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La poussière doit encore s’installer sur la technologie à semi-conducteurs, un développement relativement nouveau dans le domaine des batteries EV qui promet une autonomie plus longue et une charge plus rapide. Certains partisans soutiennent qu’une approche semi-solide est la meilleure voie à suivre, plutôt que de parier le ranch sur une technologie non développée. BMW fait partie d’un groupe qui a vu suffisamment de preuves, et il vient d’annoncer une autre étape importante dans ses projets de batteries EV à semi-conducteurs.
Construire une meilleure batterie de VE
La technologie lithium-ion conventionnelle supporte la charge de la batterie du VE depuis près de 15 ans. Pendant ce temps, les coûts des batteries ont chuté, l’autonomie s’est allongée et les temps de charge se sont raccourcis.
Néanmoins, les constructeurs automobiles ont cherché la prochaine grande chose, et la technologie à semi-conducteurs l’est. Les partisans revendiquent une amélioration significative des performances lorsque l’électrolyte liquide d’une batterie de VE est remplacé par un solide, ainsi que des améliorations en matière de sécurité.
Les constructeurs automobiles qui visent à peaufiner leur profil de durabilité anticipent également des améliorations du cycle de vie de la technologie à semi-conducteurs, y compris le recyclage en fin de vie. Cela dépend de la conception de la batterie, mais les batteries à semi-conducteurs ont une longueur d’avance sur le plan de la durabilité, car elles peuvent être conçues dès le départ pour optimiser la récupération des matériaux en fin de vie.
Cela explique pourquoi BMW s’est associé à Ford en mai 2021 pour fournir à la société américaine de batteries à semi-conducteurs Solid Power une injection de 130 millions de dollars en financement de série B.
BMW n’abandonne pas encore l’électrolyte liquide
Tout en poursuivant la prochaine grande évolution des batteries pour véhicules électriques, BMW a également mis à niveau la technologie lithium-ion conventionnelle pour suivre le rythme de l’intérêt pour sa gamme de véhicules électriques.
En septembre dernier, le groupe BMW a annoncé que ses véhicules électriques Neue Klasse seront équipés de nouvelles batteries à partir de 2025, les qualifiant de sixième génération de ses cellules lithium-ion.
« Par rapport aux cellules prismatiques de la cinquième génération de cellules de batterie BMW, la teneur en nickel des cellules rondes BMW de sixième génération est plus élevée du côté cathode, tandis que la teneur en cobalt est réduite. Du côté de l’anode, la teneur en silicium sera augmentée », a expliqué la société.
« La sixième génération nouvellement développée de nos cellules lithium-ion apportera un énorme bond en avant dans la technologie qui augmentera la densité d’énergie de plus de 20% et accélérera le temps de charge jusqu’à 30%, tout en augmentant l’autonomie de la batterie jusqu’à 30% .”
L’augmentation des performances n’a pas eu de prix. Au lieu d’ajouter des dépenses, BMW se donne des accessoires pour réaliser une réduction significative des coûts de la batterie EV.
« … l’équipe de développement, de production et d’achat a été en mesure de réduire considérablement les coûts de la batterie haute tension, grâce à la nouvelle cellule de batterie et au nouveau concept d’intégration de la technologie de batterie développés par BMW », a déclaré la société. En ce qui concerne le montant, BMW prévoit une baisse de 50% des coûts en fonction de l’état actuel des choses sur le marché automobile.
Du côté de la durabilité, BMW a également noté que la production des nouvelles cellules implique de réduire les émissions de carbone jusqu’à 60 %, en partie en localisant ses usines là où une énergie propre est disponible.
Rappelez-nous pourquoi nous avons besoin d’une batterie EV à semi-conducteurs
Dorer le nénuphar de la batterie EV de sixième génération est une architecture peu encombrante qui offre à l’équipe de conception de BMW de nouvelles possibilités d’intégrer des arrangements de batterie avec d’autres éléments de conception et d’ingénierie.
Toutes ces améliorations amènent à se demander pourquoi BMW a besoin de batteries EV à semi-conducteurs. Une bonne réponse est que tout le monde les poursuit. Avec Ford, Stellantis et d’autres constructeurs automobiles établis, cela inclut les nouveaux venus dans le domaine de l’électrification des véhicules comme Vinfast.
