자동차

타도 테스라트요타가 전고체 전지 양산의 「계략」을 공개

토요타 자동차의 로고
토요타 자동차의 로고



토요타 자동차는 19일까지 생산기술에 관한 설명회를 열어, 차세대 전기 자동차(EV)의 핵심 기술이 되는 「전고체 전지」의 개발 라인이나 「기가 캐스트」라고 부르는 신공법의 대형 주조 설비의 시험 제작기등을 보도 관계자에게 처음공개 했다.신기술과 「계략」이나 「장」이라는 토요타류의 제조 노하우의 융합에 의한 고효율의 양산 기술을 무기로, EV전업의 미 테스라나 중국의 비아적(BYD)에 대항한다.


다른 전지의 재료를 실은 반송 팔레트가 상하 2개의 레일을 고속으로  흘러 상대속도가 제로의 동기 지점이 되면, 눈에서는 쫓을 수 없는 속도로, 재료를 고정하고 있던 위의 팔레트의 「조」가 빗나가 절묘의 타이밍에 아래의 팔레트의 조가 받아 재료가 겹쳐 간다.


토요타의 정보공장(아이치현 토요타시)의 일각에 있는 전고체 전지의 개발 현장.무동력으로 움직이는, 마법과 같은 기계 장치의 조를 사용한 양산 방법이 시험 받고 있었다.

토요타 자동차의 「전고체 전지」의 개발 라인.설비 전체는 안보이게 해, 일부를 모니터로 공개한=아이치현 토요타시의 정보공장
토요타 자동차의 「전고체 전지」의 개발 라인.설비 전체는 안보이게 해, 일부를 모니터로 공개한=아이치현 토요타시의 정보공장



차세대 EV에의 탑재를 염두에 령화 910년의 실용화를 목표로 하고 개발이 진행되는 전고체 전지는, 종래의 전기분해액계의 차재 전지에 비해 비약적으로 성능이 높아진다.EV의 항속 거리를 1000킬로초에 늘릴 수 있는 이 첨단기술은, 전지를 구성하는 정극재, (남)음극재, 고체 전해층을 틈새 없게 밀착시키는 것이 제조상의 큰 과제다.


양산에는 소재에 데미지를 주는 일 없이, 고속·고정밀도로 전지 재료를 적층하는 난제가 있다가, 일본 전통의 계략 장치를 자동차 제조에 응용한 토요타류가 그것을 해결하고 있다.여분의 동력이나 배선도 늘리지 않는 심플한 기구는, 생산의 안정성에도 연결된다.


한편, 엔진 부품등의 주조품을 취급하는 뛰어난 지혜 공장(아이치현 미요시시)에서는, 대형의 차체 부품을 알루미늄으로 일체 성형 하는 기가 캐스트의 설비가 움직이기 시작하고 있다.


로봇이 고온으로 질퍽질퍽하게 녹은 알루미늄을 형태에 흘려 넣어, 형태 합계력 4천 톤의 장치가 압력을 가하면, 지금까지 수십점의 금속판 부품을 사용해, 수 시간을 들여 만들고 있던 차체 부품이 3분 정도로 완성된다.


이 신공법은 테스라가 실용화한 혁신 기술로, 토요타의 도입은 「흉내다」라고도 야유된다.이 점은, 토요타도 「우리의 상상을 초월하는 물건 만들기를 하시고, 정직 놀랐다.새로운 선택사항을 벤처로부터 배워 챌린지하고 있다」(생산 부문을 통괄하는 신고화 아키라 집행 임원)로 인정한다.


단지, 기가 캐스트의 실용화에는, 타사에 비해 20%의 생산성 향상이라고 하는 테스라 추월의 목표를 내걸 수 있고 있다.그것을 실현하는 것이, 「장」이라고 불리는 숙련공의 기능과 디지털 기술을 조합한 토요타의 제조력이다.


장치가 거대화 하는 신공법에서는 통상, 크레인등에 의한 정기적인 주형의 교환 작업에 24시간 정도도 걸린다.이것을 토요타는 불과 약 20분에 실현된다.창업이래, 길러 온 장의 기술로 독자적인 형상의 금형을 개발.시험 제작기는, 장치의 베이스의 범용(는 나름) 형과 제조품의 형상의 전용형을 분리하는 구조로 하는 것으로 전용형의 자동 교환을 가능하게 했다.이것은 현상 「토요타 밖에 되어 있지 않다」(신고씨)이라고 한다.

토요타 자동차의 「기가 캐스트」시험 제작기=아이치현 미요시시의 뛰어난 지혜 공장
토요타 자동차의 「기가 캐스트」시험 제작기=아이치현 미요시시의 뛰어난 지혜 공장



게다가 장만이 가능한 경험치나 품질의 체크 포인트를 반영할 수 있는 독자적인 디지털 해석 기술로 불량품의 발생을 억제해 토탈로 20%의 작업의 쓸데없는 삭감(생산성 향상)을 도모한다.공법은 같아도 「공정의 헛됨을 줄여 가는 생각은 없을 것이다」라고, 공장 담당자는 테스라와의 차이를 지적한다.


