Power Glory社製リチウムマイクロ電源の自動車分野への応用
Power Glory社製リチウムマイクロ電源の自動車分野への応用
車両の動力源となるトラクションバッテリーの他に、自動車にはタイヤ、キーフォブ、回路基板などに隠された多数のコイン型バッテリーが搭載されており、何年も、あるいは10年以上も静かに作動し続けている。
これらの小型バッテリーは、リチウムマイクロ電源という共通の名称で呼ばれています。車両の動力源ではありませんが、安全警報、本人認証、長期待機監視といった重要な機能において、極めて重要な役割を果たしています。
パワーグローリー（証券コード：920237）は、20年以上にわたりリチウムマイクロ電源の分野に深く携わってきました。ニッチ分野に特化した国内有数の企業であり、一次電池の国家規格策定機関の一つでもあります。本稿では、パワーグローリーのリチウムマイクロ電源の車載用途における応用シナリオ、モデル選定ロジック、および車載グレードとしての基本的な性能について体系的に解説します。
I. 位置づけの明確化：車載用リチウムマイクロ電源の役割とは？
具体的な用途について説明する前に、1点明確にしておきましょう。車両に搭載されているリチウムマイクロ電源は、主電源としての機能ではなく、マイクロ電力供給や長期待機といったタスクを実行します。
スマートカーに搭載されるワットレベルのデバイス（セントリーモードカメラ、NFCリーダー、OTAアップグレードモジュールなど）は、12V補助バッテリーから電力を供給されます。一方、リチウムマイクロ電源は異なる動作条件で使用されます。デバイスはほとんどの時間ディープスリープ状態にあり、データ収集、タイミング、またはRF送信を完了するためのトリガーイベントが発生した場合にのみ起動されます。
この動作モードは、待機時の消費電流がマイクロアンペアレベルで、起動時のパルス放電がミリ秒レベルという特徴を持ち、バッテリーに3つの共通要件を課します。
•長寿命＆メンテナンスフリー一度組み立てられたデバイスは、多くの場合、長年にわたって交換できないため、極めて低い自己放電率と長期にわたって安定した放電プラットフォームが求められます。
•幅広い温度範囲と機械的耐久性高温・低温サイクル、振動、衝撃、遠心力に耐えなければならない。
•高パルス放電能力起動時に大きな電圧降下を起こすことなく、十分な電流を供給できる能力を持つ。
Power Glory社の車載用ソリューションは、主にリチウムマンガン二酸化物（Li/MnO₂、すなわちCRシリーズ、公称3V）電池を採用しています。最も早く商用化され、最も広く採用されている一次リチウム電池システムの一つとして、平坦な放電曲線、高速パルス応答、固体正極からのガス発生ゼロ、優れた安全性、そして高いコスト効率を特長とし、車載用マイクロパワー用途の主流となっています。
II. コアアプリケーションシナリオ
1. TPMS（タイヤ空気圧監視システム）：最も厳格な義務付けられた安全部品
タイヤ空気圧監視システム（TPMS）は、ABSやエアバッグに続く、自動車に義務付けられている安全装備の一つです。直接TPMSを搭載した車両では、各タイヤ内部にセンサーが埋め込まれており、バッテリーと共にカプセル化されて、空気圧と温度をリアルタイムで監視し、データを無線で送信します。通常、1台の車両に4つのセンサーが搭載されています。これは、自動車環境におけるバッテリーにとって、最も要求の厳しいアプリケーション環境の一つです。
•超広範囲の温度範囲タイヤ内部の動作温度は大きく変動するため、バッテリーは-40℃～+125℃の範囲で確実に動作する必要があります。
•振動および遠心力に対する耐性高速走行、加速/減速、コーナリングでは、継続的な振動と機械的圧縮が発生するため、バッテリーのずれ、ひび割れ、液漏れを防ぐ必要があります。
•超長寿命、メンテナンスフリータイヤ内部に封入されているセンサーは交換できないため、設計寿命は通常5年から10年です。
こうした過酷な環境に対応するため、パワーグローリーはCR-HTシリーズの広温度範囲（耐高温性）コイン型電池を開発しました。独自の材料配合、特殊な製造プロセス、そして独自の漏電防止構造を特徴とするこのシリーズは、自動車用TPMSモジュールなど、温度管理が厳しい用途に採用されています。