Pour la petite histoire, le co-fondateur de Tesla, Martin Eberhard, est également fan, tout comme le département américain de l’énergie.
Le bureau de financement de pointe du ministère de l’Énergie, ARPA-E, a publié cet explicatif en 2013 :
« Les approches innovantes de la fabrication de batteries pour véhicules électriques offrent la possibilité de maximiser l’énergie stockée par rapport au poids des véhicules électriques, permettant jusqu’à trois fois l’autonomie de conduite. Ces nouvelles chimies et conceptions de batterie empêchent la surchauffe, sont immunisées contre les pannes catastrophiques et peuvent être incorporées dans la structure d’un véhicule pour améliorer sa résistance dans certains cas. Une grande partie de cela peut être accomplie à un coût inférieur de 30 % par rapport aux batteries conventionnelles, renforçant ainsi l’adoption généralisée des véhicules électriques. »
Les améliorations de la technologie lithium-ion conventionnelle ont modifié le calcul dans une certaine mesure, mais ARPA-E a continué à repousser les limites de la batterie EV à semi-conducteurs du futur, et Solid Power fait partie des entreprises américaines sollicitées pour une aide financière.
Plus tôt ce mois-ci, ARPA-E a accordé à Solid Power une récompense pouvant atteindre 5,6 millions de dollars pour poursuivre ses travaux de R&D sur les batteries à semi-conducteurs. La nouvelle batterie EV ne contient ni nickel ni cobalt, ce qui est un énorme avantage du côté de la chaîne d’approvisionnement. Au lieu de cela, il s’appuie sur une anode au lithium métallique et une cathode composée d’un composite de soufre, ce qui réduit les coûts tout en améliorant les performances.
BMW joue le long jeu sur les batteries EV
Compte tenu des dernières nouvelles de Solid Power, il n’est pas étonnant que BMW ait sauté sur l’occasion de mettre les roues en mouvement pour la production commerciale. La semaine dernière, la société a annoncé qu’elle avait engagé Solid Power dans une licence de R&D, qui permet à BMW d’établir une ligne de prototypes à l’état solide dans son Cell Manufacturing Competence Center en Allemagne.
« La relation élargie offre des avantages significatifs aux deux sociétés, notamment la conduite d’activités complémentaires de développement et de fabrication de cellules à la fois chez Solid Power et chez BMW Group pour faire progresser davantage le savoir-faire en matière de conception et de fabrication de cellules à semi-conducteurs », a expliqué BMW.
Frank Weber, qui est membre du conseil d’administration de BMW pour le développement, a confirmé que BMW a une vision à long terme de la tenue de route des batteries EV entièrement solides et n’a pas l’intention d’aller à mi-chemin vers semi-solide.
« BMW reste engagé dans la poursuite des batteries entièrement à semi-conducteurs, une technologie qui, selon nous, a un potentiel important pour l’avenir », a-t-il déclaré, ajoutant que la nouvelle relation avec Solid Power « accélérera l’installation de notre prototype à semi-conducteurs ». ligne et l’objectif commun de nos entreprises de commercialiser cette technologie cellulaire prometteuse.
Les prochaines étapes comprennent la livraison de cellules de taille test à BMW plus tard cette année. Dans l’annonce de la semaine dernière, BMW a également affirmé que ses nouvelles batteries de sixième génération continueront de jouer un rôle dans ses plans d’électrification. Le groupe vise à ce que 50 % de ses ventes totales soient entièrement électriques avant 2030, Mini et Rolls-Royce devenant 100 % électriques au tournant de la décennie ou peu de temps après.
Quant à Ford, l’entreprise joue sa relation avec Solid Power un peu plus près du gilet. Comme BMW, Ford semble travailler sur le long terme vers toutes les batteries à semi-conducteurs, tout en continuant à introduire des itérations améliorées de la technologie lithium-ion conventionnelle, en mettant l’accent sur une formule de phosphate de fer au lithium.
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Photo (capture d’écran) : Nouvelles batteries à semi-conducteurs pour véhicules électriques EV avec l’aimable autorisation de BMW Group.
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