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Sep 17, 2023

Volkswagen prévoit la révolution de la batterie EV dans une nouvelle gigafactory

Dans les plaines de Basse-Saxe, près de la ville de Salzgitter, un nouvel empire est

Dans les plaines plates de la Basse-Saxe, près de la ville de Salzgitter, un nouvel empire est en train de naître de la terre. Eh bien, spécifiquement hors de la boue en ce moment, car il pleut depuis quelques jours et, comme tous les chantiers de construction, il ne faut pas longtemps pour que les flaques de boue se forment.

Une fois la boue nettoyée et remplacée par du béton et de l'acier, ce site de 260 000 m² accueillera la première "gigafactory" de batteries de Volkswagen, qui est devenue un mot à la mode ces derniers temps, appliqué à tout site de production qui se trouve être grand .

C'est, ou du moins ce sera en temps voulu, une usine de fabrication de gigas. Des gigawatts de puissance, emballés dans des batteries destinées à la flotte de nouvelles voitures électriques de Volkswagen, et en fait à tous les clients pour ces pièces qu'il trouve le long de la ligne.

En parlant de pièces, la conception et la gestion de l'usine sont en fait sous les auspices de Volkswagen Components, la partie du géant de la construction automobile qui emballe et envoie également les pièces de rechange pour votre Golf de 10 ans. Les composants sont une entreprise beaucoup plus importante qu'il n'y paraît, cependant - cela vaut quelque 40 milliards d'euros pour Volkswagen, donc l'investissement de 2 milliards d'euros nécessaire à Salzgitter pour fabriquer l'usine de batteries se fait pour un petit changement. Même ainsi, une division entièrement distincte au sein de VW Components, appelée Power Co, a été créée afin qu'elle puisse agir comme une start-up et prendre le type de décisions rapides et de plans d'affaires à développement rapide nécessaires pour que VW puisse suivre le rythme. dans la course à la batterie.

Cela fait partie d'un investissement de 30 milliards d'euros dans la technologie, la recherche et la construction de batteries au cours des sept prochaines années pour atteindre un objectif de 80 % des ventes de Volkswagen, dans le monde, constituées de voitures électriques d'ici 2030. En Irlande et dans le reste du En Europe, ce chiffre est plus proche de 100 %, bien qu'avec le récent lobbying visant à édulcorer l'interdiction proposée par l'UE sur les moteurs à combustion, cela pourrait changer entre-temps.

À terme, le plan est d'augmenter la production à 40 gWh par an, soit suffisamment de batteries pour 500 000 voitures électriques.

Salzgitter fait partie de l'empire VW depuis un certain temps déjà. L'usine sur le site a commencé en 1970, fabriquant la berline et la berline K70 quelque peu mal aimées, un précurseur de la Passat de première génération. En 1975, Salzgitter avait été réaménagé pour fabriquer des moteurs à essence, et c'est ce qu'il fait depuis.

Maintenant, l'usine qui fabriquait des moteurs se tourne vers la fabrication de batteries. Il y a déjà une usine de production pilote sur le site, une section de l'usine qui fabriquait autrefois des culasses et qui fabrique maintenant des batteries expérimentales pour la prochaine génération de voitures et de camionnettes électriques.

La giga-usine qui s'élève actuellement, à une hauteur de 60 m, hors de la boue saxonne, aura une capacité de 10 gigawatt/heure (gWh) pour chacun de ses deux grands halls de production. À terme, le plan est d'augmenter la production à 40 gWh par an, soit suffisamment de batteries pour 500 000 voitures électriques. Ce n'est qu'une petite partie de ce dont VW a besoin pour construire tous ces nouveaux véhicules électriques – la société estime qu'elle a besoin d'environ 240 hWh de production de batteries d'ici 2028, donc Salzgitter sera rejoint par d'autres Gigafactories à Valence, en Suède et en Ontario.

Le directeur général de Volkswagen Herbert Diess et le chancelier allemand Olaf Scholz sur le chantier de construction de SalzGiga à Salzgitter, juillet 2022. Photographie : Ronny Hartmann/AFP via Getty

Pourquoi toute cette construction frénétique d'usine de batteries ? Parce que VW ne veut plus être redevable aux fabricants de batteries asiatiques. Pour la gamme actuelle de voitures électriques ID, VW achète principalement ses batteries auprès de CATL chinois et de LG Chem coréen, deux acteurs dominants sur le marché mondial des batteries.

Eh bien, plus pour longtemps si VW peut l'aider. En passant à la conception et à la fabrication de ses propres batteries, VW veut non seulement mettre fin à sa dépendance à l'égard de fournisseurs extérieurs, mais aussi réaliser des économies considérables.

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"L'une des choses les plus importantes est l'intégration verticale", déclare Thomas Schmoll, membre du conseil d'administration du groupe Power Co. Il entend par là s'impliquer dans tout, de l'exploitation minière à la collecte de vieilles batteries pour le recyclage. "Vous devez vous soucier des minéraux critiques, car 80% du coût de la batterie réside dans les matières premières."

Pour aider à réduire ces coûts, VW, par l'intermédiaire de Power Co, fait ce que VW fait traditionnellement de mieux : le partage.

