BMW affina la tecnologia dell'auto elettrica pura iX3

La BMW iX3, la cui produzione inizierà nel 2020, avrà una percorrenza di oltre 440 km (secondo le norme di prova WLTP)  con una batteria netta di 74 kWh *. Il primo Sports Activity Vehicle (SAV) puramente elettrico è il pioniere della tecnologia BMW eDrive di quinta generazione, che, a partire dal 2021, sarà impiegata anche nella BMW i4 e nella BMW iNEXT. A tale scopo, sia il sistema di azionamento che l'unità batteria ad alta tensione con tecnologia all'avanguardia delle celle della batteria sono stati completamente rivisti. La BMW iX3 rappresenta un'ulteriore pietra miliare nella realizzazione coerente della strategia di elettrificazione del BMW Group. Nel 2020 la BMW X3 diventerà il primo modello del marchio disponibile sia con motori a benzina e diesel convenzionali, sia ibrida plug-in e trazione puramente elettrica. Con questa offerta di 'alimentazione', la società operante a livello globale sta prendendo in considerazione le diverse esigenze dei propri clienti in tutto il mondo, nonché la massima efficacia nella riduzione delle emissioni di CO2. La BMW iX3 è prodotta per il mercato mondiale dalla joint venture BMW Brilliance Automotive a Shenyang, in Cina.

La tecnologia BMW eDrive di quinta generazione è la chiave per la sostenibilità orientata al futuro per i veicoli con sistemi di guida elettrificati. È il risultato di un costante lavoro di sviluppo nell'ambito di BMW EfficientDynamics e dell'esperienza acquisita dal BMW Group nel campo della mobilità elettrica che dura da più di 10 anni. Tutti i componenti del propulsore utilizzati per la tecnologia BMW eDrive sono stati sviluppati esclusivamente dal BMW Group. Inoltre, il motore elettrico e le batterie ad alta tensione sono prodotti in impianti di produzione di proprietà del gruppo. In questo modo, il BMW Group garantisce un'influenza decisiva sulle proprietà del prodotto e sulla qualità di ciascun componente. Inoltre, l'unità di azionamento e l'unità batteria ad alta tensione sono scalabili in modo flessibile in termini di potenza e contenuto energetico e possono quindi essere utilizzate in vari concetti e segmenti di veicoli.

EfficientDynamics: nuovo componente di trazione con alta efficienza e caratteristiche di potenza.

La tecnologia BMW eDrive di quinta generazione comprende un'unità di trasmissione in cui motore elettrico, l'elettronica di sistema e la trasmissione sono riuniti in un alloggiamento centrale. Di conseguenza, lo spazio di installazione richiesto dalla tecnologia di trazione e il suo peso sono notevolmente ridotti. Il rapporto tra potenza del motore e peso del sistema di azionamento migliora di circa il 30% rispetto alla generazione precedente. Il motore elettrico della BMW iX3 eroga una potenza massima di 210 kW / 286 CV. La coppia di 400 Nm consente un'elevata accelerazione iniziale e mantiene un livello elevato anche alle velocità del motore superiori grazie alle esclusive misure di progettazione BMW. Un'ulteriore caratteristica speciale del motore elettrico che viene utilizzato per la prima volta nella BMW iX3 è un metodo di costruzione che elimina la necessità di utilizzare materiali a terre rare. Il motore elettrico utilizzato nella BMW iX3 trasferisce potenza alle ruote posteriori. Ciò comporta un ulteriore aumento dell'efficienza del sistema di trazione. 

Batterie ad alta tensione con una maggiore densità energetica e un uso responsabile delle materie prime. 

L'unità batteria ad alta tensione della BMW iX3 è parte integrante della quinta generazione eDrive di BMW e si basa sull'ultima evoluzione della tecnologia NMC-811 nel tipico design prismatico BMW. Il BMW Group ha eccezionali capacità di sviluppo in questo campo. Questo know-how sfocia in specifiche precise per quanto riguarda l'uso dei materiali e il design della batteria, secondo il quale vengono prodotte le celle della batteria. Il costante lavoro di ricerca e sviluppo non solo aumenta la densità energetica, ma migliora costantemente anche tutte le caratteristiche delle celle della batteria, in particolare anche la durata e la sicurezza. In totale, la batteria ad alta tensione BMW mostra l'ottimizzazione di ciò che è possibile al giorno d'oggi. Allo stesso tempo, gli ingegneri BMW sono stati in grado di ridurre di altri due terzi la quota di cobalto contenuta nella batteria. Rispetto alla precedente tecnologia utilizzata dal BMW Group, la densità di energia gravimetrica a livello di cella nella BMW iX3 è superiore di circa il 20%. Con la BMW iX3 le materie prime, il Cobalto e il Litio, per la prima volta vengono acquistate direttamente da BMW e poi consegnate al produttore delle celle della batteria. 

