BMW otvorilo nový závod na výrobu vysokonapäťových batérií v Irlbachu-Straßkirchene. Investícia približne miliarda eur prináša do sériovej produkcie šiestu generáciu batérií s valcovými článkami, 800 V architektúrou a vyššou energetickou hustotou. Automobilka pritom buduje celý batériový ekosystém od vývoja a digitálnej výroby až po recykláciu materiálov.

BMW spustilo sériovú výrobu vysokonapäťových batérií šiestej generácie (Gen6) v novom závode v bavorských obciach Irlbach a Straßkirchen. Boli sme tu osobne.

Fabrika s rozlohou približne 60 hektárov vznikla v krátkom čase a je súčasťou stratégie, ktorou chce automobilka zabezpečiť výrobu batérií v blízkosti svojich automobilových závodov. Prvé batériové packy smerujú do Mníchova, kde sa montujú do nového BMW i3 z rodiny Neue Klasse.

Nejde pritom iba o novú výrobnú halu. BMW mení samotnú konštrukciu batérií, spôsob ich výroby aj kontrolu kvality. Gen6 prechádza z prizmatických na valcové články a využíva koncepciu cell-to-pack. Články sa tak integrujú priamo do batériového packu. Výsledkom má byť viac energie v rovnakom priestore, vyšší dojazd a kratší čas nabíjania.

Továreň postavená v rekordne krátkom čase

Nový závod v Irlbachu-Straßkirchene je jednou z piatich nových fabrík BMW zameraných na výrobu batérií Gen6 vo svete. Jeho výstavba sa začala po miestnom referende v septembri 2023, v ktorom projekt podporilo viac ako 75 % hlasujúcich. Povolenie na výstavbu získala automobilka v apríli 2024 a už v marci 2026 sa tu rozbehla predvýroba. Trvalo to tak zhruba 2 roky.

BMW pri výstavbe využilo spoluprácu s miestnymi samosprávami, úradmi a dodávateľmi. Časť partnerov pôsobí v okruhu približne 100 kilometrov od závodu. Významnú úlohu zohralo aj digitálne plánovanie pomocou metódy Building Information Modeling (BIM), ktorá umožňuje porovnávať projekt s reálnym stavom stavby, odhaľovať kolízie a upravovať pracovné postupy ešte predtým, než vzniknú problémy na stavbe.

Závod je navrhnutý na prevádzku bez fosílnych palív v bežnom režime. Využíva vlastnú solárnu energiu a nakupovanú elektrinu z obnoviteľných zdrojov, pričom teplo zabezpečujú tepelné čerpadlá a rekuperácia. Na streche výrobnej haly sa počíta s približne 40-tisíc solárnymi panelmi. Súčasťou areálu sú aj zelené strechy, zelené fasády a rozsiahla výsadba stromov a kríkov.

V plnej prevádzke má závod zamestnávať približne 1 600 ľudí. Časť pracovníkov prešla z iných prevádzok BMW a absolvovala školenia zamerané na nové výrobné procesy. Pri príprave sa využívali aj digitálne dvojčatá pracovísk, na ktorých si zamestnanci mohli nacvičiť jednotlivé úkony ešte pred prácou na reálnej linke.

Gen6 mení konštrukciu aj výrobu batérie

Základom novej generácie sú valcové články s priemerom 46 mm, ktoré BMW integruje priamo do batériového packu. Vyrábajú ich partnerskí dodávatelia podľa technických špecifikácií automobilky. Samotné články BMW vyvíja a testuje vo vlastných kompetenčných a pilotných centrách, aby malo pod kontrolou ich vlastnosti aj procesy potrebné na ich sériové nasadenie.

