I progettisti di veicoli elettrici devono affrontare sfide senza precedenti nella scelta dei componenti per i veicoli elettrici. A differenza dei componenti stabili e con un ciclo di vita lungo utilizzati nelle catene di approvvigionamento automobilistiche tradizionali, i componenti dei veicoli elettrici, quali i sistemi di gestione delle batterie, i caricabatterie di bordo, i moduli inverter e i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS), sono soggetti a rischi legati a un ciclo di vita accelerato. I componenti chiave dei veicoli elettrici, tra cui caricabatterie, sensori di corrente, piastre di raffreddamento e contattori elettromagnetici, stanno subendo un’obsolescenza anticipata rispetto alle previsioni, tempi di consegna prolungati e limitazioni di approvvigionamento che solo due anni fa erano rari.
Questa rapida evoluzione nel panorama dei componenti per veicoli elettrici è determinata dalle esigenze specifiche legate alla produzione delle batterie, all’integrazione delle energie rinnovabili e alla crescente complessità dei motori elettrici e dei dispositivi elettronici. Di conseguenza, gli ingegneri devono affrontare nuove sfide relative alla disponibilità e all’affidabilità dei componenti, che incidono direttamente sul costo totale e sulle prestazioni dei nuovi veicoli. In assenza di dati completi sui rischi legati al ciclo di vita, sulla manutenzione e sugli aspetti relativi alle riparazioni, aumenta il rischio di interruzioni dell’approvvigionamento, mettendo a rischio le linee di produzione e i programmi di trasporto.
A differenza della tradizionale catena di fornitura automobilistica, in cui i cicli di vita dei componenti erano strettamente allineati alle tempistiche delle piattaforme dei veicoli, i componenti dei veicoli elettrici devono ora fare i conti con cicli di vita più brevi. Questo disallineamento comporta che i componenti selezionati nelle prime fasi del processo di progettazione possano raggiungere la fine del ciclo di vita ben prima della fase di produzione a metà ciclo della piattaforma, costringendo a costose riprogettazioni e a nuovi processi di qualificazione. Un'analisi più approfondita di questi rischi legati al ciclo di vita evidenzia la necessità fondamentale di una maggiore visibilità della catena di fornitura e di strategie proattive di selezione dei componenti per garantire il successo a lungo termine delle piattaforme nel mondo in rapida evoluzione dei veicoli elettrici.
Perché il ciclo di vita dei componenti dei veicoli elettrici sta superando i tempi di sviluppo delle piattaforme
L'elettronica automobilistica tradizionale traeva vantaggio da cicli di vita dei componenti che erano sostanzialmente allineati con i tempi delle piattaforme dei veicoli. Era ragionevole aspettarsi che un microcontrollore o un MOSFET di potenza selezionato per un programma rimanesse in produzione attiva per tutta la durata della piattaforma, e spesso ben oltre. I fornitori comprendevano i requisiti di qualificazione del settore automobilistico e mantenevano cicli di produzione prolungati per soddisfarli.
Il panorama dei componenti per veicoli elettrici funziona in modo diverso. La volatilità della domanda, la rapida evoluzione tecnologica e il cambiamento delle priorità dei fornitori hanno ridotto i cicli di vita di molti dei componenti su cui si basano i programmi relativi ai veicoli elettrici. I fornitori di semiconduttori, che un tempo davano priorità agli impegni di longevità nel settore automobilistico, ora devono bilanciare tali impegni con la domanda proveniente dall’elettronica di consumo, dai data center e dal settore industriale. Il risultato è che i componenti di grado automobilistico, in particolare quelli che si collocano all’intersezione tra l’elettronica di potenza e le applicazioni ad alta corrente, passano attraverso le fasi di attività, raccomandazione e fine vita più rapidamente rispetto alle generazioni precedenti.
Per i progettisti di veicoli elettrici, ciò crea un problema specifico nella gestione del rischio legato al ciclo di vita dei componenti. La selezione dei componenti avviene nelle prime fasi del ciclo di progettazione, spesso da 18 a 24 mesi prima dell’avvio della produzione. Un componente che appare affidabile e disponibile durante la fase di selezione potrebbe già trovarsi su una traiettoria che lo espone a rischi legati al ciclo di vita nel momento in cui i volumi di produzione aumentano. Senza dati prospettici sul ciclo di vita nella fase di selezione, gli ingegneri progettano basandosi su un’istantanea statica di un mercato dinamico.