Inoltre, la scalabilità e il design compatto dell'unità batteria ad alta tensione sono stati ulteriormente ottimizzati. Le celle della batteria sono raggruppate in moduli in punti di produzione BMW specializzati e infine assemblate come pacchi batteria ad alta tensione allineati a ciascun modello. L'unità batteria ad alta tensione della BMW iX3 è installata in una posizione estremamente piatta sul pavimento del veicolo. Grazie a questa disposizione, non vi è alcuna perdita di spazio per i passeggeri e il bagagliaio rispetto alle versioni convenzionalmente motorizzate della BMW X3.

Maggiore autonomia grazie all'alta efficienza anziché a una batteria più grande

Con un contenuto energetico netto di 74 kWh, l'unità batteria ad alta tensione installata nella BMW iX3 raggiunge un'autonomia di oltre 440 km  nel ciclo di prova legislativo WLTP. Nel suo segmento, la BMW iX3 vanta non solo un consumo energetico unico inferiore a meno di 20 kWh / 100 km in base al ciclo di prova WLTP, ma rappresenta anche un nuovo rapporto tra dimensioni della batteria e autonomia. Grazie alla valutazione di efficienza favorevole dei componenti della trasmissione e all'elevata densità di energia dell'unità batteria ad alta tensione, la BMW iX3 raggiunge una percorrenza che è possibile solo per veicoli elettrici comuni con batterie più grandi e quindi più pesanti.

Impatto ambientale positivo garantito.

L'impronta ecologica 'reale' dei veicoli elettrici è talvolta messa in discussione, in particolare nei mercati che hanno ancora una bassa percentuale di elettricità verde nella rete elettrica pubblica. Nel BMW Group ogni modello elettrificato deve dimostrare che per l'intero ciclo, comprendente l'approvvigionamento di materie prime, la catena di approvvigionamento, la fase di produzione e utilizzo, nonché il riciclaggio, il suo bilancio di CO2 è sostanzialmente migliore di quello di un fratello alimentato convenzionalmente. Per la BMW iX3 il vantaggio relativo è superiore al 30 % rispetto a una BMW X3 sDrive 20d quando viene utilizzato un alimentatore europeo medio durante la fase di utilizzo dell'auto. Se il veicolo è ricaricato con elettricità verde, il vantaggio è di circa il 60%. Inoltre, in analogia con la tecnologia BMW i3 Plug & Play, la batteria ad alta tensione presente nella BMW iX3 è prevista per una seconda vita come batteria fissa per il periodo successivo alla prima lunga vita in auto. In questo modo è possibile migliorare ulteriormente il già positivo bilancio di CO2 della BMW iX3.

(Nota: i dati sono da considerare ancora preliminari)

Tratto dal comunicato stampa BMW

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Litio dai rifiuti di miniere per le batterie delle auto elettriche

Rio Tinto Group sta iniziando una produzione pilota di litio in California e prenderà in considerazione un ampliamento al fine di diventare il fornitore nazionale più importante negli Stati Uniti per incrementare la loro posizione nella rivoluzione delle batterie per l'auto elettrica.

Il progetto riguarda cumuli di materiale di rifiuto in un sito minerario vecchio di 90 anni dove si è estratto boro nel quale si è riusciti a  estrarre con successo carbonato di litio  necessario per produrre le batterie ricaricabili per veicoli elettrici e altra tecnologia di consumo.  Gli sforzi sono ora concentrati sul miglioramento della qualità e aumentare i volumi prodotti.

Rio sta diversificando le fonti di approvvigionamento di litio per incrementare il proprio primato con la decisione di sviluppo della  miniera in Serbia, che gli analisti stimano potrebbe rappresentano circa il 5% della domanda mondiale. La domanda di litio crescerà di circa otto volte nel 2030 per i veicoli elettrici secondo un rapporto BloombergNEF  di luglio.

Un impianto pilota in fase di realizzazione a Boron, a circa 160 chilometri a nord est di Los Angeles, produrrà circa 10 tonnellate l'anno di carbonato di litio trattando chimicamente materiale dal mucchio dai rifiuti minerari vecchio di decenni.

