バッテリー生産を支えるパートナー効率的なオートメーションソリューションは、高い品質レベルを保証し、生産性を向上します。 www.siemens.com/battery 1 バッテリー生産を支えるパートナーマーケット及びテクノロジーの動向パラダイムシフト市場とチャンスバリューチェーンとプロセスオートメーションテクノロジーとノウハウ eMobility活動 2 バッテリー生産を支えるパートナー類似のプロセスを持つ装置メーカーは既存のマーケットからバッテリー生産という新しいマーケットへ参入装置メーカーの既存の市場自動車フィルム太陽エネルギー製紙 3 バッテリー生産を支えるパートナー新しい市場（二次電池生産）リチウムイオン生産技術電極自動車バッテリーセル重工業バッテリーパックエネルギー貯蔵マーケット及びテクノロジーの動向パラダイムシフト市場とチャンスバリューチェーンとプロセスオートメーションテクノロジーとノウハウ eMobility活動 4 バッテリー生産を支えるパートナー例：自動車産業におけるパラダイムシフトに基づく市場の動向メガトレンドの影響：都市化 + 地球温暖化 CO2規制 – 自動車会社や顧客にとって、従来の内燃機関に対するコスト増ダウングレード – 排気量の少ないターボチャージャー付きエンジンは、同出力時のCO2排出量を低減顧客の認識ガソリン価格の上昇による変化エコイメージの重要性内燃機関 (ICE) の最適化 – 従来のエンジンにはまだ開発の余地あり過渡期におけるモビリティ – 都市部での走行性能がますます重要になるハイブリッド化 – 現在のハイブリッド概念のさらなる進歩助成 – 効率的な走行に対する産業政策上の世界的な助成全電動走行 – 電気自動車 (BEV) の自動車市場におけるシェア増加出典：連邦環境庁 5 自動車業界の対応バッテリー生産を支えるパートナー電気自動車産業に対する助成の各国比較米国は自動車産業を融資と補助金によって大規模に支援政府の助成形態 1) 政府の助成対象 1) 米国融資、補助金研究開発/生産、インフラ 22,187,824 中国補助金研究開発/生産、インフラ 3,337,070 フランス補助金研究開発/生産、インフラ 2,181,818 スペイン補助金研究開発/生産 1,390,000 英国融資、補助金研究開発/生産、インフラ 1,324,045 ドイツ補助金研究開発/生産、インフラ 387,727 韓国補助金研究開発/生産 276,830 日本補助金研究開発/生産、インフラ 208,206 デンマーク補助金インフラ 4,701 アイルランド補助金研究開発 583 イタリア / / 0 ポルトガル / / 0 出典：政府ホームページ、新聞雑誌、マッキンゼー 6 バッテリー生産を支えるパートナー今後5年間における政府の助成金 1) (単位：1,000ユーロ) 成熟度 (2010年4月現在) 低い非常に低い極めて低い 1) 電気自動車/他のエンジンの助成に直接使用される政府のプログラム (地域/州、または地方自治体のプログラムは含まれません)； 2015年までの累積助成金マーケット及びテクノロジーの動向パラダイムシフト市場とチャンスバリューチェーンとプロセスオートメーションテクノロジーとノウハウ eMobility活動 7 バッテリー生産を支えるパートナー自動車製造 2010～2020年仮定：平均的成長 (悲観的でも楽観的でもない) 「従来型の自動車」の減少は2017/2018年頃に開始「ハイブリッド自動車 + 電気自動車」は、2016～2018年頃に大きく増加自動車生産台数 (年間) 100,000 全市場 (単位：100万) ガソリンエンジン車 90,000 ディーゼルエンジン車 80,000 ハイブリッド車電気自動車 70,000 天然ガス自動車 60,000 50,000 40,000 30,000 19% ハイブリッド車 (1,900万) 20,000 10,000 6% 電気自動車 (540万) '00 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 出典：CT、スコシアバンク、メリルリンチ 2007、グローバルオートリポート 2008 8 バッテリー生産を支えるパートナー 2018 2019 2020 年従来及び新しい自動車部品の市場シェアの動向世界市場の規模 1) 2020年 (単位：10億ユーロ) 内燃機関（エンジン） -13.3 トランスミッション 1.2 従来の部品排気システム -1.1 燃料タンク -0.6 47.5 バッテリー 16.2 