Le conseguenze a valle sono significative. Un componente che raggiunge lo stato di fine vita (EOL) o di “last-time-buy” durante la produzione attiva costringe a una riprogettazione non pianificata. Per le piattaforme di veicoli elettrici, dove la gestione termica, la gestione della potenza e i requisiti prestazionali critici per la sicurezza sono strettamente legati alle caratteristiche specifiche dei componenti, tale riprogettazione comporta sia costi ingegneristici che rischi per il programma. Il ciclo di qualificazione di un componente sostitutivo in un’applicazione di sicurezza automobilistica può richiedere mesi, e il lasso di tempo tra la notifica di fine vita (EOL) e l’ultimo acquisto è spesso troppo breve per completare tale processo senza interrompere la produzione.
Comprendere e mitigare i rischi legati al ciclo di vita dei componenti dei veicoli elettrici è fondamentale per evitare costose riprogettazioni e garantire la continuità produttiva nei progetti relativi ai veicoli elettrici. L’utilizzo di strumenti completi di analisi del ciclo di vita e di visibilità della catena di fornitura può fornire avvisi tempestivi e informazioni utili, consentendo ai progettisti di prendere decisioni informate in linea con le tempistiche a lungo termine della piattaforma e con gli obiettivi di sostenibilità.
Il problema delle parti alternative nella progettazione dei veicoli elettrici
Quando un componente si trova ad affrontare rischi legati al ciclo di vita o a limitazioni di approvvigionamento, la domanda che sorge spontanea è se esista un’alternativa. In teoria, i database di riferimenti incrociati dovrebbero fornire una risposta a questa domanda. In pratica, però, spesso non sono all’altezza per le applicazioni EV.
Il problema è la pertinenza. Gli strumenti generici di riferimento incrociato restituiscono alternative basate sulla somiglianza parametrica, ma non filtrano in base allo stato di qualificazione per il settore automobilistico e raramente tengono conto dei profili prestazionali specifici richiesti dalle applicazioni per veicoli elettrici. Un componente alternativo per un sensore di corrente che corrisponde alle specifiche elettriche di base ma non possiede la qualificazione AEC-Q100 non è un sostituto valido per un sistema di gestione della batteria di un veicolo elettrico. Un MOSFET di potenza con valori nominali di tensione e corrente adeguati, ma con un profilo termico diverso, potrebbe non funzionare in un progetto di inverter in cui la gestione termica opera già al limite delle proprie capacità.
Per i progettisti di veicoli elettrici, la questione dei componenti alternativi presenta un ulteriore livello di complessità. Molti dei componenti più richiesti per le piattaforme dei veicoli elettrici, tra cui i MOSFET in SiC, i contattori ad alta tensione e i sensori di corrente avanzati, hanno fin dall’inizio opzioni alternative relativamente limitate. La base di fornitori per le versioni di questi componenti adatte al settore automobilistico è più ristretta rispetto a quella dei componenti di uso comune, il che significa che l’identificazione di alternative valide richiede una copertura più approfondita dei componenti specifici effettivamente utilizzati nei programmi relativi ai veicoli elettrici.
Ecco perché è così importante che le alternative siano visibili già nella fase di selezione dei componenti. Se un ingegnere può vedere, durante la fase di progettazione, le alternative compatibili a livello di pin e dal punto di vista funzionale, può integrare fin dall’inizio la flessibilità nella piattaforma. Qualificare una fonte secondaria prima dell’avvio della produzione è significativamente meno invasivo e meno costoso che doversi affrettare a trovarne e qualificarne una dopo che un evento di allocazione o un avviso di cessazione della produzione ha reso la questione inevitabile.
