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» 2021年03月18日 06時00分 公開

VWは3種類の電池でEV展開を推進、コストアップ前提の高性能セルも電気自動車

フォルクスワーゲン(VW)は2021年3月15日(現地時間)、2030年までのVWグループでの車載用バッテリーの戦略を発表した。

[齊藤由希,MONOist]

 フォルクスワーゲン(VW)は2021年3月15日(現地時間)、2030年までのVWグループでの車載用バッテリーの戦略を発表した。

 供給面では、欧州に6カ所のバッテリーセル工場を立ち上げ、年間の生産能力は6カ所合計で240GWhとする。バッテリーセルの生産拠点では再生可能エネルギーで発電した電力を使用し、生産時のCO2排出を抑える。

 バッテリーは車両のセグメントごとに最適な材料を取り入れ、エントリーセグメントでは最大50%のコスト削減を目指す。また、これまでのように車両ごとにバッテリーを検討するのではなく、8割の電気自動車(EV)をカバーできる統一規格の「ユニファイドセル」を2023年から展開し、ボリュームを追求して低コスト化を図る。ユニファイドセルは、全固体電池への移行も容易にするとしている。

 充電インフラも充実させる。欧州で公共の急速充電器を1万8000カ所新設して現状の5倍に増やし、2025年に欧州で見込まれる充電の需要の3分の1をカバーする。米国や中国でも公共の急速充電器を増やしてEVの販売拡大に備える。将来的には回数や場所に制限なく無料で充電できるようにする方針だ。

“松竹梅”の3つの電池

 2030年までに欧州で立ち上げる6カ所の工場のうち、すでに明らかになっているのはスウェーデンのスケレフテオとドイツのザルツギッターの2カ所だ。スウェーデンではNorthvolt(ノースボルト)との協業で、プレミアムセグメント向けのセルを生産する。ノースボルトはVWグループから今後10年間で供給するセルを140億ドル(約1兆5200億円)で受注したとしている。スウェーデンでは2023年から生産を開始し、生産能力は最大40GWhまで徐々に拡張する。

 ドイツのセル工場は2025年から生産を開始し、生産能力はスウェーデンと同様に年間40GWhを計画している。この他、2026年に西欧で、2027年に東欧でセル工場を立ち上げる。さらに2カ所は立地を検討中だ。6カ所合計で年間240GWhの生産能力を確保することにより、欧州でのVWグループのEVのシェアを2030年に現状の2倍となる60%まで増やしていく。

ドイツとスウェーデンのセル工場の位置付け(左)。コスト半減の内訳(右)(クリックして拡大) 出典:VW

 バッテリーのコストは、1kWhあたり100ユーロ(約1万3000円)を下回るまで低減する。エントリーセグメントの車両で50%減、ボリュームセグメントで30%の削減を目指す。コストは、セルの設計、生産プロセス、正極と負極の材料、バッテリーシステムのさまざまな側面から低減していく。

 バッテリーセルは、エントリー、ボリューム、高性能な特定車種向けの3つのセグメントを用意する。エントリーセグメントとボリュームセグメントは採用する材料が異なるが、デザインとフォーマットを統一したユニファイドセルとする。特定車種向けのバッテリーセルは、最先端の高価な材料を積極的に採用し、従来のバッテリーセルよりもコストアップすることも想定している。また、デザインやフォーマットは他の車両と統一しない。VWグループでは、ポルシェが高性能セルの開発を進めている。

用意する3種類の電池の位置付け(左)。使用する材料もそれぞれ異なる(右)(クリックして拡大) 出典:VW

 使用する正極材は、エントリーセグメントがロバストでコスト競争力の高いリン酸鉄、ボリュームセグメントはニッケルの使用量を大幅に減らすことができるマンガン系、特定車種向けが高コストだが走行距離を確保できるニッケルマンガンコバルトと使い分ける。負極材も2種類用意する。1つがグラファイト系、もう1つがシリコンとグラファイトを組み合わせたものだ。グラファイト系は走行距離にはほとんど貢献しないが、シリコンを組み合わせることで充電時間を短縮できるだけでなく、走行距離の拡大にも効果があるという。

 このように材料技術がバッテリーセルの価値を左右することを踏まえて、サプライチェーンのパートナーシップは、セル生産から先の化学や材料の確保にも広げるべきであるとの方針も示した。

負極材は充電時間を、正極材はコストと走行距離の長さを左右するという(左)。サプライチェーンで資源の調達や材料化学までカバーする(右)(クリックして拡大) 出典:VW

 全固体電池はこれらの3つのセグメントには含まれていないが、2020年代半ば以降に実用化する目標だ。全固体電池のメリットとしては充電時間が従来の半分以下に短縮できる点を挙げる。検証段階では、12分で80%まで充電できることを確認しているという。また、走行距離も従来の1.3倍に拡大できるとしている。

 EVの設計思想も移り変わっていくようだ。現在はバッテリーセルをモジュールに組み立てて搭載しているが、バッテリーセルをそのまま車両に組み付けるアイデアを示した。これにより、車両のコストや構造の複雑さを低減するとしている。

 リチウムイオン電池のリサイクルにも力を入れる。2021年1月からリサイクル施設の試験運用を開始している。車両から回収したリチウムイオン電池を放電させ、システムを分解した後、セルを粉砕する。粉砕されたバッテリーは、複数の工程を通じてきめ細かく分類、仕分けしながら回収。新しいバッテリーの材料として95%以上を再出荷することを目指す。

急速充電の拡充やV2Hも

 充電インフラの拡大は、パートナーとの協力で推進する。VWとしては欧州での公共の急速充電器の整備に4億ユーロ(約520億円)を投資する。BPとの協力では欧州全域に8000カ所の急速充電スポットを新設し、中でもドイツと英国では出力150kWの急速充電器を増やす。また、スペインの主要な幹線道路や、イタリアの高速道路や都市部にも、パートナーと協力して急速充電器を整備する。欧州以外では、北米では2021年内に3500カ所、中国では2025年までに1万7000カ所の急速充電器を新設する目標だ。

 さらに、2022年からはEV専用プラットフォームのモデルが住宅や建物への外部給電(V2H、V2B)に対応する。充電と給電に対応したウォールボックスやエネルギーマネジメントシステムまでパッケージで提供するとしている。

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