El Centro de Competencia de celdas de Batería de Múnich BMW trabaja para desarrollar la tecnología que irá incorporando en su nueva gama de coches eléctricos. Según el fabricante bávaro, con la misma batería de 42,2 kWh que incorpora hoy en el BMW i3 y que logra 310 kilómetros de autonomía en el ciclo WLTP, en 2030 podrán homologarse 600 kilómetros, es decir el doble de densidad energética para la misma capacidad.

La tecnología de las baterías es la base fundamental para la popularización de la movilidad eléctrica. Desde el punto de vista de un comprador, acompañada por el constante y rápido despliegue de la infraestructura de recarga rápida, las baterías son claves para eliminar los dos hándicaps que se perciben hoy en esta tecnología: la autonomía y la velocidad de recarga. Desde el lado de los fabricantes y con esta premisa como base, Oliver Zipse, presidente del consejo de administración de BMW asegura que el constante avance de esta tecnología “influye tanto en el rendimiento operativo como en los costes finales de su ofensiva eléctrica”.

Gracias al Centro de Competencia de Celdas de Batería de Múnich, Zipse asegura que la marca siempre estará “a la vanguardia de la tecnología, pudiendo especificar los formatos exactos que queremos obtener, los materiales y las condiciones a cumplir”. El propósito de la instalación es avanzar en la tecnología de celdas de batería y diseccionar cuidadosamente los procesos de producción.

En esta instalación, en la que BMW invertirá un total de 200 millones de euros y empleará a 200 personas, el fabricante abarca toda la cadena de valor de la tecnología que se emplea en las celdas de batería, desde la investigación y el desarrollo hasta la composición y el diseño de las celdas e, incluso, su idoneidad para ser fabricada a gran escala. La instalación reúne toda la experiencia acumulada de BMW y sienta las bases para incrementarla. Gracias a la agrupación en un mismo espacio de todas las disciplinas que entran a formar parte de un proyecto, es posible culminar el desarrollo por completo, haciéndolo transparente y sostenible, incluido el reciclaje, que es una condición que forma parte de él desde el principio.

Selección de proyectos

Desde 2008, BMW ha analizado la tecnología de las celdas de las baterías, lo que supone gran bagaje de experiencia en este campo. Hasta ahora, ha estado produciendo celdas de prueba desarrolladas internamente en pequeños formatos, con el objetivo de identificar su estructura ideal a partir de múltiples combinaciones de materiales. 

Con BMW Group trabajan socios de todo el mundo que forman parte de toda la cadena de valor que entra a formar parte del desarrollo de una batería, instituciones científicas, universidades y empresas establecidas y nuevas. Gracias a esta red, BMW puede consolidar su profundo conocimiento de esta tecnología explotando todo su potencial y desarrollando las futuras innovaciones. En esta instalación desarrolla celdas de batería enfocándose en la mejora de la densidad de energía, y en definitiva en aumentar la autonomía, la velocidad de recarga, la vida útil, la seguridad, el rendimiento a diferentes temperaturas. Todos los aspectos que “apreciarán sus clientes” que, combinados con la máxima capacidad de producción posible, derivará en la reducción de costes. Aquí es donde se pone de relieve la importancia de minimizar las cantidades de material utilizado, optimizando sus propiedades.

Para lograr estos objetivos, se estudian y examinan constantemente nuevos materiales comparándolos entre ellos de forma sistemática, lo que lleva a la creación de nuevos conjuntos de materiales para el ánodo, el cátodo, el electrolito y el separador.

Desarrollo de los proyectos

Para garantizar que las futuras generaciones de celdas de batería se puedan fabricar a gran escala, el Centro de Competencia integra nuevas tecnologías de producción, teniendo en cuenta la importancia de la flexibilidad del formato de cada celda, para adaptarla a diferentes desarrollos.

La fabricación de prototipos de celdas de batería permite el análisis completo de todos los procesos que influyen en la cadena de valor de las celdas. Aprovechando la experiencia en la producción propia de BMW, la compañía puede encargar una composición química específica, dentro de un diseño propio, de forma que en el futuro, estará en condiciones de encargar a sus proveedores potenciales celdas que se ajustes perfectamente a sus requisitos particulares.

