Dalla miniera al magnete al motore: come GM sta costruendo catene di approvvigionamento essenziali per il lungo termine

Shilpan Amin, Direttore Globale per gli Acquisti e la Catena di Approvvigionamento di GM (a sinistra) e James Litinsky, fondatore, presidente e CEO di MP Materials (a destra).

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Di Shilpan Amin, Direttore Globale per gli Acquisti e la Catena di Approvvigionamento di GM

Molto prima che i veicoli elettrici diventassero un fenomeno comune sulle strade americane, gli ingegneri di General Motors stavano già sviluppando tecnologie che hanno reso possibili i veicoli elettrici di oggi.

Un esempio fondamentale si trova al cuore di un motore elettrico moderno: il magnete permanente. All’inizio degli anni ’80, i ricercatori di GM hanno contribuito a sviluppare un processo per produrre potenti magneti permanenti a base di neodimio. Questo lavoro rappresentò una delle prime dimostrazioni di ciò che GM ha sempre fatto nel corso della sua storia: unire la scienza dei materiali, l’ingegneria e la produzione per risolvere problemi complessi su larga scala in modi che poche altre aziende sono in grado di replicare.

L’esperienza di GM non si limita ai magneti. Anche la nostra storia nei motori elettrici è molto antica.

Il Chevrolet Volt di prima generazione ha migliorato le prestazioni dei motori a magnete permanente nelle applicazioni per veicoli ibridi. Il suo successore ha introdotto un sistema a due magneti V progettato per aumentare la coppia motrice e ridurre rumori e vibrazioni. In seguito, il Chevrolet Bolt EV di prima generazione ha contribuito a portare la tecnologia dei motori a magnete permanente in un veicolo elettrico di massa ad ampia autonomia.

Ogni generazione ci ha insegnato qualcosa di nuovo. Oggi, quelle lezioni si riflettono in una famiglia di motori elettrici progettati per un’ampia gamma di veicoli e esigenze dei clienti.

Perché i magneti sono importanti

Un motore per veicoli elettrici ha un compito semplice: trasformare l’energia elettrica in movimento. Tuttavia, raggiungere le prestazioni e la durata che i clienti si aspettano non è affatto semplice.

La maggior parte dei motori elettrici di GM odierni utilizza magneti permanenti interni. Lo stator del motore genera un campo magnetico rotante che interagisce con i magneti presenti nel rotore per produrre coppia. I motori a magneti permanenti offrono generalmente un’ottima efficienza e una densità di potenza elevata, caratteristiche molto importanti quando gli ingegneri cercano di massimizzare autonomia, prestazioni e spazio disponibile. Per ottenere la certificazione “di grado automobilistico”, i magneti presenti in questi motori devono resistere a temperature estreme, vibrazioni e sollecitazioni meccaniche continuando comunque a fornire prestazioni costanti.

Noi continuiamo a perfezionare questa tecnologia. Nella nostra attuale famiglia di motori, ad esempio, gli ingegneri di GM sono passati da magneti solidi a magneti segmentati al fine di ridurre l’accumulo di calore e le perdite energetiche, migliorando così l’efficienza.

Quell’esperienza ci fornisce una visione chiara di ciò che un magnete di grado automobilistico deve offrire all’interno di un motore elettrico, nonché una consapevolezza della difficoltà di produrre tali magneti in modo affidabile su larga scala.

Una partnership pensata per la scala

Nel 2021, GM ha stipulato un accordo a lungo termine con MP Materials nell’ambito degli sforzi per sviluppare una catena di approvvigionamento statunitense di magneti permanenti di grado automobilistico. A quel tempo, MP Materials gestiva Mountain Pass, l’unico impianto attivo in Nord America per l’estrazione e la raffinazione su larga scala di terre rare, e lavorava per creare un’attività dedicata esclusivamente ai magneti. GM è diventata il principale cliente automobilistico per l’impianto di Independence di MP a Fort Worth, in Texas.

Essere un cliente fondamentale significa garantire fin da subito certezza riguardo alla domanda, allineare i piani a lungo termine e unire le squadre tecniche per affrontare i dettagli necessari per passare dall’investimento all’industrializzazione e alla crescita su larga scala. Sapevamo che si trattava di un percorso pluriennale prima che fosse possibile produrre il primo magnete. Sapevamo anche che la catena di approvvigionamento era cruciale, e avevamo fiducia nella strategia e nell’esperienza tecnica del team di MP Materials.

Il nostro impegno ha sostenuto lo sviluppo da parte di MP Materials di nuove capacità produttive e di un percorso verso la crescita su larga scala; GM ha ottenuto un fornitore strategico in grado di offrire maggiore resilienza, competitività e flessibilità. Questo è il valore condiviso che una solida relazione con un fornitore dovrebbe creare.

Cinque anni dopo, i progressi sono evidenti. MP Materials produce magneti per l’automotive a Independence, mentre i team di GM li testano e ne verificano le prestazioni nei motori elettrici nei nostri laboratori di Pontiac, nel Michigan.

Questa collaborazione collega i materiali a base di terre rare estratti e raffinati in California con la produzione di magneti in Texas, nonché lo sviluppo e la verifica dei motori da parte di GM nel Michigan. È un esempio concreto del nostro approccio “comprare dove produciamo” e di come le catene di approvvigionamento possano diventare più resilienti.

Pensiero a lungo termine, reso concreto

Le catene di approvvigionamento vengono spesso discusse in termini di transazioni, costi e reti. Questi aspetti fondamentali sono ovviamente importanti, ma per rafforzarle o crearne di nuove, gli elementi più cruciali sono le relazioni e la volontà di agire immediatamente.

Per assicurarsi che i propri piani passino dalla fase di progettazione alla realtà, è necessario disporre di fornitori competenti, obiettivi condivisi e team pronti a collaborare per molti anni. È inoltre fondamentale avere la fiducia per investire anche prima di conoscere tutte le risposte. GM e MP Materials hanno avviato questo lavoro nel 2021 perché condividevamo una visione su ciò che il futuro avrebbe richiesto. Lo stabilimento di Fort Worth e i magneti attualmente in fase di test nei motori elettrici GM dimostrano cosa sia possibile ottenere grazie a una prospettiva a lungo termine.

Sono particolarmente orgoglioso dei team di GM e MP Materials che hanno portato il progetto alla fase attuale. Il loro lavoro collega più di tre decenni di sviluppo dei motori elettrici GM a una storia ancora più lunga di innovazione nei magneti.

Il risultato è una catena di approvvigionamento che va dalla miniera al magnete, fino al motore, nonché una base più solida per i veicoli che i nostri clienti sceglieranno nei prossimi anni.