BMW i7 en test : la première batterie à électrolyte solide sur route
En marge de ses essais habituels, BMW a discrètement équipé un i7 de série d’un prototype de batterie à électrolyte solide (All-Solid-State Battery, ASSB) développé par son partenaire Solid Power. Disposé dans le tunnel central sous le plancher, cet ensemble de cellules à électrolyte sulfureux est désormais soumis à des tests de roulage et de résistance autour de Munich. L’objectif : valider les promesses de densité énergétique et de compacité avant une éventuelle production en série.
Un partenariat de longue date avec Solid Power
La collaboration entre BMW et Solid Power ne date pas d’hier. Initiée dès 2016, puis formalisée par un premier accord de transfert technologique en 2022, elle s’est renforcée en 2021 par une prise de participation de BMW dans le spécialiste américain des batteries à électrolyte solide. Cette alliance stratégique vise à combiner le savoir-faire de Solid Power sur les matériaux et la maîtrise de BMW en matière de packaging et de gestion thermique.
Caractéristiques du prototype de batterie
- Électrolyte solide à base de sulfure : remplaçant les liquides organiques classiques, ce matériau promet une meilleure sécurité et une densité énergétique supérieure.
- Architecture Gen5 adaptée : le châssis électrique du i7 sert de base, tandis qu’un nouveau module de batterie est conçu pour loger les cellules ASSB.
- Intégration sous plancher : la batterie ASSB s’insère dans la coque du tunnel central, sans modifier l’esthétique extérieure du luxueux i7.
- Évaluation en conditions réelles : tests de dilatation cellulaire, réglage du « stack pressure », et optimisation de la gestion thermique en usage quotidien.
Défis techniques et axes de recherche
Malgré l’enthousiasme autour des ASSB, de nombreux points restent à valider avant une production industrielle :
- Gestion de la dilatation : sous forte charge, les matériaux solides gonflent différemment des liants liquides, nécessitant un contrôle précis de la pression interne.
- Régulation thermique : la conductivité thermique des électrolytes solides diffère des panneaux d’origine, imposant de nouveaux circuits de refroidissement ou de chauffage.
- Fiabilité à long terme : vérifier la résistance aux cycles de charge/décharge, au vieillissement et aux variations de température.
- Uniformité de la tension : garantir une distribution homogène de la tension entre chaque cellule du module.
La ligne pilote de Parsdorf : du prototype à la pré-série
Pour préparer l’industrialisation, BMW a créé en 2022 une ligne expérimentale de production de cellules ASSB dans son Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) de Parsdorf. Grâce à une licence R&D de Solid Power, cette installation pilote permet de simuler le processus de fabrication et d’affiner les procédés de dépôt de l’électrolyte, d’assemblage des électrodes et de scellement des cellules.
Le Battery Cell Competence Center (BCCC) de Munich centralise depuis 2019 toutes les activités de recherche : de la synthèse des matériaux à la conception de modules, en passant par la modélisation des interfaces solide/électrode. Ce réseau réunit plus de 300 partenaires industriels et académiques, favorisant l’échange de données et l’accélération des essais.
Promesses et perspectives
Les atouts attendus des ASSB sont multiples :
- Densité énergétique accrue : jusqu’à 30 % de capacité en plus dans le même volume comparé aux batteries lithium-ion actuelles.
- Sécurité renforcée : absence d’électrolyte organique inflammable, réduisant le risque d’emballement thermique.
- Compacité : modules plus fins et légers, libérant de l’espace pour les passagers ou des lignes plus basses de centre de gravité.
Pour BMW, la validation de ces bénéfices en conditions réelles est une étape cruciale avant d’envisager un lancement commercial. Les premiers résultats obtenus lors de roulages en ville, d’autoroute et sur piste d’essai détermineront l’évolution du cahier des charges et les adaptations nécessaires pour passer en production de série.
Du concept à la route : un chemin encore long
Malgré les espoirs suscités, la route vers la série reste semée d’embûches. Les process d’assemblage doivent atteindre un niveau de rendements industriels, les matériaux mis en œuvre doivent être disponibles en volumes industriels, et le coût de revient doit devenir compétitif par rapport aux technologies lithium-ion avancées et aux nouvelles générations de cathodes nickel-rich.
Pour l’heure, BMW et Solid Power affirment que cette démonstration inaugurale d’ASSB dans un i7 constitue une « première mondiale » enregistrée dans une utilisation routière. Reste à savoir quand et comment ces prototypes évolueront vers un volume de production suffisant pour équiper un modèle commercial, et quels seront les tarifs facturés aux futurs conducteurs d’électriques haut de gamme.
Le rôle stratégique des batteries à électrolyte solide
Au-delà du BMW i7, l’intérêt pour les ASSB s’étend désormais à plusieurs constructeurs mondiaux. Toyota, Volkswagen Group et d’autres grands noms multiplient les recherches dans ce domaine, pressés par la nécessité de densifier les autonomies et de réduire les charges en CO₂ liées à la fabrication. Pour BMW, ce premier test en conditions réelles marque un tournant : la firme entend rester en pointe technologique, tout en offrant à ses clients premium une expérience électrique à la fois plus sûre et plus performante.