Progettare con l’intelligenza del ciclo di vita, non solo con le schede tecniche
È proprio qui che Accuris Supply Chain Intelligence rivoluziona il modo di lavorare dei progettisti di veicoli elettrici. Anziché considerare la selezione dei componenti e la gestione dei rischi legati al ciclo di vita come attività distinte, gestite da team separati in fasi diverse, Accuris integra direttamente nel flusso di lavoro di selezione dei componenti informazioni sullo stato del ciclo di vita, previsioni di obsolescenza, riferimenti incrociati alternativi e dati sui rischi della catena di approvvigionamento.
Ciò significa che quando un ingegnere valuta un componente per la distinta base (BOM) di una piattaforma per veicoli elettrici, non si limita a consultare la scheda tecnica. Valuta in quale fase del ciclo di vita si trova quel componente, se si sta avvicinando alla fine del ciclo di vita, quali alternative esistono che soddisfano i requisiti di grado automobilistico e qual è il profilo di rischio della catena di approvvigionamento, compresa l’esposizione ai dazi doganali e i dati relativi alla classificazione ECCN.
Tre caratteristiche specifiche rendono questa soluzione applicabile ai team di progettazione di veicoli elettrici.
Una gamma di componenti per il settore automobilistico e per i veicoli elettrici che rispecchia esattamente ciò che progettate
Accuris copre oltre 50 milioni di componenti automobilistici, compresi quelli specifici per i veicoli elettrici (EV) che registrano la maggiore domanda e la minore disponibilità: caricabatterie, sensori di corrente, piastre di raffreddamento, contattori elettromagnetici e semiconduttori di potenza che alimentano le architetture del gruppo motopropulsore e di ricarica dei veicoli elettrici. Ogni scheda tecnica del componente include previsioni sul ciclo di vita e riferimenti incrociati alternativi, in modo che i dati siano specifici per i componenti da cui dipende il vostro programma, anziché provenire da un database parametrico generico riempito con risultati relativi a prodotti di consumo.
Questa profondità è fondamentale perché la selezione dei componenti per i veicoli elettrici non è un’operazione banale. I componenti destinati ad applicazioni ad alta tensione, critiche per la sicurezza e con elevate esigenze termiche richiedono una copertura che rifletta gli standard di qualificazione del settore automobilistico e le dinamiche specifiche dell’offerta del mercato dei veicoli elettrici. Uno strumento di analisi dei componenti che copra l’ampio mercato dell’elettronica ma che manchi di profondità per quanto riguarda i componenti per veicoli elettrici di grado automobilistico crea punti ciechi proprio dove gli ingegneri hanno più bisogno di visibilità.
I candidati di riserva sono emersi al momento della selezione
Accuris propone alternative compatibili a livello di pin e funzionali già nella fase di selezione dei componenti, non dopo che un evento di riassegnazione o un avviso di fine produzione (EOL) costringe a una ricerca reattiva. Ciò consente ai progettisti di valutare fonti secondarie durante la fase di progettazione, quando il costo di integrare flessibilità nel progetto è più basso e i compromessi ingegneristici sono più facili da gestire.
Nel caso delle piattaforme per veicoli elettrici, dove i cicli di qualificazione dei componenti sono lunghi e i requisiti prestazionali sono definiti in modo rigoroso, individuare tempestivamente delle alternative consente una significativa riduzione del rischio. Se un fornitore principale entra in una fase di rischio legata al ciclo di vita del prodotto o incontra difficoltà di approvvigionamento durante la fase di avvio della produzione, il team di ingegneri ha già a disposizione un’alternativa qualificata o pre-valutata. Si tratta di una situazione fondamentalmente diversa rispetto a quella in cui si deve iniziare la ricerca di un’alternativa da zero sotto la pressione dei tempi.
Previsioni sull’obsolescenza che consentono ai team di ingegneri di agire per tempo
Lo stato del ciclo di vita, di per sé, indica solo la situazione attuale di un componente. Le previsioni sull’obsolescenza indicano invece la direzione verso cui si sta dirigendo. Accuris fornisce previsioni prospettiche sul ciclo di vita che consentono ai team di ingegneri di intervenire su un rischio legato a un componente prima che diventi un problema a livello di programma.