Il boro è parte di un'unità situata nella Death Valley in California che si produce borati, materiali utilizzati nella sapone da bucato a componenti per reattori nucleari dal 1872 . Ci sono almeno 80 minerali differenti presenti nella materiale del sito e i rifiuti erano stati inizialmente setacciando alla ricerca di oro e altri elementi quando è stato scoperto la presenza di litio.

Rio prende in considerazione un investimento di 50 milioni di dollari  per costruire un impianto di litio su scala industriale con una capacità di 5.000 tonnellate l'anno che potrebbe presto iniziare a venderle per il mercato delle batterie. Questa quantità sarebbe sufficiente per realizzare pacchi batteria per circa 15.000 vetture Tesla Model S.

Frattanto i prezzi del litio stanno calando precipitosamente dalla metà del 2018. Probabilmente c'è attualmente una quantità sufficiente per rifornire il mercato mondiale fino alla metà degli anni 2020, secondo l'analisi di BNEF.

Rio diversifica l'offerta di prodotti minerari come le terre rare, monazite, una materia prima che contiene gli elementi di criticità, presenti nei rifiuti delle sabbie minerali di Rio in Madagascar, e investe utilizzando i 3 milioni di dollari della Defense Logistics Agency per aumentare il recupero di renio, un metallo necessario per i motori jet da combattimento, in un'operazione estrattiva di rame nello Utah. Ulteriore progetto è quello per aumentare la fornitura statunitense di indio, usato nei touch screen e pannelli solari.

Fonte Bloomberg

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Le terre rare cinesi e la criticità degli armamenti statunitensi

Gli armamenti statunitensi, le armi avanzate, dipendono quasi interamente dall'utilizzo di materiali realizzati con le terre rare provenienti in massima parte dalla Cina, per cui, un embargo avrebbe una ricaduta diretta sulla qualità del sistema difensivo americano. Gli USA potrebbero diventare vittima di se stessi nella guerra commerciale intrapresa dal presidente Donald Trump. Questo è il succo del discorso di un articolo online leggibile nel sito Foreign Policy dal titolo How China Could Shut Down America’s Defenses.

La vulnerabilità degli Stati Uniti risiede nel fatto che Pechino mantiene una potente leva sulla capacità di affrontare un processo bellico del suo principale rivale strategico attraverso il controllo di materiali critici.

Ogni arma avanzata degli Stati Uniti dall'arsenale composto dai missili Tomahawk al caccia F-35 dal  sistema Aegis (un sistema di combattimento integrato per unità navali) alle attrezzate e agli incrociatori e tutto il resto, è assolutamente basato sui componenti realizzati con le terre rare, inclusi i magneti permanenti e le leghe speciali che sono quasi esclusivamente made in Cina. Forse più preoccupante è che la fornitura a lungo termine degli Stati Uniti di bombe intelligenti e munizioni teleguidate che avrebbero dovuto essere aggiornate in fretta in caso di conflitto degli Stati Uniti con la Siria, l'Iran, o altri sono essenzialmente affidate dell'accondiscendenza della Cina con la fornitura di questi materiali strategici.

Le minacce cinesi di tagliare le forniture statunitensi di terre rare  prima venivano fatte filtrare da Pechino già a partire da fine maggio ma non sono diminuite fino ad oggi. Anzi, le limitazioni della export della Cina sulla propria tecnologia  sono una risposta alle pressioni degli Stati Uniti sul gigante delle telecomunicazioni Huawei. “La Cina è in grado di impattare la catena di approvvigionamento degli Stati Uniti attraverso alcuni controlli tecnologici”, come è stato scritto in un editoriale cinese al Global Times che volutamente richiama il discorso delle terre rare.

Le terre rare sono in realtà un trigger egemonico. Quindi se gli Stati Uniti entrano in un conflitto, la Cina è in grado di determinare l'esito del conflitto che potrebbe tradursi in uno spostamento egemonico.

Se gli elementi delle terre rare sono diventati l'ingrediente chiave in tutti i tipi di tecnologia civile avanzata come i telefoni cellulari, auto elettriche e apparecchiature di energia rinnovabile, sono doppiamente importanti per la difesa. Ogni sottomarino d'attacco Classe-Virginia  ha bisogno di 9.200 libbre di materiali delle terre rare, mentre ogni F-35 ne ha bisogno per una quantità di 920 libbre, secondo un rapporto del Congressional Research Service del 2013.

