Indicazioni chiave
Ecco diversi modi in cui l'intelligenza artificiale e la visione artificiale influiscono sulla produzione di batterie per veicolo elettrico, per una maggiore efficienza e un risparmio sui costi:
- La visione artificiale automatizza le ispezioni delle batterie dei veicoli elettrici, riducendo i tassi di scarto e migliorandone la qualità.
- L’IA distingue i difetti funzionali dai difetti cosmetici, riducendo al minimo gli sprechi.
- I tools Cognex garantiscono ispezioni di saldatura precise e rivestimenti uniformi dell'elettrodo.
- L'automazione migliora l'efficienza, riduce i costi e accelera l'adozione dei veicoli elettrici.
I veicoli elettrici (Electric Vehicles, EV) sono destinati a rimanere. Sempre più produttori si impegnano a ridurre le emissioni dei veicoli, a ridurre le emissioni di CO2 e a introdurre più veicoli elettrici nelle loro linee.
Anche la domanda di veicoli elettrici è in crescita, grazie agli incentivi governativi quali agevolazioni fiscali, investimenti nella produzione nazionale e la definizione di obiettivi di vendita di nuovi veicoli elettrici. Ma la strada per l’adozione di veicoli elettrici di massa è lunga; meno dell’1% dei 250 milioni di veicoli negli Stati Uniti sono elettrici, secondo Reuters, e solo 17 milioni di nuove auto vengono vendute ogni anno.
Stallo della crescita dovuto ai costi eccessivamente alti
Ciò che frena maggiormente l’acquirente nella scelta di un veicolo elettrico è il prezzo. I veicoli elettrici possono avere costi di manutenzione e carburante inferiori rispetto alle loro controparti alimentate a benzina, ma il costo iniziale di un veicolo elettrico sta ancora allontanando gli automobilisti, nonostante gli sconti fiscali e altri incentivi.
Mentre il prezzo medio di transazione (ATP) dei veicoli elettrici è in calo, sono ancora più costosi dei veicoli con motori a combustione interna (ICE). Questa tendenza potrebbe continuare fino al 2030, secondo Jim Farle, CEO di Ford Motor Co.. In una conferenza per gli investitori nel maggio 2023, Farley ha affermato che i prezzi dei veicoli elettrici non dovrebbero diminuire fino a quando i modelli di seconda e terza generazione non saranno rilasciati più avanti nel decennio.
Corsa al ribasso: prezzi delle batterie più bassi, maggiore quota di mercato
I costi elevati dei veicoli elettrici ne impediscono la diffusione su larga scala e, in ultima analisi, limitano il numero di veicoli e batterie sul mercato. Man mano che i Paesi incentivano l'acquisto di veicoli elettrici e la concorrenza nel settore manifatturiero accelera, i produttori e i fornitori di veicoli elettrici saranno motivati a ridurre i costi e a trasferire prezzi più bassi ai consumatori.
Due centri di costo significativi per gli EV sono le batterie e la manodopera. Secondo Reuters, le batterie agli ioni di litio, che possono rappresentare fino al 50% del prezzo di un EV, richiedono materiali costosi e rari come cobalto, nichel e litio. I prezzi di questi metalli sono volatili e influenzati dai cambiamenti politici dei principali paesi produttori di EV e metalli, tra gli altri fattori, riferisce Forbes.
Morningstar, società di servizi finanziari, prevede che i prezzi del litio rimarranno elevati fino al 2030, in ragione dell'aumento della domanda di veicoli elettrici e del fatto che nuovi produttori di litio, come ogni operazione su larga scala, devono generalmente affrontare dei ritardi.
Il sentiment è più chiaro quando si tratta dei costi di manodopera. Farley prevede che i veicoli elettrici diventeranno più facili da costruire e dotati di batterie più piccole utilizzando materiali più conveniente, riducendo il costo della manodopera tra il 2030 e il 2035.