Per i progettisti di veicoli elettrici, questo aspetto è fondamentale perché il lasso di tempo che intercorre tra una previsione di obsolescenza e l’effettivo avviso di fine vita (EOL) rappresenta la finestra temporale in cui è ancora possibile prendere decisioni proattive. Una volta annunciata la scadenza per l’ultimo acquisto, le opzioni disponibili si riducono drasticamente. Grazie ai dati predittivi, gli ingegneri possono individuare i componenti a rischio durante le revisioni di progetto, avviare la qualificazione di alternative prima che gli impegni di produzione siano definitivi e prendere decisioni informate sulle strategie di gestione delle scorte e sugli acquisti ponte.
Questa capacità predittiva è particolarmente preziosa per le piattaforme di veicoli elettrici con orizzonti di produzione a lungo termine. Un componente che oggi appare stabile potrebbe presentare indicatori precoci di rischio legati al ciclo di vita, basati sul comportamento dei fornitori, sulle tendenze della domanda e sulle transizioni tecnologiche. Individuare tali indicatori già in fase di progettazione, anziché durante la produzione, offre ai team di ingegneri il tempo necessario per agire in modo ponderato anziché reattivo.
L'intersezione tra l'intelligenza del ciclo di vita e i dati commerciali
La scelta dei componenti per veicoli elettrici non avviene in un contesto isolato. Gli stessi componenti che comportano rischi legati al ciclo di vita comportano anche implicazioni commerciali e di conformità. Un componente prodotto in una regione soggetta a nuovi dazi doganali aggiunge un rischio di costo a quello già legato al ciclo di vita. Un componente soggetto a controlli sulle esportazioni con una classificazione ECCN può limitare le opzioni di approvvigionamento in modi che incidono sia sulla scelta primaria che su quella alternativa.
Accuris integra le informazioni sul ciclo di vita con i dati commerciali, tra cui le aliquote tariffarie e le classificazioni ECCN, in modo che i progettisti e i team di approvvigionamento con cui collaborano possano valutare il profilo di rischio completo di un componente al momento della selezione. Questa combinazione è particolarmente rilevante per i programmi relativi ai veicoli elettrici (EV), in cui le decisioni relative all’approvvigionamento dei componenti sono sempre più influenzate dall’esposizione alle tariffe, dai requisiti relativi al paese di origine e dalle strategie di regionalizzazione della catena di fornitura.
Disporre sia dei dati relativi al ciclo di vita che a quelli commerciali nello stesso flusso di lavoro comporta un minor numero di passaggi di consegne tra i reparti di progettazione e approvvigionamento, meno imprevisti durante la riconciliazione dei costi e una visione più completa dei rischi insiti in una distinta base prima che tali rischi vengano fissati in una piattaforma pluriennale.
Realizzare piattaforme per veicoli elettrici grazie a scelte più oculate in materia di componenti
Accuris fornisce informazioni complete sul ciclo di vita, specificamente pensate per il mercato dei veicoli elettrici, affrontando le sfide specifiche legate ai rischi legati al ciclo di vita nella selezione dei componenti per veicoli elettrici. Con una copertura di oltre 50 milioni di componenti automobilistici, inclusi componenti critici per i veicoli elettrici quali batterie agli ioni di litio, semiconduttori di potenza e componenti elettronici, Accuris garantisce ai progettisti l’accesso a previsioni accurate sull’obsolescenza e a riferimenti incrociati alternativi affidabili, conformi agli standard del settore automobilistico. Questi dati supportano la gestione dei rischi della catena di fornitura, dei vincoli di capacità produttiva e dell’affidabilità dei fornitori di componenti durante l’intero processo produttivo.
Integrando le informazioni sul ciclo di vita con i dati relativi alla conformità commerciale, quali l’esposizione tariffaria e le classificazioni ECCN, Accuris aiuta le case automobilistiche e le aziende della filiera automobilistica a ridurre i rischi e a ottimizzare le decisioni di approvvigionamento sin dalle prime fasi della progettazione. Questo approccio olistico è essenziale per affrontare le notevoli sfide poste dalla transizione dai veicoli con motore a combustione interna (ICE) alle piattaforme completamente elettriche, consentendo una selezione dei componenti efficiente e orientata alla qualità che sostenga l’adozione a lungo termine dei veicoli elettrici (EV) e gli obiettivi di sostenibilità.
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