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寧徳時代本社を実地取材:「脱寧徳化」は騒ぎすぎた

ジェシカ ROBO-車より

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量子位ROBO | 公式アカウント AI4ROBO

ひとつの電池が、自動車産業チェーンに波風を立てている。

理想(Li Auto)は26.5億元を投じて欣旺達動力(Sunwoda)に出資し、小米(Xiaomi)は中创新航(CALB)などの企業と電池を共同開発する……動力電池のコア技術、コスト、サプライチェーンの主導権をめぐる議論が、最近ますます激化している。

寧徳時代さえも自ら自社のSNSで反応した:車は作れても、電池が作れるとは限らない。やはり専門の人に、専門のことをやらせるべきだ。

しかしこの騒動の中で、上汽(SAIC)傘下の智己(IM Motors)はあえて逆を行き、近く発売するLS8 NEO純電動車が全グレードに寧徳時代の電池を搭載すると発表した。

さらに智己は寧徳時代と共同で、メディアを寧徳の工場見学に招いた――量子位ROBOもその一員である。

なかなか面白い。

自動車業界は今、二つの陣営に分かれているようだ。一方は自動車メーカーがサプライチェーンへの依存を減らそうとし始めており、もう一方は寧徳時代との協業を自ら前面に押し出している。

智己はなぜ寧徳時代との協業にこだわるのか?寧徳時代の電池セル、電池パックと自動車メーカー自社開発の電池には何が違うのか?双方は今のトレンドをどう見ているのか?

こうした疑問を抱き、私は福建・寧徳に足を運び、現場を見てみることにした。

寧徳時代に入ると、なるほどひとつの電池セルはこうして形になっていた

十月の寧徳は、緑豊かな山と清らかな水、金木犀の香りが漂い、道端ではトンボが飛び交っている。知らない人は想像しづらいだろうが、この山水の間に、世界最大の動力電池企業が構えている。

ここは寧徳時代の本社である。

実際、見学前には今回の取材がかなり厳しいものになると予想していたが、まさかここまで厳しいとは思わなかった。撮影機材のシリアル番号は事前に届け出る必要があり、寧徳時代の科技大楼に到着したら、まずビジターセンターで登録してビジターカードを受け取り、それからカード読み取りで入場する。

科技大楼は角型電池セルの造形を参考に設計されたといわれ、内部には5000人以上がオフィスとして勤務できる。

ロビーには展示ホールもあり、私たちは午前中滞在したが、見学に来た訪問者のグループに次々と出会った。

展示ホールの入り口には、園区の配置図がある。

湖を境界にして、寧徳時代のオフィス、研究開発、生産施設が異なるエリアに分布している。案内役によると、寧徳市内だけでも同社には5万人以上の従業員がおり、全世界の従業員総数は23万人を超える。

2011年に設立されたこの企業は、2017年から連続して多年にわたり世界の動力電池搭載量首位を維持しており、2025年の世界市場シェアは39.2%に達する――つまり世界で3台の電気自動車が売れるごとに、およそ1台には寧徳時代の電池が搭載されている計算だ。

この十数年で、寧徳時代の事業も動力用電池から貯蓄電池、電池交換、船舶などの分野へと広がっている。

展示ホールには、CATL(寧徳時代)が一路展開してきたさまざまな形態の電池が並んでいる。リン酸鉄リチウム、三元系リチウムから、ナトリウムイオン電池、凝集状態電池まで、すでに量産されているものもあれば、まだ研究開発・検証段階にあるものもある。

その中で低温展示装置がなかなか興味深い。ナトリウムイオン電池が透明な低温装置の中に収められており、温度はすでに氷点下30度余りまで下がっていて、電池の横には分厚い氷が張り、覆いの壁面には冷気に当たって結露した水滴の霧が見られた。

説明員によると、従来のリチウムイオン電池と比べ、ナトリウムイオン電池は低温性能面での優位性がより顕著で、CATLも寒冷地での車両の使用性能を改善するため、ナトリウムイオンを他の電池システムと組み合わせることを模索しているという。