電気モーターパワーエレクトロニクス新しい部品配線その他全市場出典：マッキンゼー 9 バッテリー生産を支えるパートナー 4.5 ~ 750億ユーロ 1) プラグインハイブリッドを含む全てのハイブリッド自動車及び電気自動車 3.5 1.8 59.7 推定：売上高 30万ユーロにつき平均 1 FTE (フルタイム当量) で、現在世界市場におけるドイツの部品供給業者の売上高シェアは約25% バッテリー生産上重要な世界の市場リチウムイオンバッテリーを搭載した電気自動車の市場台数 (2020年) 100万台 12 HEV 10.6 RE (LFP) RE (NCA) 4.8 EV (LFP) 3.1 3.8 1.2 2.0 2 0.5 0.1 0.3 0.1 0 2.0 0.4 0.1 0.4 0.1 1.4 0.2 0.1 0.2 0.1 0.7 0.5 0.0 0.0 0.2 0.0 0.3 1.1 0.3 合計バッテリーの生産場所は各地域のEV, HEV車生産場所と同一と仮定出典：ボストンコンサルティンググループ (BCG) 分析 10 EV (NCA) 7.7 4 バッテリー生産を支えるパートナー電気自動車等が流行から主流になるにはバッテリーのコスト低減が必要リチウムイオンバッテリーコストの推定 ($/kWh (キロワット時)、バッテリーパックレベル) 2,000 想定シナリオ 1,750 高 1,500 低中 1,250 ~ 1,100 $ 1,000 ~ 720 $ 750 ~ 390 $ 500 281 $ 250 0 2006 2010 2015 2020 2025 2030 出典：アジア、ヨーロッパ、北アメリカで行われたOEMとサプライヤーへのインタビュー；マッキンゼー分析 11 バッテリー生産を支えるパートナー電気自動車とハイブリッド車の予測生産台数に基づくバッテリーセルの需要及び生産能力 1020 220 220 598 361 約10億セル 1020 204 200 180 160 140 120 120 100 85 80 60 40 41 72 2012 2013 11 2014 推定：720 MW (500万セル) = 新規セル工場の平均生産能力バッテリー生産を支えるパートナー 4 17 6 2015 27 10 2016 17 2017 年間100万セル 47 44 34 22 84 72 54 15 20 10 31 21 0 2010 2011 12 180億ユーロ (新規工場への総投資額) 136 必要なバッテリー工場新規バッテリー工場 28 予測： 2018 2019 2020 電気自動車の年間生産台数 × 自動車毎のセルの需要 = セルの年間総需要セルの総需要 - 既存の生産能力 = 追加の生産能力マーケット及びテクノロジーの動向パラダイムシフト市場とチャンスバリューチェーンとプロセスオートメーションテクノロジーとノウハウ eMobility活動 13 バッテリー生産を支えるパートナーバッテリー生産のバリューチェーン 1 材料陽極材料陰極材料接合剤カーボンブラックセパレーター電解液その他 2 電極製造陽極陰極フィルムセパレーター 3 セル製造セル製造セルの仕上げ装置メーカー 14 バッテリー生産を支えるパートナー 4 バッテリー製造バッテリーモジュール /パックの組立組立/接続温度調節バッテリー管理安全/性能テスト 5 バッテリーの組み込みバッテリーパックの車両への組み込みバッテリー生産プロセスの説明 1. 電極製造 1 ミキサー 2 コーティング電極材の混合電極材を金属フィルム陽極：カーボン、陰極の表面に塗布します。：リチウム金属酸化物計器により、材料の正 (導伝性の接合剤を確な強度が確保され使用) ます；陽極：銅陰極：アルミニウム電極製造 3 圧縮多孔性を最小限にするための電極材の圧縮 4 5 乾燥* 材料の混合物を窯で乾燥しますスリッター/ パンチャー* 精密な切断/打ち抜きによるフィルムの長さ及び幅の裁断バッテリーセル製造 * 乾燥とスリッター/パンチャーは順番が逆になる場合もあります。 15 バッテリー生産を支えるパートナーバッテリー生産プロセスの説明 2. セルの組み立て及び試験 6 組み立て 7 8 乾燥室形成/エイジング 9 R セパレーターを電極の間に配置します。電極の端子および安全部品への接続、ハウジングの取り付け及び密閉クリーンルームで電解液を充填します。大気中の湿気に触れると中毒反応を起こします！