신흥의 테스라나 BYD는 엔진차의 생산기술에 사로 잡히지 않고, 제로로부터 EV에 최적화한 개발이나 설비 투자를 할 수 있었다.EV로 선행하는 테스라등을 쫓는 입장의 토요타에 있어서, 엔진차의 기존 생산 설비의 유지는 족쇄라고 보는 방향도 있다.


하지만, 이번 공개된 생산기술은, 오랜 세월의 자동차 제조에 의한 기능의 축적이나 쓸데 없는 작업을 줄이는 궁리라고 하는 현장력이, 오히려 신흥세에 대한 차별화의 용수철이 될 가능성을 나타낸 형태다.(이케다 노보루)



https://www.sankei.com/article/20230919-KFVM57A2UZPM5ENYSKUTCFI7Z4/






















トヨタが全固体電池量産の「からくり」を公開。

打倒テスラ トヨタが全固体電池量産の「からくり」を公開

トヨタ自動車のロゴ
トヨタ自動車のロゴ



トヨタ自動車は19日までに生産技術に関する説明会を開き、次世代電気自動車(EV)の中核技術となる「全固体電池」の開発ラインや「ギガキャスト」と呼ぶ新工法の大型鋳造設備の試作機などを報道関係者に初公開した。新技術と「からくり」や「匠」といったトヨタ流の製造ノウハウの融合による高効率の量産技術を武器に、EV専業の米テスラや中国の比亜迪(BYD)に対抗する。


異なる電池の材料を載せた搬送パレットが上下2つのレールを高速で流れ、相対速度がゼロの同期地点になると、目では追えない速さで、材料を固定していた上のパレットの「爪」が外れ、絶妙のタイミングで下のパレットの爪が受け取り材料が重なっていく。


トヨタの貞宝工場(愛知県豊田市)の一角にある全固体電池の開発現場。無動力で動く、魔法のような機械仕掛けの爪を使った量産方法が試されていた。

トヨタ自動車の「全固体電池」の開発ライン。設備全体は見えないようにし、一部をモニターで公開した=愛知県豊田市の貞宝工場
トヨタ自動車の「全固体電池」の開発ライン。設備全体は見えないようにし、一部をモニターで公開した=愛知県豊田市の貞宝工場



次世代EVへの搭載を念頭に令和9~10年の実用化を目指して開発が進む全固体電池は、従来の電解液系の車載電池に比べて飛躍的に性能が高まる。EVの航続距離を1000キロ超に伸ばせるこの先端技術は、電池を構成する正極材、負極材、固体電解層を隙間なく密着させることが製造上の大きな課題だ。


量産には素材にダメージを与えることなく、高速・高精度で電池材料を積層する難題があるが、日本伝統のからくり仕掛けを自動車製造に応用したトヨタ流がそれを解決しつつある。余分な動力や配線も増やさないシンプルな機構は、生産の安定性にもつながる。


一方、エンジン部品などの鋳造品を扱う明知工場(愛知県みよし市)では、大形の車体部品をアルミで一体成形するギガキャストの設備が動き出している。


ロボットが高温でドロドロに溶けたアルミニウムを型に流し込み、型締め力4千トンの装置が圧力をかけると、これまで数十点の板金部品を使い、数時間をかけて作っていた車体部品が3分程度で出来上がる。


この新工法はテスラが実用化した革新技術で、トヨタの導入は「まねだ」とも揶揄される。この点は、トヨタも「われわれの想像を絶するようなモノづくりをされて、正直びっくりした。新しい選択肢をベンチャーから教わってチャレンジしている」(生産部門を統括する新郷和晃執行役員)と認める。


ただ、ギガキャストの実用化には、他社に比べて20%の生産性向上という〝テスラ超え〟の目標が掲げられている。それを実現するのが、「匠」と呼ばれる熟練工の技能とデジタル技術を組み合わせたトヨタの製造力だ。


装置が巨大化する新工法では通常、クレーンなどによる定期的な鋳型の交換作業に24時間程度もかかる。これをトヨタはわずか約20分で実現する。創業以来、培ってきた匠の技で独自の形状の金型を開発。試作機は、装置のベースの汎用(はんよう)型と、製造品の形状の専用型を分離する構造とすることで専用型の自動交換を可能とした。これは現状「トヨタしかできていない」(新郷氏)という。

トヨタ自動車の「ギガキャスト」試作機=愛知県みよし市の明知工場
トヨタ自動車の「ギガキャスト」試作機=愛知県みよし市の明知工場



さらに、匠ならではの経験値や品質のチェックポイントを反映できる独自のデジタル解析技術で不良品の発生を抑え、トータルで20%の作業の無駄の削減(生産性向上)を図る。工法は同じでも「工程の無駄を減らしていく考え方はないだろう」と、工場担当者はテスラとの違いを指摘する。


新興のテスラやBYDはエンジン車の生産技術にとらわれず、ゼロからEVに最適化した開発や設備投資ができた。EVで先行するテスラなどを追う立場のトヨタにとって、エンジン車の既存生産設備の維持は足かせとみる向きもある。


だが、今回公開された生産技術は、長年の自動車製造による技能の蓄積や無駄な作業を減らす工夫といった現場力が、むしろ新興勢に対する差別化のばねになる可能性を示した形だ。(池田昇)



https://www.sankei.com/article/20230919-KFVM57A2UZPM5ENYSKUTCFI7Z4/























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