Escondido entre los hitos arquitectónicos del extenso Warren Tech Center de General Motors en las afueras de Detroit se encuentra una nueva piedra angular de la apuesta de 900 millones de dólares del fabricante de automóviles en su futuro eléctrico.
El anodino par de cajas de color blanquecino de 500,000 pies cuadrados, que alberga el nuevo Centro de desarrollo de celdas de batería de GM, puede que no parezca gran cosa. Pero encerrada en el interior está la clave del plan de GM para reducir el costo de sus vehículos eléctricos en casi un 10%.
En un momento en que algunas compañías automotrices están retirando los vehículos eléctricos, el nuevo Centro de desarrollo de celdas de batería de GM es parte de un reinicio. Y GM le dijo a TechCrunch que le permitirá lanzar al mercado una nueva gama de baterías de menor costo un año más rápido de lo planeado.
GM no ha sido inmune al malestar en el mercado de vehículos eléctricos de EE. UU. El año pasado, el fabricante de automóviles asumió un cargo de 1.600 millones de dólares al reconfigurar su capacidad de producción de vehículos eléctricos, despidiendo a miles de trabajadores en el proceso. Según se informa, también ha archivado, aunque sea temporalmente, una actualización de sus camionetas EV y SUV de tamaño completo.
Para volver a encarrilar su estrategia de vehículos eléctricos, Kurt Kelty, vicepresidente de baterías y sostenibilidad de GM, atribuye el éxito de la compañía a una nueva química de batería conocida como LMR. Kelty, quien anteriormente dirigió la tecnología de baterías en Tesla, lo ha convertido en su producto estrella en los dos años que lleva en la empresa.
«Ese realmente será nuestro pan de cada día», dijo Kelty a TechCrunch. «Esa será nuestra principal línea de productos».
Reinicio de la batería
La paralización del lanzamiento de vehículos eléctricos por parte de GM ha reflejado la industria de baterías en general en Estados Unidos, que en las últimas dos décadas se ha desarrollado a trompicones. Las primeras empresas emergentes no han cumplido su promesa y, más recientemente, la intensa competencia de las empresas chinas ha empujado a los fabricantes de automóviles y baterías a repensar los planes que hicieron hace cinco años.
En GM, esa presión llevó a acortar la vida útil de Ultium, la plataforma de baterías de marca que sustenta sus vehículos eléctricos actuales. Como gran parte de la industria, el fabricante de automóviles había apostado fuertemente por una química de batería costosa pero poderosa conocida como NMC (níquel-manganeso-cobalto). El aumento de los costos de los materiales y el dominio de China sobre minerales críticos clave han mantenido los precios de los vehículos eléctricos más altos de lo esperado. NMC no desaparecerá, pero en GM estará restringido a los vehículos de alta gama de GM.
En su lugar, GM ha estado desarrollando LMR (rico en litio y manganeso), que, según afirma, es casi tan denso en energía como el NMC, pero a un costo comparable a productos químicos más baratos como el LFP (fosfato de hierro y litio) que impulsan modelos de gama baja como el Chevrolet Bolt.
Cuando GM presentó LMR el año pasado, dijo que, en una camioneta como la Chevrolet Silverado EV, la nueva química debería preservar la mayor parte del alcance de más de 400 millas del vehículo y al mismo tiempo reducir los costos en al menos $6,000. Para un modelo de gama media, eso lo acercaría a la versión de gasolina.
Descubrir una nueva química de batería es una cosa. Fabricar gigavatios-hora es otra, especialmente al ritmo que avanza la industria de los vehículos eléctricos. Ante la presión de gigantes automotrices como BYD y titanes de las baterías como CATL, GM dice que quiere poner en circulación vehículos LMR para 2028. GM necesita que el nuevo Centro de Desarrollo de Celdas de Batería funcione si quiere cumplir con ese plazo.
El nuevo edificio sirve como piedra angular de la estrategia de baterías de GM. La compañía abrió su Centro de Innovación de Celdas de Batería Wallace y su primera gigafábrica en 2022. Lo que faltaba era una forma de conectar los avances que surgieron de Wallace con las fábricas de Tennessee y Ohio.
El BCDC, como llaman los conocedores a la instalación, es algo así como una línea piloto, pero más grande. Cuando esté en pleno funcionamiento, será capaz de producir unas 2.500 células al día, o alrededor de medio gigavatio-hora al año. Se necesitarán baterías desarrolladas en pequeños lotes (alrededor de 30 a 50 por día) en el Centro de Investigación de Celdas de Baterías Wallace, que se encuentra al lado, y se determinará si están listas para la producción.
Dominar la receta de la batería
Muchas recetas para baterías nuevas no funcionan cuando se llevan a escala comercial, y las empresas no tienen años para resolver los problemas. Si una nueva química no puede alcanzar un rendimiento del 85% en 18 meses en una línea de producción, no debería considerarse comercialmente viable, según un informe de McKinsey.
