토요타자동차주식회사(이하, 토요타)가 "자동차의 미래를 바꾸자(クルマの未来を変えていこう)"를 주제로 "토요타 테크니컬 워크숍 (Toyota Technical Workshop)"이라는 이름의 기술설명회를 개최하고, 자동차 제조사에서 진정한 모빌리티 기업으로의 전환을 뒷받침할 다양한 신기술을 발표했다.
지금까지 전달된 비전과 방침을 실현하기 위해 개발 중인 컨셉을 포함하여 구체적이고 다양한 기술을 공개하고 나카지마 히로키(中嶋 裕樹) 부사장 겸 최고 기술 책임자 (Chief Technology Officer)가 토요타의 기술 전략과 자동차 제조의 미래 방향에 대해 설명했다. 또한 BEV 공장의 카토 타케로 (加藤 武郎) 사장과 7월부터 가동될 수소 공장의 사장으로 취임 예정인 야마가타 미쓰마사 (山形 光正) 사장은 배터리 EV와 및 수소사업의 전략에 대해서도 각각 설명했다.
토요타의 기술전략과 자동차 만들기 방향성
지난 4월 발표한 바 있는 새로운 경영 방침 설명회에서 언급된 '토요타 모빌리티 컨셉'을 실현하기 위한 세 가지 접근은 전동화(電動化, Electrification), 지능화(知能化, Intelligence), 다양화(多様化, Diversification)다. 토요타는 먼저 전동화를 통해 각지역의 상황에 따른 최적의 파워 트레인을 도입하는 「멀티 패스웨이」라는 축을 흔들림 없이 진행하고자 한다. 지능화를 통해 자동차와 서비스 외에도 우븐 시티(Woven City)등 사회와 연결을 확대해 나갈 예정이다. 다양화를 통해 모든 사람에게 제공하는 이동의 자유와 다양한 에너지 선택에 이르기까지 ‘자동차’에서 ‘사회’로 영역을 넓힌 다양화를 실시할 예정이다. 그리고 2016년 이후, 토요타는 기술영역에서도 세 가지 테마를 추진하기 위해 자원을 선진 개발 분야로 이전하고 미래지향적인 투자를 적극적으로 이어왔다. 2023년 3월 현재, R&D 직원의 절반 이상과 R&D예산의 약 절반을 선진 개발 분야로 투입하며 앞으로도 이 흐름을 더욱 가속시켜 가고자 한다.
따라서 토요타는 앞으로 세가지의 사항을 중점으로 자동차 만들기를 진행하고자 한다. 하나는 “타협 없이 안전과 안심을 추구”하고자 한다. 토요타 세이프티 센스(TSS)를 고도화시키고 고객분들께 안전하고 안심할 수 있는 기술을 제공하고자 한다. 두 번째 “미래는 모두가 만드는 것”이다. CJPT의 상용 분야에서 탈탄소화의 노력이나 태국 CP그룹과의 제휴 및 모터스포츠에서의 협업 등 전세계의 동료와 협력해 미래를 만들어 갈 계획이다. 세 번째는 “지역화의 가속화”이다. 앞으로는 각 지역 고객의 니즈가 더욱 다양해지기 때문에 전세계에 있는 연구·개발 거점에서 「고객 기반 개발」에 속도를 낼 것이다. 토요타는 지금까지 하이브리드의 대명사가 된 프리우스나 연료전지 차량인 미라이(MIRAI) 등 지금까지 실현하기 어려웠던 것을 기술력으로 극복하고 시대를 앞서가는 자동차를 다수 개발해 미래를 개척해 왔으며, "자동차의 미래를 바꾸어 가자!"를 슬로건으로, 향후에도 기술력을 통해 고객을 미래로 이끌고, 자동차를 사회와 연결해 미래사회 만들기에 앞장설 것이라고 밝혔다.
새로운 설계사상에 기반한 차세대 EV 배터리 전략
지난 5월에 신설된 배터리 전기차 전담 조직인 BEV 공장에서 실현하고자 하는 것은 “자동차·모노즈쿠리·업무”의 변혁을 통해 「BEV」와 함께 미래를 바꿔 나가는 것이다. “자동차”부분에서는 차세대 배터리의 채용과 음속 기술의 융합 등으로, "항속 거리 1,000km"를 실현할 것이다. 멋진 디자인의 실현을 위해 AI가 공력성능을 지원하고, 디자이너는 감성 만들기에 전념할 수 있으며, Arene OS, 풀 OTA로 운전하는 즐거움을 무한히 확대하고자 한다. 「수동 EV」처럼 「자동차회사이기 때문에 가능한 기술」을 통해 고객에게 가슴설레는 놀라움과 즐거움을 제공할 계획이다.