Prechod na valcové články a koncepciu cell-to-pack umožňuje efektívnejšie využiť priestor. Odpadá časť konštrukčných prvkov, ktoré boli pri starších batériách potrebné na vytváranie samostatných modulov. Články sú spojené s chladiacim systémom a ich poloha sa stabilizuje špeciálnou penou, ktorá po vytvrdnutí pomáha zabezpečiť mechanickú pevnosť a ochranu celej zostavy. Chladenie sa zabezpečuje vodou v uzavretom systéme.

BMW uvádza, že Gen6 dosahuje o viac ako 20 % vyššiu objemovú hustotu energie. Zmena článkov a chémie má zároveň priniesť až o 30 % dlhší dojazd v porovnaní s predchádzajúcou generáciou. Príkladom je nové BMW i3 50 xDrive, ktorého batéria má kapacitu 108,7 kWh a dojazd podľa WLTP až 906 km. Ide o hodnotu pre konkrétnu verziu vozidla, nie o dojazd, ktorý bude automaticky dosahovať každý model s batériou Gen6.

Ďalšou zásadnou zmenou je prechod na 800 V architektúru. Tá umožňuje dosahovať vyššie nabíjacie výkony a skrátiť čas strávený na nabíjacej stanici. BMW pri novom i3 uvádza podporu jednosmerného nabíjania s výkonom až 400 kW. Za vhodných podmienok tak môže vozidlo získať dojazd až 423 km za 10 minút. Reálny výsledok však závisí od výkonu nabíjačky, teploty batérie, jej aktuálneho nabitia a ďalších prevádzkových podmienok.

Nová architektúra pritom počíta aj s nabíjaním na starších 400 V staniciach. Riadiaci systém dokáže prispôsobiť zapojenie batériových segmentov tak, aby bola zachovaná kompatibilita s existujúcou infraštruktúrou.

Od článkov k hotovému batériovému packu

Výroba batérie v závode v Dingolfingu a novom závode v Irlbachu-Straßkirchene nadväzuje na vývojové a pilotné pracoviská BMW. Sériová montáž začína kontrolou dodaných článkov, pri ktorej sa overuje ich napätie a ďalšie parametre. Dôležitá je aj sledovateľnosť, aby bolo možné spätne dohľadať údaje o každom článku.

V ďalších krokoch sa články spájajú s chladiacimi prvkami a vytvárajú sa z nich väčšie celky. Elektrické spojenia zabezpečujú zbernice a presné zváranie. V závode v Dingolfingu sa pri jednom z výrobných krokov vytvára blok zložený z 960 článkov, usporiadaných v 40 radoch po 24 kusov. Každý článok má dva zvarové spoje, preto je kontrola ich kvality mimoriadne dôležitá.

Po elektrickom prepojení sa do konštrukcie aplikuje špeciálna pena. Tá vyplní dutiny, po vytvrdnutí stabilizuje články a chráni ich pred mechanickým namáhaním. Nasleduje uzatvorenie batérie, jej utesnenie a nitovanie. Do hotového packu sa následne inštaluje riadiaca jednotka Energy Master.

Výroba je výrazne automatizovaná. V Dingolfingu sa využívajú dve linky s produkčnou plochou viac ako 50-tisíc štvorcových metrov a viac ako 500 robotov. Podobné technológie nasadzuje BMW aj v Irlbachu-Straßkirchene. V novej fabrike sa pri výrobe jednej batérie sleduje viac ako 3 500 dátových bodov. Údaje sa zaznamenávajú a vyhodnocujú v reálnom čase, pričom na kontrolu kvality a optimalizáciu procesov automobilka využíva aj vlastných AI asistentov.

Každá batéria prechádza stopercentnou výstupnou kontrolou. Záverečné merania overujú, či hotový výrobok spĺňa požadované parametre a môže bezpečne pokračovať do skladu a následne do automobilky. Práve pri veľkosériovej výrobe je dôležité, aby boli rozdiely medzi jednotlivými batériami čo najmenšie. BMW vyrába tieto batérie len pre vlastné vozidlá, nepredáva ich tretím stranám-

Energy Master dohliada na batériu

Riadiaca jednotka Energy Master je jedným z dôležitých prvkov novej batériovej architektúry. BMW ju vyvíja a vyrába v Landshute. V hotovom vozidle dohliada na elektrické a bezpečnostné funkcie batérie, monitoruje napätie a teplotu a riadi tok energie medzi batériou, elektromotorom a nabíjacím systémom.