Si un prototipo de celda pasa las pruebas iniciales de durabilidad y comportamiento de carga, se somete a pruebas adicionales en un formato más grande. Para este propósito, la instalación cuenta con una sala que permite una amplia variedad de pruebas. Además, en un laboratorio se seguridad se analiza su robustez sometiéndolas a las condiciones más extremas de funcionamiento.

Tecnología eDrive de 5ª generación

La tecnología BMW eDrive de quinta generación, será la que reciba estas nuevas baterías desarrolladas para cada uno de sus modelos. Comenzará a producirse a partir de 2020 y que se estrenará en el BMW iX3 eléctrico, seguido por el BMW iNEXT y posteriormente por el BMW i4, comprende un pack integrado en el que el motor eléctrico, la transmisión y la electrónica de potencia se alojan en una sola carcasa. Este sistema de accionamiento es compatible con todos los concept actuales de la marca y estará disponible para diferentes modelos con diferentes niveles de potencia. Este diseño altamente integrado permite un aumento significativo en la densidad de potencia, así como una reducción en el peso y en los costes de fabricación. 

La compañía ha reestructurado sus cadenas de suministro, de forma que en 2020 comenzará a adquirir directamente el cobalto (de Australia y Marruecos) y el litio (Australia). Estos acuerdos garantizarán el suministro de estos materiales hasta 2025 y en los años siguientes y garantiza la total transparencia con respecto al origen de estas dos materias primas vitales para baterías.

Reciclaje

Las baterías que ya no son aptas para los vehículos eléctricos se pueden reutilizar en sistemas estacionarios de almacenamiento de energía, que ayudan a integrar la energía renovable en las redes eléctricas, a aumentar su estabilidad y a reducir el precio para los consumidores. La compañía también está utilizando sistemas de almacenamiento de baterías para optimizar constantemente el suministro de energía en sus plantas en todo el mundo.

Durante varios año, desde el desarrollo del BMW i3, se han desarrollado técnicas de reciclaje en colaboración con varios socios. Ahora, estos y otros métodos de reciclaje se están ampliando para aplicaciones industriales con la colaboración de nuevos socios, con los que la tasa de reciclaje objetivo es del más del 90%. En el diseño de sus celdas de batería, BMW Group se propone garantizar que sea posible reciclarlas de manera eficiente en una etapa posterior.

En su centro de reciclaje y desmantelamiento y en colaboración con institutos de investigación y proveedores, la compañía está impulsar la implementación de nuevas tecnologías de reciclaje de otros componentes del vehículo para de recuperación de los materiales que se utilizarán con mayor frecuencia en el futuro.

Red de producción de BMW

BMW Group fabrica sus vehículos electrificados en las 11 plantas que tiene en todo el mundo. Las baterías necesarias para ellos provienen de las tres fábricas de baterías de la compañía. Spartanburg en EE. UU., Shenyang en China y Dingolfing en Alemania, que desempeña un papel de liderazgo dentro de la red como centro de competencia para sistemas de accionamiento eléctrico. BMW Group también ha localizado la producción de baterías en Tailandia como parte de un acuerdo con Dräxlmaier Group. 

BMW es uno de los principales proveedores mundiales de automóviles electrificados, con un total de doce modelos en catálogo actual. Su hoja de ruta de ventas de este tipo de vehículos predice que en 2021 representarán una cuarta parte de todos sus vehículos vendidos en Europa. Esta cifra debería aumentar a un tercio en 2025 y a un 50% en 2030.

A partir de 2021, BMW tiene previsto emplear dos plataformas completamente nuevas, que serán clave para el desarrollo de la gama híbrida y eléctrica de la compañía alemana. Las dos plataformas, llamadas FAAR, para la versión de tracción delantera, y CLAR para los modelos de tracción trasera, servirán para recibir todo tipo de propulsores, incluyendo los tradicionales motores de combustión, así como sistemas híbridos enchufables y eléctricos. Como novedad, gracias a su flexibilidad, ambas también podrán albergar sistemas de tracción a las cuatro ruedas. BMW ofrecerá 25 modelos electrificados a partir de 2023.