展示ホールには、さまざまな用途向けの電池セル製品の一部も集中して置かれており、手に取るとそのほとんどがかなり重量感があった。

この最も薄く軽い凝集状態電池(エネルギー密度は500ワット時/キログラムにも達する)でさえ、見た目よりずっしりと重かった。

CATLはさらに、研究開発センターで行っているいくつかのテストも展示しており、高圧注水、衝撃、落下、火炎、浸水、振動に関する試験などが含まれる。

浸水テストを例に挙げると、CATLでは通常、電池パックを水槽に入れ、30分、24時間、48時間などにわたって浸す。浸水完了後、電池パック内部に一滴たりとも水が浸透していないことを確認して初めて合格となる。

もちろん、モデル展示は結局のところ机上の空論にすぎない。電池セルが実際にどのように製造されるのかは、工場を見に行かねば分からない。

そのためテクノロジービルを離れ、私たちは近くの電池セル工場。

工房に入る前にシューズカバーを着用する必要があり、録音や撮影も厳しく制限されている。指定された見学ルートに沿って、展示窓ガラス越しに一部の生産エリアを観察した。

工場内部は非常に広々としており、大型の生産設備が主要エリアを占めています。目にする作業員の数は多くなく、多くの作業はすでに自動化設備によって行われており、一部の工程にのみ人手が関わっています。

もう一つの細かい点として、スタッフの服装にも違いがあることに気づいた。解説員によれば、電池セルの製造にはさまざまな環境管理の要件が関わり、湿度、静電気、微細な粉塵などの要素を管理する必要があるという。

どうやら対外であれ対内であれ、同じく厳格なようだ。

見学の過程では、角形電池セルの展示サンプルを間近で見て触れることもできました。四角くて平たい形で、拡大版のカセットテープのような感じでした。

これが新エネルギー車の動力用バッテリーにおける最も基本的な構成単位の一つである。

1個の電池セル内部には正極材・負極材、セパレータ、電解液などが含まれており、材料加工、組立、検査を経て、最終的に独立して充放電できるユニットが完成する。一方、電気自動車1台分のバッテリーパックには、往往にして数十個から百個以上のセル共に働く。

そのため、電池工場が考慮すべきなのは、単一セルの性能だけでなく、異なるセル間の整合性。

例えば、バッテリーパック内の電池セルの容量や内部抵抗に顕著な差異がある場合、充放電の過程で一部のセルが早く電圧制限に達し、バッテリーパック全体として放出できる電力量に影響を及ぼす可能性があります。使用時間が長くなるにつれ、この差異はさらに拡大するおそれもあります。

つまり、電池製造では合格した電池セルを生産するだけでなく、さらに多数の電池セル間の性能差を制御する。

宁德時代は技術交流会で、その先進的な生産ラインは最速で実現できると紹介した。毎秒1個の電池セルを生産、製造過程において超過する7000の品質管理ポイント,さらにAIビジュアル検査などの方式によって製造欠陥を識別し、欠陥率をPPBレベル、すなわち十億分の一のオーダーである。

この水準は、動力電池製造における2つの要件に対応しています。生産効率を高めると同時に、大量生産における品質のばらつきを抑制することです。

製造装置そのものも継続的に研究開発が行われている。

キャットル(寧徳時代)の説明によると、同社は電池の材料や構造の研究に加えて、生産設備の設計にも関与し、その後設備サプライヤーとともに製造を完成させるという。このため電池の量産には、材料、設備、工程、ソフトウェアアルゴリズムなど複数の段階が関わる。

一巡りの見学を終えると、現代の電池セル生産の複雑さを感じ取ることができた。一つの電池技術が実験室から大規模量産に至るまでには、生産効率、品質管理、製品の一貫性といった一連の工学上の課題を解決する必要がある。

自動車メーカーにとって、電池セルが安定して生産できることは、その一つの工程にすぎません。電池セルからパックへ、そして実際に自動車に搭載するまでには、間に依然として大量の開発作業を完了する必要があります。

この点については、智己と寧徳時代などとの技術交流の中で、より明確な手がかりが得られている。

電池開発、分業は想像以上に複雑

今回の視察の発起者のひとつは、上汽(SAIC)傘下のIMモーターズ(智己汽車)。

私たちが寧徳時代(CATL)の工場を見学する機会を得られたのは、まもなく登場するLS8 NEOのEV版このきっかけ。

この車のポジショニングは25万元クラスの純電動SUV, これまでに2つの主要な構成が発表されている——全車に寧徳時代(CATL)バッテリーを採用、および全車系霊蜥ライン全線制御シャシー。