Systém je dôležitý aj pri obojsmernom nabíjaní. To umožňuje využívať batériu nielen ako zdroj energie pre pohon vozidla, ale aj na napájanie externých zariadení alebo domácnosti. BMW rozlišuje tri možnosti: Vehicle-to-Load (V2L), pri ktorom sa z auta napájajú napríklad spotrebiče, Vehicle-to-Home (V2H) na dodávanie energie do domácnosti a Vehicle-to-Grid (V2G), pri ktorom môže vozidlo posielať elektrinu späť do siete.

Dostupnosť a ekonomický prínos týchto funkcií závisia od konkrétneho modelu, príslušenstva, domácej elektroinštalácie, nabíjacieho zariadenia a podmienok energetického trhu. BMW už predstavilo aj modely spolupráce s nemeckými energetickými spoločnosťami, no uvádzané finančné úspory a odmeny nemožno automaticky preniesť na všetkých zákazníkov.

Nová konštrukcia zároveň mení postavenie batérie vo vozidle. V koncepte označovanom ako pack-to-open-body sa batériový pack stáva súčasťou nosnej štruktúry karosérie. Neplní tak iba funkciu zásobníka energie, ale podieľa sa aj na mechanickej pevnosti vozidla. To kladie vysoké nároky na presnosť výroby, kvalitu spojov a dôslednú kontrolu každého kusu.

Digitálne dvojčatá pomáhajú preniesť výrobu do sveta

BMW nebuduje iba jednotlivé fabriky, ale aj prepojenú výrobnú sieť. Súčasťou tejto stratégie je princíp local for local, teda výroba batérií v blízkosti automobilových závodov. Okrem Bavorska vznikajú alebo fungujú montážne závody v Maďarsku (Debrecín), Číne, USA a Mexiku. Takéto usporiadanie skracuje prepravné vzdialenosti, znižuje logistickú záťaž a obmedzuje závislosť od jedného regiónu.

Dôležitú úlohu majú digitálne dvojčatá výrobných liniek. BMW ich využíva už počas plánovania, keď umožňujú simulovať výrobný proces, overovať usporiadanie pracovísk a pripravovať zamestnancov. Po spustení výroby sa reálne dáta využívajú na sledovanie stavu zariadení, kontrolu kvality a zlepšovanie efektivity.

Poznatky z bavorských pilotných závodov v Parsdorfe a Hallbergmoose sa prenášajú do sériových fabrík. Tieto pracoviská slúžia na overovanie technológií, procesov a štandardov kvality ešte pred ich nasadením vo veľkom rozsahu. BMW tak môže nové výrobné postupy testovať a upravovať skôr, než sa stanú súčasťou globálnej produkcie.

Batériové kompetenčné centrá pokrývajú celý vývoj

BMW si postupne vybudovalo vlastnú odbornú infraštruktúru pre vývoj batériových článkov. Battery Cell Competence Center v Mníchove skúma nové materiály a chemické zloženia. Cell Manufacturing Competence Center v Parsdorfe sa sústreďuje na to, ako tieto články vyrábať efektívne a v požadovanej kvalite. Pilotné pracoviská následne overujú, ako preniesť získané poznatky do výroby vysokonapäťových batérií.

Tento systém umožňuje automobilke skúmať technológie a procesy bez toho, aby musela všetky výrobné kroky zabezpečovať v sériových závodoch. Interná výroba článkov slúži predovšetkým na výskum, získavanie dát a testovanie. Sériové články pre vozidlá dodávajú partnerskí výrobcovia podľa požiadaviek BMW.