Los desafíos son similares a usar una receta destinada a una familia de cuatro personas y ampliarla a una recepción de boda con 400 invitados. Tampoco se trata sólo del gran rendimiento de la fábrica. Las baterías que surgen del centro de investigación son pequeñas celdas de botón, pero las celdas de un paquete de vehículos eléctricos se parecen más a una pequeña tabla de cortar.
«Una vez que aprendes a preparar la receta en Wallace, tienes que descubrir, bueno, ¿cómo se hace esto en un gran volumen?» Dijo Kelty. «Realmente se aprende mucho al pasar de la pila de botón al formato grande porque no se transfiere perfectamente».
El objetivo del BCDC es hacer que ese paso sea menos doloroso.
Una prueba en la instalación cuesta alrededor de 200.000 dólares, mucho menos que en la planta Ultium de tamaño completo. Cuando el equipo de BCDC esté seguro de que tiene el proceso definido, la transición a la producción total debería ser más fácil, dijo Kelty. «El equipo es casi el mismo entre ellos, por lo que no debería ser un traspaso tan difícil».
El BCDC es uno o dos órdenes de magnitud más pequeño que la fábrica de baterías Ultium de 2,8 millones de pies cuadrados en Tennessee. La planta Ultium produce alrededor de 300.000 células por año, o 45 gigavatios-hora. El BCDC tiene menos líneas de producción, fabrica aproximadamente una centésima parte del número de celdas y sus tanques de mezcla, donde se mezclan los materiales de las baterías, tienen capacidad para 40 litros en lugar de 2.000. Aunque más pequeño, el BCDC sigue siendo un orden de magnitud más grande que el Centro Wallace de al lado.
«El BCDC tiene como objetivo cerrar la brecha», dijo a TechCrunch Mo Gallegos, director del BCDC en GM.
Recurriendo a modelos de IA
Para reducir aún más los costos, GM ha estado trabajando para simular tantos procesos como sea posible utilizando una variedad de modelos de IA. La empresa ha invertido mucho en potencia informática y, aunque nadie le pondría un número, me han dicho que es “a escala de laboratorio nacional”.
El fabricante de automóviles ha desarrollado modelos basados en la física para simular cómo los cambios en un proceso químico o de producción afectarán el rendimiento de una celda de batería.
«En LMR, hemos registrado más de 150 millones de horas de CPU», dijo a TechCrunch Radu Theyyunni, director de electrificación virtual global y tren motriz de GM. «La mayoría de los programas de motor no utilizan tantas horas centrales».
También hay un gemelo digital de todo el BCDC, incluidos los tableros de control del equipo, el cableado e incluso las aspas de los tanques de mezcla. Antes de poner un pie en el BCDC, el equipo me pidió que me pusiera un visor de realidad virtual y me acompañó a través del gemelo digital, donde pude seguir la línea de producción de principio a fin.
A medida que el BCDC fue tomando forma, el gemelo digital se ha utilizado para una variedad de tareas. En un caso, el equipo lo utilizó para determinar si los planos dejaban suficiente espacio libre alrededor del equipo para operaciones y reparaciones regulares. En otro, simularon los sistemas de control de los equipos para garantizar que todo se comportara según lo previsto.
«¿El equipo funciona como se supone que debe hacerlo? ¿Funciona de manera segura? ¿Está haciendo todas las cosas que creemos que este sistema de control va a hacer? Eso acorta nuestro tiempo de depuración y aceleración», dijo Gallegos. En total, GM dice que las simulaciones le han ahorrado millones de dólares.
GM necesita toda la velocidad que pueda conseguir.
Si bien el mercado de vehículos eléctricos en EE. UU. se ha debilitado recientemente, a nivel mundial creció un 20% el año pasado. El espectro inminente de los altos precios del petróleo, junto con la disminución de los costos de las baterías, sugiere que la transición para abandonar los combustibles fósiles se producirá eventualmente, si no antes.
Si el LMR está listo a tiempo, podría ayudar a GM a ofrecer vehículos eléctricos competitivos con un alcance suficiente para apaciguar a los ansiosos estadounidenses. Pero primero el LMR debe pasar por el BCDC. Gallegos espera que los primeros lotes salgan de la línea a finales de este año.
En la próxima década, el desarrollo de baterías será tan importante para los fabricantes de automóviles como lo fue el desarrollo de motores durante el siglo pasado. El futuro de los vehículos eléctricos de GM depende de su capacidad para guiar nuevas químicas desde la investigación y el desarrollo hasta la producción.
A Kelty le gusta decir que GM está desarrollando «la batería adecuada para la aplicación adecuada», tal vez haciéndose eco de un antiguo eslogan de la empresa: «un automóvil para cada bolsillo y propósito».
LMR podría ser la primera prueba del BCDC, pero es poco probable que sea la última.
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