密閉、クリーニングバッテリー生産を支えるパートナー梱包 R 段階的に電圧を上げて抵抗及び容量の測定、クラスA/B/Cへの等級充電/放電することによる活性化2～4週間保分け管バッテリーセル製造 16 10 評価ラベル書き、梱包、発送マーケット及びテクノロジーの動向パラダイムシフト市場とチャンスバリューチェーンとプロセスシーメンスのオートメーションテクノロジーとノウハウ eMobility活動 17 バッテリー生産を支えるパートナー電極コーティング用アプリケーション塗布装置及び統合カレンダー仕上げ要件装置柔軟、両面の、断続的な帯状コーティング (最大100m/min)：塗布装置II 均一なコーティング厚さ：150～300µm コーティングの許容範囲：1～2µm コーティング両端の膨らみ防止コーティング厚さ、坪量、表面構造の統合品質試験電極の統合カレンダー仕上げ (直列)(オプション) 品質に不具合があった場合の迅速なプロセス調整曲線駆動時の高速安定性自動リール交換システムネットワークへの統合送り出し装置 SIMATIC S7 (F) I/O：ET200 (F) SINAMICS S/G：補助ドライブ (AC/AC) マシンオートメーション PROFINET SINAMICS S120 標準アプリケーション PROFIsafe 例：材料搬送及び巻き取り機用 1FK7モーターシリーズ SINAMICS DCC 巻き取り機 SINAMICS DCC RGJ (ジャーク制限付きスロープ) SINAMICS DCC ラインテンションコントロール SINAMICS DCC アキュムレーター 18 バッテリー生産を支えるパートナー巻き取り装置塗布装置I 連続的シーメンスのソリューション乾燥装置断続的帯状断続的かつ帯状お客様のメリット高精度コーティング用SIMATIC S7を使用した塗布装置の柔軟で迅速な制御簡単にパラメータ設定できる標準アプリケーション（規定値カスケード、コントローラー付き巻き取り機など用）巻き取り機またはアキュムレーターでの作業時の自動リール交換による廃棄物減少コントロール、ドライブ、モーターをあらゆる条件および出力に拡張可能簡単かつ安全制御を組み込んだ品質測定システムを標準Ethernet ベースのPROFINETでオートメーションソリューションへ統合打ち抜き/切断用アプリケーションウェブからのプリズム電極の機械的打ち抜き装置要件最速100m/minで動くウェブからのプリズム電極の打ち抜き：柔軟な打ち抜き形状、A4フォーマットバリ/ほつれのない鋭いエッジ損傷のないコーティング曲線駆動時の高速安定性打ち抜き時のギヤ/カムディスクシンクロニズムの正確性不具合のあるコーティングの検知及びマーク付け (オプション) システムネットワークへの統合シーメンスのソリューションマーク付け打ち抜きオプションお客様のメリット柔軟、迅速かつ極めて動的なシンクロ機構及びジッターのない制御/プローブの機能性による正確な切断品質マシンオートメーション SINAMICS DCC 巻き取り機 19 検知簡単にパラメータ設定できる標準アプリケーション (テンションリリース付き巻き取り機および打ち抜き用) SIMATIC S7 (F) 標準アプリケーション巻き取り機 + テンションリリース PROFINET PROFIsafe バッテリー生産を支えるパートナーそれぞれの条件に合わせた駆動コンセプト技術的な知識を持つアプリケーションスペシャリストによる部品サポート組み立て用アプリケーションプリズム状セルスタック形成のための動作機構要件装置最高速度での40枚の電極と41枚のセパレーターフィルムからなるセルスタック形成：動作機構ポータルマイクロメートル単位での材料処理、A4フォーマット位置決めの精度：100µm 100%の品質試験 (表面の品質及び状態) カメラシステム付きバキュームグリッパーカメラシステム付きテーブル極めて動的でスムーズな動作時間を最大限に利用した移動範囲仮想十字線柔軟なセルフォーマットサイズシステムネットワークへの統合機械/制御室におけるプロセスの可視化セパレーターフィルム陽極シーメンスのソリューション電極/セパレーターの組み付けお客様のメリット単純な軸調整及びゾーン定義 3Dトレースで事前に定義された門型動作機構及び先行動作シミュレーション SIMATIC S7 (F) マシンオートメーション移動速度と位置決め精度の理想的な連携動作制御標準ハンドリングアプリケーション陰極 PROFINET PROFIsafe 標準ハンドリングライブラリーによる単純なパラメーター設定ドライブ、パネル、カメラシステムの簡単な組み込み安全制御のドライブ及びコントロールへの簡単な組み込み 20 