Automobilka sa zároveň pripravuje na budúce technológie vrátane batérií typu all-solid-state. Buduje prototypové kapacity a snaží sa navrhovať výrobné procesy tak, aby časť investícií a získaného know-how bolo možné využiť aj pri ďalších generáciách článkov.

Priama recyklácia znižuje straty materiálov

Súčasťou bavorského batériového ekosystému je aj Cell Recycling Competence Center (CRCC) v Salchingu, približne 16 kilometrov od nového závodu. Centrum sa zameriava na priamu recykláciu materiálov, ktoré vznikajú pri výrobe článkov, a na ich návrat do výrobného procesu.

Pri tradičných spôsoboch recyklácie sa materiály často spracúvajú energeticky náročnými chemickými alebo tepelnými postupmi. Priame recyklovanie BMW je založené na mechanickom rozoberaní zvyškových materiálov a celých článkov tak, aby bolo možné zachovať a opätovne využiť hodnotné aktívne zložky. Podľa automobilky sa tým dá obmedziť potreba ďalšieho spracovania a znížiť materiálové straty.

Tento postup je v súčasnosti určený predovšetkým na výrobné odpady a nepodarené články, nie na kompletné batérie po skončení životnosti elektromobilov. Pri tých BMW naďalej spolupracuje s recyklačnými partnermi v rôznych regiónoch sveta. Spoločnosť uvádza, že pri spracovaní čiernej hmoty z výrobných odpadov možno dosiahnuť vysokú mieru návratnosti materiálov, konkrétne výsledky však závisia od vstupného materiálu a použitého procesu.

Dôležitým aspektom je aj zníženie uhlíkovej stopy. BMW uvádza, že pri článkoch Gen6 použitých v novom i3 sa emisie CO₂e na jednu watthodinu znížili približne o 33 % v porovnaní s článkami predchádzajúcej generácie. Prispieva k tomu využívanie obnoviteľnej energie pri výrobe článkov a materiálov, ako aj podiel sekundárnych surovín, napríklad kobaltu, lítia a niklu.

Čo Gen6 prinesie vodičom

Pre zákazníka sa nová generácia batérií prejaví predovšetkým dlhším dojazdom, rýchlejším nabíjaním a možnosťou využívať vozidlo aj ako zdroj energie. BMW zároveň zdôrazňuje bezpečnosť a stabilitu výroby, keďže batéria je v novej konštrukcii súčasťou karosérie a jej kvalita má priamy vplyv na fungovanie celého vozidla.

Prvé konkrétne čísla prináša nové BMW i3 50 xDrive s batériou s kapacitou 108,7 kWh a dojazdom do 906 km podľa WLTP. Podpora nabíjania výkonom až 400 kW umožňuje za ideálnych podmienok doplniť dojazd až o 423 km za 10 minút. Nová generácia zároveň podporuje obojsmerné nabíjanie, hoci jeho praktické využitie bude závisieť aj od dostupnej infraštruktúry a energetických služieb.

Otázkou zostáva, ako sa tieto technológie prejavia v rôznych modeloch a v bežných prevádzkových podmienkach. Dojazd aj rýchlosť nabíjania ovplyvňuje veľkosť vozidla, jeho hmotnosť, teplota, štýl jazdy a dostupný výkon nabíjacej stanice. Výsledky prvého modelu preto nemožno automaticky považovať za parametre celej rodiny Neue Klasse.

Nový závod v Irlbachu-Straßkirchene ukazuje, že BMW vníma batériu ako jednu z kľúčových častí budúceho elektromobilu. Automobilka prepája vývoj článkov, digitálne riadenú výrobu, montáž v blízkosti automobiliek a recykláciu do jedného systému. Úspech tejto stratégie sa napokon ukáže v sériových vozidlách – v ich dojazde, nabíjaní, spoľahlivosti a nákladoch na výrobu.

Zdroje: vlastné, BMW