Partager, dans ce contexte, n'est pas seulement prendre soin, c'est aussi économiser de l'argent. Dans les années 1990, avec quatre marques de voitures grand public - VW, Seat, Skoda et Audi - à jongler, VW a eu l'idée du partage de plate-forme. En utilisant le même ensemble de base de composants mécaniques, des moteurs à la suspension en passant par l'électronique, vous pourriez fabriquer quatre voitures pour seulement un peu plus que le prix d'une. Ainsi, la VW Golf était, pour l'essentiel, identique à la Skoda Octavia, à l'Audi A3 et à la Seat Leon sous la peau, mais vous pouviez les vendre à quatre acheteurs différents, maximisant votre retour sur l'investissement de développement initial.

VW espère réduire le coût de fabrication de ses batteries jusqu'à 30 % par GWh, par rapport aux modèles actuels

VW a affiné l'art du partage de plate-forme à travers ses différents modèles et marques, de sorte qu'un Multivan pratique à sept places est désormais, en termes purement mécaniques, à peu près le même qu'un hayon Golf compact. Il en va de même pour les voitures électriques de VW, qui roulent toutes sur la même plate-forme de voiture électrique MEB, permettant à VW de fabriquer les ID.3, ID.4, ID.5, ID.7, ID.Buzz, Skoda Enyaq, Supra Born et Audi Q4 e-tron proviennent tous de la même boîte de base de bits.

Maintenant, VW applique cette technique aux batteries, proposant ce qu'elle appelle la conception de cellule unifiée. Qu'est-ce que c'est? Eh bien, le regarder ressemble beaucoup à un livre cartonné mince. Il est assez lourd lorsque vous le prenez en main, car il contient 181 couches soigneusement entrelacées d'anode en cuivre et de cathode en aluminium. Ces couches – chacune d'une épaisseur de seulement quelques microns – sont là où la batterie retient sa charge électrique. Combinez suffisamment de ces cellules unifiées et vous obtenez une batterie pour une voiture électrique.

En effet, vous disposez d'une batterie pour de nombreuses voitures électriques différentes, car l'idée est que la disposition de base de la cellule unifiée peut être adaptée à différents besoins. Pour 80 % de la production, il est prévu d'utiliser une chimie de batterie au « phosphate de fer » relativement simple. En théorie, c'est une bonne chose - les batteries au phosphate de fer se chargent plus rapidement et ont une durée de vie plus longue que les batteries lithium-ion conventionnelles, mais il y a des inconvénients - principalement qu'elles ne retiennent pas autant de charge pour un poids donné, c'est-à-dire leur énergie la densité est plus faible. Cela pourrait signifier que les propriétaires de voitures électriques grand public devront s'habituer à des recharges plus fréquentes, mais plus rapides, en échange de prix plus bas.

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Cependant, les batteries au phosphate de fer ne couperont pas la moutarde pour des applications plus performantes, comme pour les modèles Audi et Porsche, mais la cellule unifiée peut y faire face simplement en modifiant les produits chimiques qui sont mélangés dans une bouillie (c'est le terme officiel ), qui est ensuite appliqué sur les feuilles métalliques délicates qui composent la cathode et l'anode. En augmentant la teneur en manganèse et en silicium, VW affirme pouvoir créer des batteries plus performantes, mais aussi plus chères, sur la même chaîne de production.

Tout cela s'ajoute à des économies de coûts. VW espère réduire le coût de fabrication de ses batteries jusqu'à 30 % par GWh, par rapport aux conceptions actuelles. Il recherche également une réduction similaire de la quantité d'énergie nécessaire pour créer la batterie en premier lieu, ainsi que la réduction de moitié du temps nécessaire pour développer de nouvelles batteries. La conception de la cellule unifiée est censée être à l'épreuve du temps, et les ingénieurs de VW affirment qu'elle peut être facilement adaptée aux conceptions de batteries "à semi-conducteurs" tant vantées, qui visent à améliorer l'énergie de la batterie et à réduire considérablement les temps de charge. VW n'a pas donné de calendrier pour son passage aux batteries à semi-conducteurs, mais son rival Nissan dit qu'il les mettra en vente d'ici 2028. L'équipe de batterie de VW riposte à cela en affirmant que la cellule unifiée est déjà à 90 % du chemin vers à l'état solide et n'utilise qu'une petite quantité d'électrolyte liquide pour permettre à sa puissance de circuler dans les deux sens.

VW dit vouloir fermer complètement la boucle de production, tout comme la plupart des fabricants de smartphones, en n'utilisant que de minuscules proportions de matières premières fraîchement extraites

Il existe de sérieuses inquiétudes concernant l'énergie utilisée pour extraire les matériaux nécessaires à la fabrication de toutes ces batteries, ainsi que les préoccupations en matière de droits de l'homme entourant les grandes opérations minières. À cela, Frank Blome de Volkswagen, directeur général de Power Co, a déclaré : "Je pense qu'il est trop tôt pour en parler, mais nous voulons gérer l'intégralité de la chaîne d'approvisionnement et l'avoir sous notre contrôle. Et bien sûr, nous voulons en faire autant Nous pouvons récupérer jusqu'à 99 % des minéraux de nos batteries pour les réutiliser. »

Un endroit pour faire tout ce qui est, aussi, émergeant de la boue saxonne à Salzgitter. D'ici 2025, la cellule unifiée devrait être en production. À un moment encore indéfini, le centre de recyclage devrait battre son plein en récupérant les matières premières pour fabriquer de nouvelles batteries à partir d'anciennes. Finalement, VW dit vouloir fermer complètement la boucle de production, tout comme la plupart des fabricants de smartphones, en n'utilisant que de minuscules proportions de matières premières fraîchement extraites.