L'industria della difesa, come altri settori, ha bisogno di materiali di terre rare che, differentemente a quanto suggerisce il loro nome, in realtà si trovano comunemente in molti luoghi in tutto il mondo ma non concentrate, diffuse, è necessario muovere grandi quantità di terra per estrarre piccole quantità. La maggior parte delle esigenze dell'industria della difesa sono legate a prodotti altamente elaborati partendo da componenti formati delle terre rare, in particolare i magneti permanenti, che sono costituiti essenzialmente solo in Giappone e in Cina. Mentre il Giappone, che subisce l'embargo di terre rare dal 2010/2011, ha fatto qualche progresso nell'emancipazione dalla dipendenza dai fornitori cinesi, ma ancora  profondamente legati con la Cina, non lasciano speranze nel poter aumentare i propri volumi di produzione per rispondere ai consumi degli Stati Uniti, esportando, continuando a soddisfare le proprie esigenze interne.

I prodotti di fascia più alta sono collegati ai magneti di alta potenza che sono ciò che rende funzionanti i sistemi di guida delle bombe intelligenti e missili da crociera.

Ma ci sono una miriade di altri prodotti delle terre rare su cui l'industria della difesa si basa, ad esempio i rivestimenti resistenti alle alte temperature e leghe dei motori a reazione,  i rivestimenti dello stealth per le fusoliere, tutti i sistemi di targeting avanzate, radar avanzati e sonar  e persino gli occhiali per la visione notturna.

Il Pentagono è alle prese con i problemi di vulnerabilità collegati alle terre rare alla base, quella  industriale della difesa, da lunghi anni. Le amministrazioni che si sono succedute fino ad oggi hanno cercato di rivitalizzare l'industria degli Stati Uniti di terre rare, accumulare materiali critici, o allineare fornitori alternativi ma con scarso successo.

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Scoperte forti concentrazioni di terre rare usate anche nei motori elettrici e batterie

Secondo uno studio condotto dalla Georgia State University e Thiele Caolino Co., riportato nel sito web ufficiale dell'Università dello Stato della Georgia, Usa, gsu.edu, nei minerali delle miniere di caolino della Georgia sono state trovate alte concentrazioni di terre rare, tra le quali quelle terre rare pesanti che hanno una richiesta in forte crescita per i molti usi importanti e che adesso sono in gran parte importati negli Stati Uniti dalla Cina.

Le terre rare sono utilizzate per realizzare prodotti ad alta tecnologia, tra cui la risonanza magnetica (MRI), agenti di contrasto, schermi radiografici, macchine a raggi X portatili, laser medicali, fibre ottiche, lenti ottiche, sensori di pressione, monitor e schermi televisivi, lampade fluorescenti, elettrodi delle batterie ricaricabili e magneti permanenti dei motori elettrici.

Ci sono 17 elementi della tavola periodica che sono raggruppati nelle cosiddette terre rare, che comprendono i 15 elementi della serie dei lantanidi (numeri atomici 57 a 71 nella tavola periodica), più scandio (Sc) e ittrio (Y). Gli elementi di terre rare pesanti sono il gadolinio (Gd) e il lutezio (Lu), con numero atomico da 64 a 71 nella tavola periodica.

Thiele Caolino Co. tra il caolino estratto in due cave vicino a Sandersville, Ga., ha fornito ai ricercatori dello Stato della Georgia campioni di minerali, frammenti e graniglia, per l'analisi. I minerali presenti sono stati identificati mediante diffrazione di raggi X, microscopia elettronica a scansione e analisi chimica. I risultati, pubblicati sulla rivista Clays and Clay Minerals, suggeriscono una nuova potenziale fonte di elementi delle terre rare, tra cui gli elementi meno comuni delle terre rare pesanti.

Esaminando i campioni del materiale, caolino dalle dimensioni della sabbia che chiamano grit,  graniglia, hanno verificato la presenza di una particolare concentrazione degli elementi delle terre rare pesanti, dal gadolinio al lutezio. Un arricchimento negli elementi delle terre rare pesanti è interessante e utile perché nella maggior parte dei casi la crosta terrestre si arricchisce più facilmente degli elementi delle terre rare più leggeri. Sono proprio gli elementi di terre rare pesanti però che hanno un valore tecnologico più importante. Dopo aver fatto una separazione tra i vari componenti del materiale consegnato è stato verificato la presenza delle terre rare pesanti con concentrazioni 100 volte circa superiori rispetto a quanto si trova nelle normali concentrazioni nella crosta continentale superiore. Questa scoperta offre buone speranze per estrarre dal caolino buone quantità da questi minerali essenziali allo sviluppo delle tecnologie nuove .

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