燃料電池車の水素タンク高圧監視で安全要求に対応

燃料電池車メーカーE社様

導入製品

• PRS-710：水素タンク高圧監視向け圧力センサー

導入先概要

燃料電池車メーカーE社様は、商用燃料電池車、燃料電池バス、燃料電池トラック向けの車両開発を行うメーカーです。

燃料電池車では、水素タンク、減圧系、供給ライン、燃料電池スタックなどを安全に制御するために、高圧水素の状態監視が重要です。特に水素タンク周辺では、圧力変化を正確に把握し、異常時に安全側へ制御できる構成が求められます。

E社様では、車両の安全要求を満たすため、水素タンクの高圧監視に対応した圧力センサーを検討していました。

導入前の課題

E社様では、燃料電池車向け水素タンクの高圧監視において、安全要求を満たしながら、安定した圧力データを取得したいという課題がありました。

特に以下の点が問題になっていました。

水素タンクの圧力監視は、燃料残量推定だけでなく、充填制御、供給制御、異常検知、安全制御に関係します。そのため、単に圧力範囲に対応しているだけでなく、診断性、信頼性、安全要求への適合性が重要でした。

• 高圧水素タンクの圧力変化を高精度に監視したい
• 充填時・走行時・停止時で圧力変動を正確に把握したい
• 異常圧力や急激な圧力低下を早期に検知したい
• 水素供給ラインや減圧系との連携監視を強化したい
• 安全要求に対応した診断機能を確保したい
• 高圧・低温・振動環境で安定動作するセンサーが必要
• 車両制御ECUや安全監視ECUと連携しやすい通信仕様が必要
• 長期使用時のドリフトや経年変化を抑えたい

選定のポイント

E社様では、水素タンクの高圧監視に特化したPRS-710を採用しました。

選定時に重視されたポイントは以下です。

1. 高圧水素タンクの監視に対応できること

燃料電池車の水素タンクでは、充填時や走行時に高圧状態の圧力変化を正確に監視する必要があります。

PRS-710は、水素タンク高圧監視向けの圧力センサーとして、タンク圧力、供給ライン圧力、減圧前圧力の監視用途に適しています。

対象製品：

• PRS-710

2. 異常圧力・急激な圧力低下を検知できること

水素システムでは、過圧、圧力低下、漏れ、バルブ異常、減圧系異常などを早期に検知することが重要です。

E社様では、通常運転時の圧力監視だけでなく、異常時に安全側制御へ移行するための診断情報取得を重視しました。

3. 安全要求に対応しやすいこと

燃料電池車では、水素という高圧ガスを扱うため、安全要求に基づいたシステム設計が求められます。

E社様では、圧力センサーの出力値だけでなく、以下のような診断・監視機能を活用できることを重視しました。

• センサー異常検知
• 測定範囲外検知
• 通信異常検知
• 電源異常検知
• 圧力変化率監視
• フェイルセーフ制御への連携

4. 車載環境での長期信頼性

燃料電池車は、寒冷地、高温環境、長距離走行、商用運用など、多様な条件で使用されます。

E社様では、温度変化、振動、湿度、経年変化に対して安定した測定ができることを重視しました。

採用構成

PRS-710：水素タンク高圧監視向け圧力センサー

PRS-710は、燃料電池車の水素タンクや高圧水素供給ラインの監視を想定した圧力センサーです。高圧環境での圧力監視、異常検知、安全制御との連携に適しています。

主な用途：

採用理由：

• 水素タンク圧力監視
• 高圧水素供給ライン監視
• 充填時圧力監視
• 残量推定
• 過圧検知
• 急激な圧力低下検知
• 漏れ兆候検知
• 減圧系異常検知
• 安全監視ECU連携
• 水素タンクの高圧監視に対応
• 異常圧力や圧力変化を検知しやすい
• 診断情報を安全監視に活用できる
• 車載環境での長期使用を想定
• 燃料電池車の安全要求に対応しやすい

導入後の効果

E社様では、PRS-710を水素タンクの高圧監視に採用することで、燃料電池車に求められる安全監視機能を強化できました。

主な効果は以下です。

1. 水素タンク圧力を安定して監視できるようになった

PRS-710により、充填時、走行時、停止時の圧力変化を連続的に監視できるようになりました。これにより、水素残量推定や供給制御の精度向上に活用できます。

2. 異常圧力の早期検知がしやすくなった

過圧や急激な圧力低下など、通常運転とは異なる圧力変化を検知しやすくなりました。

たとえば、以下のような異常兆候の把握に活用できます。

• 充填時の過圧
• 走行中の急激な圧力低下
• 停止時の圧力低下傾向
• バルブ閉止異常
• 減圧系の動作不良
• 漏れの可能性

3. 安全監視ECUとの連携を強化できた

PRS-710の圧力データを車両制御ECUや安全監視ECUと連携することで、異常時の警告、出力制限、遮断制御、フェイルセーフ制御に活用しやすくなりました。

4. 充填時の評価データを取得しやすくなった

水素充填時は、タンク圧力と温度が変化します。PRS-710により、充填開始から終了までの圧力変化を記録し、充填プロファイルの評価に活用できるようになりました。

5. 商用燃料電池車向けの信頼性評価に活用できた

燃料電池バスや燃料電池トラックでは、運行時間が長く、充填頻度も高くなります。PRS-710で取得した圧力データを蓄積することで、商用運用における圧力変化傾向や部品劣化の兆候を把握しやすくなりました。

導入イメージ

E社様では、PRS-710を水素タンクおよび高圧供給ラインの監視ポイントに配置し、タンク圧力の状態を安全監視ECUへ連携しました。

これにより、燃料電池車の水素システムを以下の観点から監視できるようになりました。

異常時には、警告表示や安全側制御へ移行するための判断情報として活用できます。

• タンク圧力
• 充填時圧力変化
• 走行時圧力低下
• 過圧状態
• 急激な圧力低下
• 漏れ兆候
• 減圧系異常

関連製品

PRS-710

水素タンク高圧監視向け圧力センサーです。燃料電池車の水素タンク、供給ライン、充填時圧力監視、安全監視ECU連携に適しています。

関連技術資料

• 150℃対応センサーの搭載ポイント
• CAN FD対応センサーの選び方
• EVバッテリー監視センサー選定ガイド
• HVAC向け圧力・温度監視の基本
• ADAS向けセンサーの構成例

まとめ

燃料電池車では、高圧水素タンクの状態監視が車両安全に直結します。タンク圧力の監視は、燃料残量推定だけでなく、充填制御、供給制御、異常検知、フェイルセーフ制御に関係します。

E社様では、PRS-710を採用することで、水素タンクの高圧監視を強化し、安全要求に対応しやすい監視構成を実現しました。

シンメトリックセンサーでは、燃料電池車、水素タンク、高圧供給ライン向けに、圧力センサーを活用した安全監視構成をご提案します。