisten Nischen-OEMs. Selbst wenn das Budget zur Verfügung steht, führen Verzögerungen im Projekt – sei es durch interne oder marktbedingte Faktoren – schnell zu einer Erosion der ohnehin schon geringen Gewinnmargen. Dieses Problem verschärft sich angesichts der rasanten jährlichen Verbesserungen der Batteriezellenleistung.

Intelligenter, schneller, skalierbarer

Die Entwicklung maßgeschneiderter Batteriepackungen für Elektrofahrzeuge ist nur ein Teil des Puzzles. Die wirtschaftliche und effiziente Produktion in großem Maßstab war schon immer die eigentliche Herausforderung. Da herkömmliche Entwicklungsprozesse nicht geeignet sind, mit der Nachfrage Schritt zu halten, ist für Nischen- und Kleinserienhersteller von Elektrofahrzeugen – von Supersportwagen über Busse und Lastwagen bis hin zu Booten – ein völlig neuer Ansatz erforderlich. Dieses Problem versucht Ionetic seit drei Jahren zu lösen und ist überzeugt, gemeinsam mit Rockwell durch einen völlig neuen Ansatz den Durchbruch erzielt zu haben.

Ionetic und Rockwell Automation haben sich zusammengeschlossen, um ihre Stärken in den Bereichen Software, Hardware und flexible Fertigungstechnologien mit moderner Automatisierung zu vereinen. Die Arc-Plattform von Ionetic integriert KI-gestütztes Design, schnelle virtuelle Validierung und softwarebasierte Optimierung und senkt so Entwicklungszeit und Kosten erheblich. Doch ohne flexible Produktion geraten selbst die besten Designs ins Stocken. Hier setzt Arc Fab, das anpassungsfähige Fertigungssystem, an.

Angetrieben von der Automatisierungs- und Digital-Twin-Technologie von Rockwell ermöglicht Arc Fab die Fertigung mehrerer kundenspezifischer Batteriepackungen auf einer einzigen Fertigungsstraße, wodurch die Inbetriebnahmezeit um bis zu zwei Drittel verkürzt und die Markteinführungszeit für OEMs signifikant reduziert wird. Mit intelligenten Fabriktechnologien wie der Emulate3D™ Dynamic Digital Twin-Software, der Plex Smart Manufacturing Platform und der unabhängigen Förderwagen-Technologie entsteht ein neuer Standard für die Batteriepackungsfertigung: schnell, wirtschaftlich und skalierbar für Nischen- und Kleinserien-OEMs.

Die Batterieherstellung ist typischerweise langsam und teuer. Durch die Kombination der Automatisierung und Digital-Twin-Technologie von Rockwell mit den Effizienzen von Arc haben wir die Zeit und die Kosten für die Einrichtung von Produktionsstraßen signifikant reduziert. Das bedeutet, dass wir Kunden-Produktionsstraßen schneller in Betrieb nehmen, Verzögerungen verringern und die Skalierung deutlich besser planbar machen.

Für kleinere OEMs wird damit die Produktion kundenspezifischer Batteriepackungen zugänglicher und flexibler. Mit einer Auswahl an unterschiedlichen Zellformaten, Zellchemien und Systemspannungen können unsere Kunden ihre Elektrifizierungsstrategie schnell mit Batteriepackungen optimieren, die auf ihre Anforderungen zugeschnitten sind.

JAMES EATON
CEO and Founder, Ionetic