しかし、実際に技術交流の段階に入ってみると、双方が紹介した協力方式は、表面上よりも実は複雑であることに気づいた。

まず、LS8 NEOの電気自動車版は2種類のバッテリー構成が用意されており、それぞれ93度リン酸鉄リチウムバッテリーおよび103度三元リチウムイオン電池。

両方のバッテリーは技術的な重点が異なります。103kWh三元リチウム版の最高CLTC航続距離は752キロに達します。93kWhリン酸鉄リチウム版は寧徳時代(CATL)の次世代BMSバッテリーマネジメントシステムを採用し、低温・低残量条件下での電量推定などの問題の改善に重点を置いています。

例えば、リン酸鉄リチウム電池は部分的な充電状態の区間において電圧変化が小さく、残存電力量の推定に困難をもたらします。CATL(寧徳時代)のエンジニアによると、新システムはアルゴリズムの最適化により、電力量推定誤差を約3%の水準に抑えられるといいます。

両方のバッテリーは、IM智己の需要に応じてカスタム開発されたものです。電池セルは寧徳時代(CATL)の寧徳および江蘇の拠点から供給され、バッテリーパックは寧徳時代と上汽時代の2社がそれぞれ組立・封入を行っています。

実のところ、上汽とCATL(寧徳時代)の協力関係には以前から深いつながりがある。

2017年、双方はすでに時代上汽、上汽時代という2つの合弁企業を設立し、それぞれセルと動力電池システム事業を展開しています。

そのため、同じく寧徳時代の電池と表示されていても、その背後の生産主体は異なる可能性があります。

さらに重要なのは、電池パックの生産完了後、車両との適合開発。

が必要になることです。寧徳時代のエンジニアが説明するには、電池パックは自動車メーカーが提示する需要に応じて設計する必要があり、車両搭載後には冬季・夏季および様々な道路条件でのテストを経なければならず、BMSも車両の三電や熱管理などのシステムと連携する必要があります。

電池容量を例に挙げよう。容量を増やせば、通常は車両の航続距離を向上できるが、バッテリーパックの重量とコストもそれに伴って増加する。車体重量の変化は、さらに車両全体のエネルギー消費、シャシ設計、操縦性のチューニングにも影響を及ぼす。

したがって、一台の車にどの程度のバッテリーを採用するかを決めるには、航続距離の目標、車内空間、車体構造、コストを総合的に考慮する必要がある。

また、ステア・バイ・ワイヤや後輪操舵などのシャシ技術の導入は、バッテリーパック、電駆動システム、シャシ部品を車両開発の段階でレイアウトする必要があることも意味している。

この点から見ると、電池メーカーと完成車メーカーの研究開発業務には実は多くの重なりが存在し、バッテリーパックの設計も車両アーキテクチャ開発の早期段階から統括的に進める必要がある。

電池サプライヤーは車種のニーズに応じて対応製品を開発する必要があり、完成車メーカーはバッテリーを電駆動、熱管理、シャシなどのシステムと統合しなければならない。

IM智己が今回紹介したもう一つの核心技術である「全線控霊蜥シャシ」も、車両開発における重要な部分に属する。

このシステムはステア・バイ・ワイヤと後輪操舵を組み合わせたもので、エンジニアが公表したデータによれば、LS8 NEO純電の後輪操舵角度は最大プラスマイナス24度に達し、最小回転半径は約4.85メートルで、主に大型SUVの低速でのターンや駐車などのシーンにおける操縦体験の改善に用いられる。

