De la alegerea materialelor la construcţia prototipului: tehnologia celulelor de baterii a viitorului ia formă la Centrul de Competenţă pentru Celule de Baterii al BMW Group

Bucureşti/München. BMW Group se bazează pe poziţia sa de lider în lumea mobilităţii electrice şi îşi foloseşte numeroşii ani experienţă în fabricarea de automobile care includ celulele de baterii într-un nou Centru de Competenţă. Obiectivul noului complex din München este dezvoltarea tehnologiei celulelor de baterii şi o analiză atentă a proceselor de producţie. "Noul Centru de Competenţă pentru Celulele de Baterii ne pune într-o poziţie de invidiat", a spus Oliver Zipse, preşedintele Consiliului de Administraţie al BMW AG. „Luând ca bază tehnologia actuală a BMW i3, până în 2030 vom putea dubla densitatea energetică a celulelor bateriilor noastre - şi, prin urmare, şi autonomia automobilelor pentru clienţii noştri."

Centrul de Competenţă de înaltă tehnologie a fost prezentat de către BMW Group presei din întreaga lume, în prezenţa premierului landului bavarez Dr. Markus Söder, dezvăluind laboratoarele, facilităţi de cercetare şi sisteme de prototipuri de ultimă generaţie.

Zipse a adăugat: "Tehnologia celulelor cu baterii este un factor-cheie pentru succes în ofensiva automobilelor electrice, deoarece influenţează atât performanţa operaţională, cât şi costurile bateriei. Experienţa noastră de neegalat de-a lungul lanţului de valori asigură că suntem mereu în vârful tehnologiei. Putem specifica formatele exacte pe care dorim să le procurăm, precum şi materialele şi condiţiile necesare. Drept urmare, suntem poziţionaţi în mod ideal pentru a continua lansarea de automobile electrificate."

Noul Centru de Competenţe urmăreşte întregul lanţ de valori al tehnologiei celulelor de baterii - de la cercetare şi dezvoltare, la compoziţia şi designul celulelor şi cât de potrivit este pentru fabricare pe scară largă. Centrul reuneşte întreaga competenţă a companiei şi pune bazele pentru o dezvoltare puternică în viitor. Distanţele scurte şi colaborarea interdepartamentală vor permite dezvoltarea completă, transparentă şi durabilă a celulelor de baterii. În acest context este important ca problema reciclării să se ia în considerare de la început.

BMW Group investeşte per total 200 de milioane de euro în Centrul de Competenţă şi angajează 200 de oameni. Cu această investiţie, compania face un agajament important pentru dezvoltarea de noi tehnologii şi protejează şi locurile de muncă şi competenţele-cheie. Compania lucrează împreună cu angajaţii săi pentru a defini viitorul mobilităţii electrice la BMW Group. "Sindicatul a fost angajat de la început la Centrul de Competenţă pentru Celulele de Baterii", a declarat Stefan Schmid, vicepreşedinte al Sindicatului BMW AG. "Reprezentanţii angajaţilor de la BMW Group sunt implicaţi activ în modelarea acestor domenii de viitor ale industriei auto, cu obiectivul de a dezvolta competenţa specifică a angajaţilor noştri în cadrul companiei - şi de a asigura astfel locuri de muncă pe termen lung în timpul procesul de transformare."

Tehnologia materialelor la baza dezvoltării celulelor de baterii
BMW Group dezvoltă generaţiile viitoare de celule de baterii la noul Centru de Competenţă, concentrându-se pe aspecte precum îmbunătăţirea densităţii energetice, puterea de vârf disponibilă, durata de viaţă, siguranţa, caracteristicile de încărcare şi performanţa într-un interval mare de temperaturi, dar şi reducerea costurilor bateriei. Obiectivul BMW Group de a dezvolta cele mai bune celule de baterii pentru modelele sale a fost formulat cu aceste specificaţii în prim-plan, reflectând angajamentul companiei de a oferi cele mai bune soluţii de baterii pentru fiecare tip de automobil.

Selectarea materialelor potrivite de la început este crucială pentru îndeplinirea acestor standarde înalte. Din acest motiv, specialiştii Centrului de Competenţe investighează constant materiale inovatoare şi le compară sistematic între ele. Acest lucru duce la crearea de noi seturi de materiale pentru elementele individuale ale celulei de baterie: anodul, catodul, electrolitul şi separatorul. Modul în care diferitele materiale interacţionează, chimia celulelor, este un alt factor fundamental în evoluţia designului celulei.