Dirigersi verso la riduzione dei costi
I produttori di EV e i fornitori di batterie sono obbligati a ridurre i costi. Tra i metodi più efficaci per ridurre i costi c'è l'automazione dei processi manuali e di ispezione delle batterie EV, che sono complessi e richiedono molto tempo.
La visione artificiale e l'intelligenza artificiale sono fondamentali per l'automazione nella produzione, migliorando l'efficienza, il controllo qualità e la riduzione dei costi. La visione artificiale utilizza telecamere e sensori per acquisire e analizza i dati visivi, mentre l'intelligenza artificiale li interpreta per risolvere il problema di un controllo complesso.
Differenziazione tra difetti accettabili e autentici
Queste tecnologie riducono i costi delle batterie per veicoli elettrici riducendo i tempi di ispezione, i tassi di scarto e l'identificazione di difetti impercettibili per salvaguardare la qualità e l'efficienza delle batterie.
L’identificazione dei difetti è essenziale per la sicurezza e le prestazioni della batteria EV. Il rilevamento di difetti è essenziale, ma molti processi richiedono molto tempo, richiedono molte risorse e sono inaffidabili. Classificare una imperfezione cosmetica come difetto di funzionalità è un errore costoso; può significare rottamare metalli ed elementi costosi oltrechè rari.
Per ridurre al minimo gli scarti e le rilavorazioni, Cognex utilizza algoritmi avanzati e software di analisi delle immagini per separare i difetti reali da quelli superficiali durante la produzione di batterie Con la tecnologia del deep learning, gli operatori possono programmare un sistema di visione per rilevare i difetti, determinare se un difetto rientra nel range di variazione accettabile e segnalare i difetti inaccettabili tenendo conto di variabili quali le superfici riflettenti.
Valutazione delle saldature della batteria
L'ispezione delle saldature delle batterie dei veicoli elettrici è fondamentale per l'integrità strutturale e le prestazioni dei veicoli stessi. È quasi impossibile distinguere i cosmetici dalle varianti funzionali utilizzando un sistema di visione tradizionale, poiché il loro aspetto è praticamente identico
Il software Cognex individua l’area di ispezione, mentre i sensori 3D ispezionano i bordi e gli angoli saldati per garantire che siano completamente sigillati e privi di difetti. Gli strumenti di rilevamento e classificazione dei difetti basati sul deep learning vengono addestrati su un'ampia gamma di varianti di saldatura e apprendono a classificare e distinguere accuratamente i difetti funzionali da quelli estetici.
Ispezione delle superfici delle celle della batteria, della sacca e del cilindro
Un’ispezione approfondita della superficie è fondamentale per eliminare difetti, contaminanti e anomalie che potrebbero influire sulle prestazioni della batteria. I sistemi di visione artificiale rilevano imperfezioni come graffi, ammaccature o particelle estranee, migliorando la qualità complessiva delle batterie EV.
Ispezione dei rivestimenti dell'elettrodo
L'uniformità e la qualità dei rivestimenti dell'elettrodo influenzano significativamente le prestazioni delle batterie dei veicoli elettrici. Soluzioni di visione artificiale precise ispezionano i rivestimenti degli elettrodi, identificando incoerenze o difetti. Ciò garantisce uno spessore e una qualità del rivestimento uniformi, migliorando le prestazioni e la longevità della batteria.
Le telecamere industriali a scansione lineare di Cognex sono ideali per le ispezioni superficiali “web”, al fine di garantire che il substrato del film sia rivestito in modo uniforme con rame e alluminio
La visione artificiale è pronta a contribuire all’accessibilità dei veicoli elettrici
Sfruttare la visione artificiale e le soluzioni IA è fondamentale per i produttori di veicoli elettrici per affrontare le sfide e migliorare l’efficienza e la qualità della produzione. Adottando queste tecnologie, i produttori possono ridurre i costi, aumentare la produttività e accelerare il passaggio ai veicoli elettrici.
Per informazioni dettagliate sull’implementazione della visione artificiale e dell’IA nella produzione di EV, scarica la Guida alle soluzioni per EV qui sotto.