バッテリー生産を支えるパートナー工場全体のオートメーションシステム要件品質検査及び最適化 KPIの例 (コーティング)：- コーティングの厚さ測定 (+/- 1µm、αまたはγ線) - 表面構造 (均一性) KPIの例 (組み立て)： - 電極の表面検査 - 電極端の品質 - 積み重ね時の電極の位置決め (100µm) 生産性 - 透明性 - システムの有用性 - ボトルネックの識別 - 柔軟性エネルギー効率オートメーションソリューション完全統合オートメーション産業オートメーションのポートフォリオプロセス制御システムオートメーションシステム ERP PLM/ MES MC/CNC PLC/DCS/HMI 操作/監視装置生産性柔軟性プロセス計器センサー/低電圧効率 PLMソフトウェア 21 バッテリー生産を支えるパートナー MESシステム生産データ SCADA/DCS ミキサーコーティング圧縮製品のトレーサビリティ乾燥品質データスリッター/パンチャー形成製造時のシステム連結水平 + 垂直統合お客様のメリット将来の工場は、Siemens PLM + 完全統合オートメーションによる製品と製品ライフサイクルの統合を意味します全ての重要なKPIの把握及び評価トラッキング及びトレーシング、報告、システムの有用性 (OEE) PROFINETベースでの一貫性及び開放性高度なエネルギー効率向上のためのPROFIenergy 工業用通信 RFIDシステムドライブ産業テクノロジーオートメーションジョブコントロール高性能のプロセス/システム診断、セキュリティ、統合安全、標準部品の使用低電圧開閉装置製造実行システムモーター/ドライブ ERPシステムシーメンスの統合された製品・システムによるバッテリーセル製造向けオートメーションソリューション MES/ ERP メンテナンスステーション SCADA/DCS 製造ラインオートメーションネットワーク可視化コントロールドライブ周辺機器混合 22 コーティングバッテリー生産を支えるパートナースリッター組立充填形成エイジング検査シーメンスのバッテリー生産用のプロダクトライフサイクルマネジメントソフトウェアプラントシミュレーターによるバッテリー生産シミュレーション (製造段階の可視化、動作機構、材料の流れを事前に検証) 23 バッテリー生産を支えるパートナーバッテリー生産の市場に対するシーメンスの取り組み電極製造製品 + システム業種 + 関連する産業での経験プロセス + オートメーション (バッテリー) TIA 製品セル製造開放性一貫性お客様のメリット化学、薬学、太陽エネルギー、プラスチック、梱包、成形、自動車プロセス技術 (計量、配分、混合など) アプリケーションサポート (プロセス技術) 技術的なバックアップコーティング、カレンダー仕上げ、切断、打ち抜き、レーザー切断組み立て、処理、梱包、充填、積み重ね、圧縮バッテリー生産を支えるパートナー連結、物流、検査、輸送、ロボットプロセスノウハウ (バッテリーセル) アプリケーションサポート (オートメーションソリューション) コーティング、カレンダー仕上げ、組み立て、処理専門分野：環境及び新エネルギー (プロセス及び技術のためのセルエキスパート) 専門分野：生産技術及び原料 24 バッテリーパック製造電気自動車製造 (試験台、電気自動車) マーケット及びテクノロジーの動向パラダイムシフト市場とチャンスバリューチェーンとプロセスオートメーションテクノロジーとノウハウ eMobility活動 25 バッテリー生産を支えるパートナーシーメンスの電気自動車産業における活動の概要電気自動車インフラ電気自動車部品電気自動車生産オートメーションエネルギーの供給、蓄積及び電力潮流管理中電圧分配スマートグリッド及びメータリング充電自動車製造電気モーターバッテリー製造パワーエレクトロニクス PM SM 電動機 3~ 3～400V/125A まで DC/AC AC/DC VPM リチウムイオンバッテリー容量：30kWh 3~ 1～230V/16A 1～110V/32A = 650～840V = = DC/DC 14V車載電気システム 60℃ 35℃ 水冷 70℃ 空冷エアコン 26 バッテリー生産を支えるパートナーバッテリーセル電気モーター製造バッテリーパック 27 バッテリー生産を支えるパートナー Siemens AG Industry Sector Industry Automation www.siemens.com/battery 28 バッテリー生産を支えるパートナー © Siemens AG 2011 - 2012