そして、ドライブ・バイ・ワイヤのシャシ之外にも、IM智己はバッテリー、電駆動、車両エネルギー消費管理などのシステムのマッチングを完成させる必要がある。

つまり、CATLの寧徳時代の電池を採用することが、バッテリー関連の作業をすべてサプライヤーに任せることを意味するわけではない。

また、寧徳時代の研究開発と製造能力も、具体的な車種プロジェクトを通じて、実際に車に搭載できる電池製品へと転化される必要がある。

これはまさに、「寧徳時代離れ(去寧化)」をめぐる外部の議論において避けて通れない問題でもある。

自動車メーカーは、自社の製品開発ニーズを満たすために、どの程度のバッテリー技術を把握する必要があるのか。

自社開発電池において、自動車メーカーはどこまで到達すべきなのか。

振り返ってみると、直近の動力電池サプライチェーン調整において、各自動車メーカーの取り方は同じではなかった。

理想(Li Auto)が欣旺達動力(Sunwoda)に出資したのは、電池サプライヤーとの資本および技術の結びつきを強化するものであり、小米(Xiaomi)は中創新航(CALB)などの企業と電池を共同開発した。また、新たなサプライヤーを導入したり、自主研究開発の範囲を拡大したりする自動車メーカーもあった。

これらの動きは、サプライチェーンの異なる層面に関わっている。

第二のサプライヤーを増やすことは、単一サプライヤーへの依存を低減できる。バッテリーパックやBMSなどの技術を自主開発することは、製品の性能とコストに対する自動車メーカーのコントロール度を高めることができる。さらに電池セル材料の研究開発ないし製造に参加するには、より多くの資金、設備、研究開発リソースを投入する必要がある。

同じく自社開発電池と呼ばれていても、実際に関わる技術の範囲は大きく異なる可能性がある。

このような差異は、主にコストに関係している。

動力電池は新エネルギー車においてコスト占有率が最も高い部品の一つであり、車両の航続距離と性能に影響するだけでなく、完成車メーカーの調達コスト、製品開発周期、生産能力の計画にも関わっている。

他の電池メーカーの技術と製造能力が向上し続けるにつれ、自動車メーカーはより多くの選択肢を持ち、重要部品の研究開発とサプライチェーン管理においてより多くの主導権を握ろうとし始めている。

しかし、IM智己と寧徳時代の協力から分かるように、自動車メーカーが電池の研究開発に深く参画することは、必ずしも電池セルの独立した製造を意味するわけではない。

実際、上汽集団(SAIC)は一方で寧徳時代と長期的な協力関係を維持しながら、他方では清陶能源(QingTao Energy)に出資して固体電池の研究開発を推進し、自社の電池管理と車両統合技術の発展も続けている。

これらのレイアウトは異なる技術ルートをカバーしており、さまざまなレベルの自社開発とサプライヤーとの協業にも関わっている。

一方、CATLにとっては、自動車メーカーがサプライヤーを増やし、より多くの企業が電池開発に参入するにつれ、完成車メーカーとの協業内容も、顧客のニーズに応じて絶えず調整していく必要がある。

今回の寧徳訪問を通じて、電池セルの製造からIM(智己)のカスタム開発・車両統合に至るまで、まさに動力電池サプライチェーンにおけるいくつかの異なる技術分業の姿を目にすることができた。

CATLにとっては、中核となる仕事は電池技術と量産製造に集中しており、IMにとっては、車種のポジショニングに応じて要件を提示し、電池を他の車両システムと共に開発・検証する必要がある。

より多くの自動車メーカーが電池開発に深く関わるにつれ、自動車サプライチェーンの技術分業は今後も変化を経験するかもしれず、メーカーによる製品定義権とサプライチェーンの主導権の獲得の動きも、双方の協業のあり方に影響を与え続ける可能性がある。

最初の問いに戻ると、自動車メーカーはどこまでやるべきなのか。

動力電池には材料、電池セル、システム統合など複数の技術段階が関わり、自動車メーカーが習得すべき能力も、研究開発・製造の全体チェーンの中で考える必要がある。

自動車メーカーが必ず習得すべきなのは、製品定義権、そして電池と車両の統合・検証能力であり、電池セルを誰が製造するかについては、車種のポジショニング、規模、コストに応じて、自社開発、共同開発、外部調達の中から選択することができる。

しかし、サプライチェーンがどのように変化しようとも、自動車の競争は結局は製品に回帰する。自社開発、外部調達、共同開発のいずれも、自動車メーカーが製品目標を達成するための異なる道筋なのである。

部品はそれぞれ得意分野を持っていても、自動車の競争力は結局、すべての技術が総合的に作用した結果なのです。

 

原文の出典

量子位

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