CR-HTシリーズの主な仕様：
モデル | 公称電圧 | 公称容量 | 標準電流 | 最大連続電流 | 最大パルス電流 |
CR2032HT | 3V | 210mAh | 0.2mA | 5mA | 15mA |
CR2050HT | 3V | 350mAh | 0.4mA | 5mA | 15mA |
CR2450HT | 3V | 560mAh | 0.4mA | 7mA | 20mA |
2. リモートキーフォブとデジタルキー：ボタン式リモコンからUWBまで
自動車のキーフォブは、リチウムマイクロ電池が車両内で最も広く使用されている例です。従来のキーフォブは主にCR2032を使用しており、通常、車両1台につき1～2個の電池が必要です。パッシブエントリーパッシブスタート（PEPS）、プッシュボタンスタート、超広帯域（UWB）デジタルキーの普及に伴い、キーフォブには電池にこれまで以上に高いパルス放電能力が求められるようになりました。
次世代スマートキーは、ロック解除時、PEPSの起動時、UWB高周波測距およびRF信号送信時など、従来のリモコンよりもはるかに高いピークRF電流を必要とします。このような負荷がかかると、標準的な電池では急激な電圧降下、リモコンの通信範囲の縮小、信号の途絶などの問題が発生しやすくなります。
この問題を解決するため、パワーグローリーは高パルス・大容量のCR-PHシリーズを開発しました。
•P（高出力／高パルス）材料配合の最適化と構造強化により、最大パルス放電電流は同サイズの標準モデルと比較して約20%増加しました。
•H（高容量）: 標準モデル（同サイズ）と比較して、公称容量が約10%～20%増加し、バッテリー交換間隔が長くなります。
CR-PHシリーズの主要モデル：
モデル | 寸法（mm） | 公称容量 | 代表的な用途 |
CR2032PH | 20×3.2 | 245mAh | ほとんどの乗用車向けの主流仕様とUWBスマートキー |
CR2025PH | 20×2.5 | 165mAh | コンパクトな収納スペースのキーホルダー |
CR2450PH | 24.5×5.0 | 620mAh | 大径で厚みのあるスマートキー。20シリーズとは交換不可。 |
CR2430PH | 24.5×3.0 | 300mAh | 大型スマートキーを選択してください |
CR1632PH | 16×3.2 | 140mAh | 小径キーホルダー |
CR1620PH | 16×2.0 | 80mAh | 超小型収納式キーホルダー |
（デジタルキーの進化は、もう一つの注目すべき傾向を浮き彫りにしている。スマートフォンが車のキーとして機能する場合、メインバッテリーが完全に消耗していても、短距離でのロック解除には内蔵のバックアップ電源が依然として必要となる。このラストマイルにおける信頼性は、非常に信頼性の高い小型電源の重要性をさらに強調している。）
3. BMSリアルタイムクロック（RTC）バックアップ：新エネルギー車における主要な成長要因
バッテリー管理システム（BMS）のメイン制御基板は、リアルタイムクロック（RTC）モジュールに電力を供給するためにマイクロバッテリーを必要とします。メインMCUの電源がオフになっている車両のディープスリープ状態では、RTCは超低電流（約0.3～0.5μA）で動作して時刻を維持し、定期的にBMSを起動してセル電圧/温度のサンプリングと静的SOCの再校正を実行します。
この用途では、CR2032やBR2330などのモデルが一般的に採用されています。従来の内燃機関車には駆動用バッテリーパックやBMS（バッテリー管理システム）が搭載されていないため、このバックアップバッテリーは新エネルギー車（NEV）にとって特有の要件となります。
4. 車載ETCとスマートハイウェイ
電子料金収受システム（ETC）の車載ユニット（OBU）や高速道路交通カードでは、バッテリーは長期間にわたって低電力待機状態を維持しながら、取引時には安定したパルス電力を供給する必要があります。パワーグローリーのCRシリーズ（広温度範囲対応モデルを含む）は、こうしたスマートハイウェイのシナリオに最適で、長期待機と信頼性の高い取引電力という要件を満たします。