“모노즈쿠리(モノづくり)“, 즉 제조 부분에서는 차체를 3분할의 신 모듈구조를 채용하고, 기가캐스트(Gigacast)를 채택할 예정이다. 이는 대폭적인 부품통합을 실현해 차량개발비, 공장 투자의 절감에 기여할 예정이다. 또한 자체 추진 생산 기술은 공정 및 플랜트 투자를 절반으로 줄일 수 있다. 이는 대폭적인 부품통합을 실현해 차량개발비, 공장 투자의 절감에 기여할 예정이다. 또한 자체 추진 생산 기술은 공정 및 플랜트 투자를 절반으로 줄일 수 있다.
BEV 공장은 우븐 바이 토요타(WOVEN by TOYOTA), 외부 파트너를 포함하여 자동차 제조 업체의 틀을 넘어 기능과 지역을 통합하는 하나의 리더 아래 모인 ‘ALL in ONE TEAM’이다. ONE TEAM은 빠른 의사 결정과 일하는 방식을 변화시키고 모두가 현장에서 같은 문제의식을 갖고 신속한 의사결정과 초기대응을 실현할 예정이다. 이러한 변화를 통해 글로벌 및 전체 라인업의 공동 기획을 진행하여 차세대 BEV를 2026년부터 전 세계에 출시될 예정이다. 2030년에는 350만대 중 170만대를 BEV 공장에서공급할 예정이다. 차세대 배터리를 채용해 전비를 세계 최고(Top) 수준으로 끌어올려, 확보된 수익으로 고객의 기대를 넘는 상품력 향상을 도모할 예정이다. 아무쪼록 「자동차회사가 만드는 가슴 설레는 EV 배터리」를 기대해 주길 바란다.
새로운 조직과 시스템에 기반한 수소사업 전략
토요타는 2030년 유럽, 중국, 북미 등지에서 수소 시장의 규모가 압도적으로 커질 것이며, 연료 전지 시장은 연간 5조엔 규모에 이를 것으로 예측하고 있다. 이에 토요타는 미라이(MIRAI)의 수소 유닛을 이용한 연료 전지의 대외 판매를 추진하고 있으며 2030년까지 10만대의 대외 판매 제안을 받았다. 그 대부분은 상용차다. 특히 토요타는 급격한 시장변화에 대응하기 위해 7월부터 새롭게 수소 공장이라는 조직을 설립하고, 영업, 개발, 생산에 이르기까지 단일 리더의 지도 하에 신속한 의사 결정을 할 수 있는 시스템을 만들 것이며, 이 수소 공장은 3개의 축으로 사업을 추진한다.
첫 번째는 시장이 존재하는 국가에서의 개발 및 생산이다. 유럽·중국을 중심으로 현지에 거점을 마련해 대응을 가속 해 나갈 예정이다. 두 번째는 주요 파트너와의 협력을 강화해 나가고자 한다. 협엽을 통해 볼륨을 늘려서 합리적인 가격의 연료전지를 고객에게 전달할 수 있도록 노력해 나갈 예정이다. 세 번째는 경쟁력 및 차세대 셀 기술 및 FC 시스템과 같은 ‘경쟁력 있는 차세대 FC 기술의 혁신적 진화’다. 이러한 대응을 통해 차세대 시스템에서는 기술 진화, 양산효과, 현지화에 의해 37%의 원가 절감을 실현할 예정이다. 또한, 앞서 언급한 파트너 여러분과의 협력을 통해 2030년에 20만대의 오퍼를 받을 경우, 50%까지 원가절감이 가능하게 된다. 많은 고객과 각국 정부의 기대에 부응하면서 수익을 낼 수 있도록 할 예정이다. 우리는 이 목표를 향해 개발, 생산, 판매를 일체화 할 것이다. 하지만 수소 가격은 여전히 높은 상황이다. 수소의 대중화를 위해서는 토요타는 파트너사와 협력을 강화하여 ‘제조’, ‘운반’, ‘사용’의 과정을 지속해서 대응해 나가고자 한다. 특히 토요타는 최근에 얻은 강력한 파트너와의 관계를 기회로 삼아 시장성 있는 국가에서 고객을 만나고 합리적인 가격의 상품을 제공해 수소의 사업을 가속해 나갈 예정이라고 밝혔다.
