Von der Mine zum Magnet zum Motor: Wie GM langfristig kritische Lieferketten aufbaut

Shilpan Amin, GM Global Chief Procurement and Supply Chain Officer (links) und James Litinsky, Gründer, Vorsitzender und CEO von MP Materials (rechts).

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Von Shilpan Amin, Global Chief Procurement and Supply Chain Officer bei GM

Lange bevor Elektrofahrzeuge auf den amerikanischen Straßen alltäglich wurden, entwickelten die Ingenieure von General Motors Technologien, die dazu beitrugen, die heutigen Elektrofahrzeuge möglich zu machen.

Ein Beispiel dafür befindet sich im Kern eines modernen Elektromotors: der Permanentmagnet. Anfang der 1980er Jahre halfen GM-Forscher dabei, einen Prozess zur Herstellung leistungsstarker, auf Neodym basierender Permanentmagnete zu entwickeln. Diese Arbeit war eine frühe Demonstration dessen, was GM im Laufe seiner Geschichte stets getan hat: Materialwissenschaft, Ingenieurwesen und Fertigung miteinander zu verbinden, um schwierige Probleme in großem Maßstab auf eine Weise zu lösen, wie es nur wenige andere Unternehmen können.

GMs Erfahrung beschränkt sich jedoch nicht auf Magnete. Auch unsere Geschichte mit Elektromotoren ist sehr lang.

Der Chevrolet Volt der ersten Generation verbesserte die Leistung von Permanentmagnetmotoren in Hybridfahrzeugen. Sein Nachfolger führte eine doppel-V-Magnetanordnung ein, die darauf abzielte, das Drehmoment zu erhöhen und Geräusche sowie Vibrationen zu verringern. Später trug der Chevrolet Bolt EV der ersten Generation dazu bei, Permanentmagnetmotortechnologie in ein langstreckentaugliches, Massenmarkt-Elektrofahrzeug zu bringen.

Jede Generation hat uns etwas Neues beigebracht. Heute spiegeln sich diese Lektionen in einer Familie von Elektromotoren wider, die für ein breites Spektrum an Fahrzeugen und Kundenanforderungen entwickelt wurden.

Warum Magnete wichtig sind

Ein Elektrofahrzeugmotor hat eine einfache Aufgabe: elektrische Energie in Bewegung umzuwandeln. Doch die Leistung und Langlebigkeit zu liefern, die Kunden erwarten, ist alles andere als einfach.

Die meisten Elektromotoren von GM verwenden heutzutage innere Permanentmagnete. Der Stator des Motors erzeugt ein rotierendes Magnetfeld, das mit den Magneten im Rotor interagiert, um Drehmoment zu erzeugen. Permanentmagnetmotoren bieten in der Regel eine hervorragende Effizienz und Leistungsdichte – wertvolle Eigenschaften, wenn Ingenieure versuchen, Reichweite, Leistung und Platzbedarf zu maximieren. Um die Bezeichnung „Automobilqualität“ zu erlangen, müssen die Magnete in diesen Motoren extremen Hitze-, Vibration- und mechanischen Belastungen standhalten, während sie weiterhin eine konstante Leistung liefern.

Wir haben die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. In unserer aktuellen Motorenfamilie haben beispielsweise GM-Ingenieure auf segmentierte Magnete statt auf solide Magnete umgestellt, um Wärmestau und Energieverluste zu verringern und so die Effizienz zu steigern.

Diese Erfahrung vermittelt uns ein klares Bild davon, was ein für die Automobilindustrie geeigneter Magnet in einem Elektrofahrzeugmotor leisten muss – und zeigt uns, wie schwierig es ist, solche Magnete zuverlässig in großem Maßstab herzustellen.

Eine Partnerschaft für den großen Maßstab

Im Jahr 2021 schloss GM ein langfristiges Abkommen mit MP Materials ab, als Teil seiner umfassenderen Bemühungen, eine in den USA ansässige Quelle für Automobilmagnete zu entwickeln. Zu dieser Zeit betrieb MP Materials Mountain Pass, den einzigen aktiven, großskaligen Abbau- und Verarbeitungsbetrieb für seltene Erden in Nordamerika, und arbeitete daran, ein voll integriertes Geschäft im Bereich Magnete aufzubauen. GM wurde der wichtigste Automobilkunde für MPs Anlage in Independence bei Fort Worth, Texas.

Als Schlüsselkunde bedeutet das, frühzeitig Klarheit über die Nachfrage zu schaffen, langfristige Pläne abzustimmen und technische Teams zusammenzubringen, um die notwendigen Details zu klären, damit man von der Investition zur Industrialisierung und Skalierung gelangt. Wir wussten, dass es ein mehrjähriger Prozess sein würde, bis der erste Magnet hergestellt werden konnte. Wir wussten auch, dass die Lieferkette entscheidend ist, und hatten Vertrauen in die Strategie sowie das technische Know-how des MP Materials-Teams.

Durch unser Engagement wurde es MP Materials möglich, neue Fertigungsmöglichkeiten sowie einen Weg zur Skalierung zu entwickeln; GM gewann einen strategischen Lieferanten, der mehr Widerstandsfähigkeit, Wettbewerbsfähigkeit und Flexibilität bieten kann. Das ist der gemeinsame Wert, den eine starke Lieferantenbeziehung schaffen sollte.

Fünf Jahre später ist der Fortschritt offensichtlich. MP Materials produziert Automobilmagnete in Independence, während GM-Teams sie in Elektromotoren in unseren Laboren in Pontiac, Michigan, testet und validiert.

Durch diese Zusammenarbeit werden seltene Erden, die in Kalifornien abgebaut und verarbeitet werden, mit der Magnetfertigung in Texas sowie der Motorentwicklung und -validierung bei GM in Michigan verbunden. Dies ist ein praktisches Beispiel für unseren Ansatz „Einkauf dort, wo wir produzieren“ – und dafür, wie Lieferketten widerstandsfähiger gemacht werden können.

Langfristiges Denken, greifbar gemacht

Lieferketten werden oft im Zusammenhang mit Transaktionen, Kosten und Netzwerken diskutiert. Diese Grundlagen sind selbstverständlich wichtig, doch wenn es darum geht, Lieferketten zu stärken oder neue aufzubauen, sind Beziehungen sowie die Bereitschaft, sofortige Maßnahmen zu ergreifen, die entscheidenden Faktoren.

Damit Ihre Pläne nicht nur auf dem Papier bleiben, sondern Wirklichkeit werden, benötigen Sie fähige Lieferanten, abgestimmte Ziele sowie Teams, die bereit sind, über viele Jahre hinweg zusammenzuarbeiten. Außerdem brauchen Sie das Vertrauen, bereits vor dem Erhalt aller Antworten zu investieren. GM und MP Materials begannen diese Arbeit im Jahr 2021, weil wir eine gemeinsame Sichtweise davon hatten, was die Zukunft erfordern wird. Die Produktionsstätte in Fort Worth sowie die Magnete, die derzeit in GM-Elektromotoren getestet werden, zeigen, was langfristiges Denken möglich macht.

Ich bin besonders stolz auf die Teams von GM und MP Materials, die das Projekt in seine heutige Phase gebracht haben. Ihre Arbeit verbindet mehr als drei Jahrzehnte der Entwicklung von GM-Elektromotoren mit einer noch längeren Geschichte der Magnetinnovation.

Das Ergebnis ist eine sich entwickelnde Lieferkette – von der Mine über den Magneten bis zum Motor – sowie eine solide Grundlage für die Fahrzeuge, die unsere Kunden in den kommenden Jahren wählen werden.