5. RTCおよび他のコントローラー用バックアップ電源
一部の車両用T-Box通信モジュールおよび車両制御ユニット（VCU）は、独立したRTCクロックまたは短時間バックアップ電源を必要とし、車両の電子アーキテクチャ設計によっては、CR2032やCR1220などの追加の小型電池を組み込む場合もあります。
III．高い参入障壁の裏側：パワーグローリーの車載グレードの技術力
自動車用途は、典型的なマイクロパワーで参入障壁の高い市場です。Power Gloryがこのサプライチェーンに参入するには、単一のスタンドアロン製品ではなく、包括的な車載グレードの機能が必要となります。
1. 自動車品質管理システム
Power Gloryは、IATF 16949自動車品質マネジメントシステムに加え、ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001、ISO 50001、およびQC080000マネジメントシステムの認証を取得しています。IATF 16949は、グローバルな自動車サプライチェーンに参入するための重要な前提条件であり、製品開発および製造プロセスが自動車グレードの一貫性とトレーサビリティ要件を満たしていることを保証します。
2. 広範囲の温度に対応する製品一覧
Power Gloryは、複雑な車載熱環境に対応するため、温度に応じた製品ラインを確立しました。CR-HT高温シリーズ（最高+125℃）、CR-D低温シリーズ（最低約-55℃）、CR-T広温度シリーズ、そして標準のCRおよびCR-PHシリーズがあり、センサーの取り付け位置や動作条件に基づいて最適な製品を選択できます。
3．材料およびプロセスに関する専門知識の蓄積
優れた広範囲の温度範囲と長寿命性能は、基盤となる技術に由来します。電解二酸化マンガン（EMD）カソードの熱処理とドーピング改質により、極端な温度下での結晶構造の安定性とイオン拡散が最適化されます。高温電解液の配合、耐熱シール構造、レーザー／精密封止プロセスが一体となって、高温での保管寿命と漏洩防止の信頼性を保証します。
4. 認証、規模、一貫性
製品はUL、CE、RoHS、UN38.3の認証および試験に合格しており、技術仕様はIEC国際規格および日本のJIS C8512規格に準拠しています。月間6,600万台を超える生産能力に加え、自動生産ラインとAI画像検査システムを導入することで、大量生産においても厳格な品質の一貫性を確保しています。これは、OEMティア1サプライチェーンにおいて最も高く評価されている能力です。
IV．将来展望と動向
自動車の電動化とインテリジェンスの発展は、リチウムマイクロ電源の応用範囲を拡大し続けている。
•規制上の義務付けがTPMS普及の推進要因国内乗用車におけるTPMSのOEM装着率は既に高く、商用車（危険物輸送車両を含む）への装着義務化政策も施行されつつある。海外市場でも、より厳格な監視基準（デュアルセンサー方式の提案など）が検討されており、車両1台あたりのセンサー数増加の余地が見込まれる。
•デジタルキーの普及加速UWBやNearLinkといった技術ロードマップは、国家標準規格とともに進化を続け、デジタルキーの普及率を高めています。高周波測距や常時接続状態には、より高いパルス性能とバッテリーの低い自己放電率が求められます。
•新エネルギー車の普及が需要増加を加速させるBMS RTCバックアップなどの独自の要件は、NEV車両の台数拡大に伴い、今後も急速に増加していくでしょう。
小型バッテリーは、安全性において大きな役割を果たします。タイヤ内部で10年間も監視を続けるタイヤ空気圧センサーから、スマートフォンのバッテリーが切れても車のドアのロックを解除するバックアップ電源まで、Power Gloryのリチウムマイクロ電源は、目に見えないながらも極めて重要なあらゆる用途に対し、安定性、信頼性、そして車載グレードの電力ソリューションを提供します。
今後、パワーグローリーは車載エレクトロニクスなどの主要分野に引き続き注力し、材料およびプロセスの革新を活用して、世界中の顧客に幅広いマイクロパワー製品とカスタマイズされたソリューションを提供していく予定です。