Pentru a garanta accesul la cele mai recente dezvoltări şi cunoştinţe, BMW Group colaborează, de-a lungul întregului lanţ de valori, cu parteneri care s-au afirmat în domeniu. Aceşti parteneri variază de la instituţii ştiinţifice şi universităţi la companii consacrate sau companii start-up. Aceasta permite companiei să achiziţioneze cunoştinţe, se asigură că nu depinde de o singură direcţie de dezvoltare şi înseamnă că poate crea sinergii şi, în cele din urmă, poate scurta timpul de dezvoltare. Lucrul cu o reţea de parteneri permite BMW Group să-şi consolideze înţelegerea aprofundată a acestei tehnologii de ultimă oră şi să exploateze potenţialul şi oportunităţile inovaţiilor viitoare.

Echipament de ultimă oră pentru laboratoare şi analiză
În laboratoarele şi facilităţile de dezvoltare noi, specialişti din întreaga lume urmăresc să îmbunătăţească compoziţia chimică şi designul celulelor de baterii. Simularea şi analiza chimică contribuie de la început la dezvoltarea celulelor.

BMW Group a analizat celulele de baterii din 2008, ceea ce i-a permis să acumuleze experienţă şi competenţă valoroasă în domeniu. Laboratorul din noul Centru de Competenţe deţine tehnologia şi metodologia de ultimă generaţie necesare pentru a extinde suplimentar cunoştinţele companiei, pentru a urmării cele mai noi tendinţe şi pentru a juca un rol activ în modelarea viitorului în acest domeniu.

De câţiva ani, laboratorul produce deja celule de testare dezvoltate intern în formate mici, cu obiectivul de a identifica structura de celule ideală din numeroase materiale şi variante. O valoare deosebită este pusă pe minimizarea cantităţilor de material utilizate în timp ce se optimizează proprietăţile acestora. Dacă o celulă trece testele de durabilitate iniţială şi de comportament la încărcare, aceasta este supusă testării ulterioare într-un format mai mare. În acest scop, există un întreg pavilion de testare, care permite o mare varietate de tipuri de verificări. De asemenea, specialiştii sunt capabili să utilizeze un laborator de siguranţă intern, unde robusteţea celulelor de baterii poate fi investigată în condiţii extreme. În acest fel, BMW Group este capabil să menţină standarde de siguranţă ridicate, în ciuda creşterii densităţii energetice şi a capacităţilor de încărcare mai rapide.

Un traseu durabil şi fiabil al aprovizionării până în 2025 şi mai departe
Durabilitatea şi fiabilitatea aprovizionării sunt factori-cheie în extinderea continuă a mobilităţii electrice. Pentru specialiştii în achiziţii ai BMW Group, producţia şi prelucrarea etică a materiilor prime începe chiar de la începutul lanţului de valori, motiv pentru care examinează îndeaproape lanţurile de furnizare a celulelor de baterii - până la minele din care provin materialele. O prioritate o reprezintă respectarea standardelor de mediu şi a drepturilor omului. Pe site-ul său, BMW Group publică o listă actualizată a ţărilor de origine pentru cobalt (vezi: https://www.bmwgroup.com/content/dam/grpw/websites/bmwgroup_com/responsibility/downloads/en/2019/BMW%20Group%20Sorgfaltspflicht%20bei%20der%20Lieferantenauswahl_EN.pdf).

De asemenea, compania şi-a restructurat lanţurile de aprovizionare pentru cea de-a cincea generaţie de baterii de înaltă tensiune, iar în 2020 va începe achiziţiile directe de cobalt şi litiu pentru celulele cu baterii. Aceasta asigură o transparenţă completă în ceea ce priveşte originea acestor două materii prime vitale pentru baterii. În plus, acordurile relevante garantează o furnizare fiabilă a acestor materiale până în 2025 şi mai departe. În viitor, cobaltul va fi procurat direct de la minele din Australia şi Maroc, iar litiul din diverse ţări, inclusiv din Australia.

Tehnologia de producţie a viitorului
De asemenea, BMW Group ia măsuri pentru a se asigura că generaţiile viitoare de baterii pot fi fabricate la scară largă. Centrul de Competenţă oferă atât condiţii generale ideale, cât şi facilităţi de producţie de înaltă calitate, în conformitate cu standardele industriei ale producătorilor de celule consacraţi.