토요타는 이와 같은 일련의 계획을 실현하기 위해 새로운 기술도 공개했다. 그 중에서도 배터리와 관련된 기술혁신들이 주목된다. 토요타는 "배터리는 전기라는 혈액을 계속 흘려보내는 심장이라고도 할 수 있는 존재"라며, "2026년 차세대 BEV 도입을 목표로 대응을 진행하는 가운데 전지도 신기술로 진화시켜 고객의 기대에 부응해 나갈 것"이라고 밝혔다. 이를 위해 토요타는 각형 배터리의 에너지밀도를 향상시키고 현재 일반적으로 사용되는 액체 리튬 이온 배터리의 퍼포먼스를 높일 계획이다. 또, HEV용으로 개발한 바이폴라 구조를 BEV에도 채용해 양품염가의보급형 배터리부터 퍼포먼스를 선보일 배터리까지 고객에게 다양한 선택지를 제공할 수 있도록 라인업을 제공할 계획이다.
혁신적인 배터리 기술에 총력
이 뿐만 아니라 차세대 배터리로서 기대가 높은 전고체 배터리의 BEV(배터리 전기자동차) 적용을 목표로 실용화 단계에 들어갈 예정이다. 이를 통해 경쟁력 있는 배터리의 풀 라인업으로 향후 토요타의 BEV의 진화를 뒷받침해 나갈 예정이다. 차세대 배터리 퍼포먼스 버전은 프라임 플래닛에너지&솔루션즈(주)와 보급형 차세대 배터리와 하이 퍼포먼스버전, BEV용 전고체 배터리는 (주)토요타자동직기와 토요타 그룹 내의 기술을 결집해 개발 중이다. 토요타는 2026년 도입할 차세대 BEV 적용을 목표로 하는 새로운 각형 배터리를 개발할 예정이다. 이 배터리 시스템은 에너지 밀도를 높이면서 공력과 경량화 등 차량 효율 향상으로 항속 거리를 늘림과 동시에 비용은 현행 bZ4X 대비 20% 감소, 급속 충전 20분 이하 (SOC = 10-80%)를 목표로 한다. 이 배터리는 퍼포먼스 지향의 배터리 시스템으로, 이 배터리를 적용한 차는 1,000km에 달하는 항속거리를 목표로 한다고 밝혔다.
이와 함께 더 많은 BEV의 보급에 기여할 수 있는 양품염가(良品廉價)의 보급형 배터리팩을 개발을 추진하고 있다. 이 배터리팩은 신형의 아쿠아와 크라운 등에 탑재하고 있는 바이폴라 배터리 기술을 기반으로 하며, 재료는 보다 저렴한 소재인 리튬인산철을 사용한다고 한다. 이 배터리 기술은 2026~2027년경 상용화를 목표로 하고 있으며, 현행 bZ4X 대비 항속 거리는 20 % 향상, 비용 40% 감소, 급속 충전 30분 이하 (SOC=10-80%)를 목표로 합리적인 가격대의 BEV에 탑재 검토 중이다. 그리고 보급형 바이폴라 배터리와 병행해 바이폴라 구조에 하이 니켈 양극을 조합하여 더욱 진화를 실현하는 하이 퍼포먼스의 배터리도, 2027-2028년 실용화에 도전한다. 퍼포먼스 버전의 차세대 각형 배터리와 비교해도 항속 거리 10% 향상*1, 10% 비용 감소, 급속충전 20분 이하(SOC=10-80%)를 달성하는 압도적 성능을 실현하는 것을 목표로 한다. 이 뿐만 아니라 배터리의 내구성을 현격하게 올려 줄 전고체 배터리의 개발에도 역량을 투입할 예정이다. 여기에 로켓의 극초음속 기술을 응용한 공력 기술, 생산 공정 단순화 등, 다양한 신기술을 도입해 생산성 향상과 단가절감을 이룰 계획이다.
