O setor de baterias passa por uma grande transformação, impulsionada por demandas que vão além dos veículos elétricos, como os Sistemas de Armazenamento de Energia em Baterias (BESS) e aplicações no setor de defesa. Com um investimento esperado de mais de US$ 150 bilhões em novas tecnologias nos próximos cinco anos, e um crescimento de cinco vezes na demanda por BESS até 2030, a transformação digital se torna essencial para que os fabricantes capitalizem esse crescimento, superando desafios como a pressão por redução de custos e a iminente regulamentação do passaporte de bateria nos maiores mercados.
O setor de baterias provavelmente passará por grandes mudanças nos próximos cinco anos, impulsionado por uma demanda diversificada.
Esta demanda crescente se estende para além dos veículos elétricos, englobando os Sistemas de Armazenamento de Energia em Baterias (BESS) e aplicações no setor de defesa.
No entanto, muitas empresas enfrentam fortes obstáculos relacionados ao aumento de disponibilidade de baterias, que está reduzindo os custos e afetando as margens de lucro.
Outro ponto de atenção é a iminente criação de regulamentações do passaporte de bateria em alguns dos maiores mercados de produtos de baterias.
Apesar disso, há uma tremenda oportunidade no setor, com um investimento esperado que ultrapassa 150 bilhões de dólares em novas tecnologias de baterias nos próximos cinco anos.
O crescimento é reforçado pelo aumento de cinco vezes na demanda por BESS até 2030, tornando este o momento ideal para a transformação digital dos fabricantes.
A forte colaboração necessária entre as diversas disciplinas de desenvolvimento e fabricação de baterias é ideal para a transformação digital impulsionada pela Inteligência Artificial Generativa (Gen AI).
Os métodos tradicionais de engenharia e fabricação, desenvolvidos para o motor de combustão interna, são inadequados para o desenvolvimento de baterias.
Para atender às expectativas de crescimento e realizar melhorias contínuas na composição química e na fabricação das células, são necessárias soluções completas.
Estas soluções devem conectar as estruturas de gêmeos digitais, as tecnologias de automação e a IoT industrial (Internet das Coisas Industrial).
O Gêmeo Digital Abrangente (cDT) é a ferramenta que une os mundos real e digital, e as aplicações corretas de IA colocam as empresas no caminho do sucesso desde o início da produção.
Para acelerar o desenvolvimento de baterias de alta densidade energética, as empresas devem considerar uma variedade de fatores simultaneamente.
Uma nova composição química, por exemplo, precisa ser definida considerando o desempenho e a segurança da célula, além de fatores que impactam sistemas integrados maiores, como gerenciamento térmico, controle de carga e relatórios de integridade da bateria.
A abordagem tradicional de testes físicos na engenharia de baterias é lenta e cara, mas o cDT e ferramentas de IA específicas possibilitam a verificação e validação virtuais antecipadamente.
Isso amplia o espaço de exploração do projeto com composições químicas e permite que a engenharia sinalize possíveis problemas mais cedo, com base nas propriedades esperadas do material.
Uma grande montadora automotiva europeia adotou o cDT para conectar perfeitamente as áreas de engenharia química, elétrica, mecânica, de software e de sistemas, reduzindo o tempo de desenvolvimento de embalagens em mais de 50%.
Ao iniciar a transformação digital, é crucial abordar a produção, pois a eficiência impulsiona o sucesso e a lucratividade à medida que os fabricantes aumentam sua capacidade e alcançam um mercado global.
A IA pode ajudar a aumentar os recursos disponíveis, captando o conhecimento institucional das fábricas existentes para atualizar e treinar novos funcionários sobre os processos.
O acesso a ferramentas assistidas por IA também pode ajudar os funcionários da fábrica a resolver problemas com mais rapidez.
Um grande fabricante de baterias utilizou o cDT para validar digitalmente a mecânica, a robótica e a automação da linha de produção, reduzindo os riscos financeiros e encurtando os tempos de implementação em 30%.
Simulando o sistema de produção de ponta a ponta, ele otimizou a alocação de recursos e garantiu rendimento máximo, padronizando lançamentos eficientes de produtos similares e reduzindo custos em 20%.
Outro desafio para atingir a lucratividade é entregar um produto de qualidade com maior rendimento e margens menores, o que torna a qualidade um importante impulsionador dos negócios, especialmente em produtos de maior longevidade, como o BESS.
Um fornecedor de baterias Tier 1 na Ásia observava altas taxas de refugo e Autorizações de Devolução de Mercadorias (RMAs) de células consideradas boas, representando mais de 2% da produção e quase 100 milhões de dólares a cada ano.
Utilizando soluções de fabricação de baterias e software de inteligência de baterias, o cliente identificou sinais precoces de falha e uma relação causal entre as células com falha e a substituição da lâmina de corte durante a produção.
A IA, na forma de aprendizado de máquina (machine learning), foi utilizada para configurar procedimentos de manutenção preditiva para a substituição da lâmina.
Ao contextualizar os dados com o cDT e a IA, este fabricante conseguiu evitar a redução de 2% na capacidade e aplicar a metodologia a outras questões, resultando na melhoria do rendimento agregado acima de 10%.
Estes exemplos demonstram o poder da transparência de dados e da criação de contexto para as informações, onde o cDT fornece uma compreensão melhor do comportamento de projeto e fabricação.
A IA facilita a descoberta de novas soluções para melhorar a qualidade e a produção das baterias.
A adoção dessas tecnologias permite que os fabricantes otimizem a produção de baterias de forma mais eficaz, em um mercado onde a busca por alta densidade energética e menor custo é constante.
O setor de baterias está em constante evolução, assim como as soluções de IA desenvolvidas com base no cDT, exigindo que as empresas se mantenham atualizadas em suas estratégias de transformação digital.
O cDT e a IA representam uma vantagem competitiva significativa ao permitir o desenvolvimento acelerado de produtos, a maximização da produção e a redução da taxa de refugo, posicionando estrategicamente a empresa no mercado global e perante concorrentes.
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Gêmeo Digital Abrangente (cDT) – Representação virtual de um produto, sistema ou processo que simula o seu comportamento no mundo real.
Inteligência Artificial Generativa (Gen AI) – Tipo de inteligência artificial capaz de criar novos dados, como imagens, textos ou códigos, com base em dados existentes.
Sistemas de Armazenamento de Energia em Baterias (BESS) – Sistemas de grande escala que armazenam energia elétrica em baterias para uso posterior, auxiliando na estabilidade da rede.
Passaporte de Bateria – Documento digital ou físico que contém informações sobre a bateria, como origem, composição química, histórico de uso e sustentabilidade, visando maior rastreabilidade e transparência.