Fabricarea prototipurilor de celule de baterii permite analiza şi înţelegerea completă a proceselor din lanţul de valori pentru celule. Prin adăugarea în ecuaţie a competenţei BMW Group în producţie internă, compania poate comanda o anumită compoziţie chimică, un anumit mecanism şi design pentru celulele bateriei. În viitor, BMW Group va fi în măsură să permită furnizorilor potenţiali să producă celule în conformitate cu cerinţele sale exacte.

Design prietenos cu reciclarea
Bateriile care nu mai sunt adecvate pentru automobile pot fi reutilizate în sistemele staţionare de stocare a energiei, contribuind la integrarea energiei regenerabile în reţeaua publică, la creşterea stabilităţii reţelei şi la scăderea costurilor de energie pentru consumatori. BMW Group a lansat mai multe inovaţii în acest sens. De asemenea, compania foloseşte sisteme de stocare a bateriilor pentru a optimiza constant alimentarea cu energie electrică la fabricile sale din întreaga lume.

De mai mulţi ani, BMW Group urmăreşte o politică de reciclare atent concepută pentru celulele din baterii care nu mai pot fi utilizate ca dispozitive de stocare staţionare. În timpul dezvoltării BMW i3 şi după aceea, împreună cu partenerii au fost dezvoltate tehnici viabile de reciclare. Acestea şi alte metode de reciclare sunt îmbunătăţite acum pentru aplicaţiile industriale. Din nou, compania a colaborat cu parteneri pentru acest lucru. Obiectivul este de a atinge o rată de reciclare de peste 90%. La proiectarea celulelor de baterii, BMW Group îşi propune să se asigure că va fi posibil să le recicleze eficient într-o etapă ulterioară.

Centrul de Competenţă pentru Celulele de Baterii va permite BMW Group să dezvolte o competenţă şi mai mare în reciclarea bateriilor şi să lucreze şi mai intens la tehnicile de reciclare care se pretează a fi folosite la scară industrială.

Pentru a creşte în continuare ratele de reciclare, compania încearcă în mod constant concepte de reciclare pentru componentele automobilelor noi, la centrul său de reciclare şi demontare. În plus, BMW Group colaborează cu institute de cercetare şi furnizori pentru a implementa noile tehnologii de recuperare a materialelor care vor fi utilizate mai des în viitor.

Reţea internaţională de producţie pentru mobilitatea 
BMW Group a creat o reţea de producţie extrem de flexibilă, care poate reacţiona rapid la variaţiile de cerere a modelelor electrificate. În prezent, compania produce deja automobile electrificate la 11 fabrici din întreaga lume şi le integrează în sistemul de producţie existent.

Bateriile necesare modelelor electrificate provin din cele trei fabrici de baterii ale companiei, la Dingolfing (Germania), Spartanburg (SUA) şi Shenyang (China). BMW Group a localizat producţia de baterii şi în Thailanda, ca parte a unei conexiuni cu Dräxlmaier Group. Uzina BMW Group din Dingolfing joacă un rol de lider în cadrul reţelei, ca centru de competenţă pentru sistemele de propulsie electrică.

Obiective ambiţioase pentru vânzările de automobile
electrificate
BMW Group este unul dintre cei mai importanţi furnizori de automobile electrificate, cu un număr de 12 modele în portofoliul său actual. Compania şi-a stabilit obiective clare pentru vânzările de modele electrificate. În 2021, acestea ar trebui să reprezinte un sfert din totalul maşinilor vândute de BMW Group în Europa. Această valoare ar trebui să crească la o treime în 2025 şi apoi la jumătate din toate automobilele vândute în Europa în 2030.

Pentru a atinge aceste obiective, BMW Group va oferi o selecţie de 25 de modele electrificate începând cu 2023. Platforma pentru această acţiune este asigurată de arhitecturile flexibile care permit integrarea, pe aceeaşi linie de asamblare, a oricărui sitem de propulsie - electric, plug-in hybrid sau motoare termice. Aceasta asigură flexibilitatea BMW Group pentru a răspunde oricărei transformări a pieţiei în viitor, infulenţată atât de cererea clienţilor dar şi de un mediu fiscal şi legislativ foarte volatil.

Obietivul BMW Group este să dubleze vânzările de automobile electrice în 2021 faţă de cifrele din 2019, urmând ulterior o creştere cu o rată medie de peste 30% de la un an la altul.