DTS FMVSS305 自動車衝突試験対応 高電圧測定システム

電気自動車（EV）やハイブリッド車（HV）が急速に普及する現代において、その基幹部品である高電圧バッテリーや駆動システムの性能評価、そして安全性の検証は極めて重要です。しかし、数百ボルトから時には1,000Vを超える高電圧の取り扱いには、感電や機器損傷のリスクが常に伴い、測定作業には最大限の安全対策が求められます。

DTS社が提供する「FMVSS305」は、まさにこうしたEV/HV試験特有の課題に応えるために開発された、最先端の高電圧絶縁測定システムです。最大±1,200Vという広範囲な電圧測定能力を持ちながら、徹底した絶縁設計により、測定に関わるエンジニアや周囲の機器の安全を確保します。さらに、高性能データレコーダー「SLICE6」を内蔵しており、衝突試験のような動的な事象における瞬間的な電圧変動も確実に記録。スタンドアロンでの手軽な運用から、既存のDTSデータ収集システム（TDAS/SLICE）とのシームレスな統合まで、試験の規模や目的に応じて柔軟に活用できる高い汎用性も備えています。

FMVSS305の最も重要な特長は、その卓越した安全性にあります。高電圧入力部には、電気を通さない非導電性材料で作られた専用のAmphenol 4ピンコネクタを採用。これにより、測定対象（バッテリー等）と測定システム間、そしてシステムとオペレーター間を物理的に確実に分離します。内部では、ガルバニック絶縁と光学的絶縁技術を組み合わせることで、たとえ測定対象側で予期せぬ異常電圧が発生した場合でも、システム全体や接続された他の機器への影響を最小限に抑えます。

さらに、測定した高電圧値を安全なレベルで監視するための絶縁電圧モニター出力も搭載しています。この出力は、入力された高電圧を正確に1000分の1に分圧（例：1,000V入力 → 1.00V出力）し、完全に絶縁された状態で提供されます。出力端子には、汎用性の高いバナナソケットと、より確実な接続が可能なLEMO 2B 10ピンコネクタの両方を備えており、一般的なマルチメーターやオシロスコープ、あるいはDTS製のペンダントなどを安全に接続して、リアルタイムでの電圧監視や簡易的なデータ確認が可能です。これらのモニター出力の精度は±1%と高く、信頼性のある監視を実現します。

自動車の衝突試験場のような過酷な環境での使用を想定し、FMVSS305は非常に堅牢な構造を持っています。衝撃に対する耐性は、100g（ピーク値、12msecハーフサイン波）という厳しい基準をクリアしており、動的な試験中に発生しうる強い衝撃や振動を受けても、安定した性能を維持し、重要なデータを確実に保護します。また、静電気放電（ESD）保護（8kV）も備わっており、偶発的な静電気によるダメージからも内部回路を守ります。

出荷前には工場で厳格なテストが実施され、その信頼性は保証されています。動作温度範囲は10℃から40℃となっており、一般的な試験室環境での使用に適しています。

FMVSS305の大きな利点の一つが、DTS社の定評ある超小型データ収集モジュール「SLICE6」を内部に標準搭載している点です。このSLICE6モジュールは、FMVSS305が測定した2チャンネルの高電圧データ（および内部で分圧されたデータなどを含む最大6チャンネル分）を、±2.5Vの入力レンジで高精度にデジタル化し、内部メモリに記録します。

これにより、FMVSS305単体でも、PCを接続することなく、衝突試験中のバッテリー電圧の急激な変化や、インバーターのスイッチングに伴う電圧変動など、動的な現象を正確に捉えることが可能です。サンプリングレートなどの詳細設定は、後述するDataPROソフトウェアで行います。記録されたデータは、試験後にイーサネット経由でPCにダウンロードし、詳細な分析に活用できます。

FMVSS305は、試験のニーズに合わせて多様な使い方が可能です。

• スタンドアロン運用: 本体に搭載された手動操作の抵抗テストスイッチ（FMVSS305規格準拠）や、前述の絶縁電圧モニター出力を使用することで、PCや他のDAQシステムなしでも基本的な電圧チェックや監視が行えます。内蔵のSLICE6により、データロガーとして独立して機能させることも可能です。
• DTSデータ収集システムとの統合: FMVSS305は、DTSの標準的なインターフェースを備えています。電源入力にはLEMO 2B 4ピンコネクタ（5V～16.9V対応、逆極性・過電圧・低電圧・過電流保護機能付き）を、通信・制御にはLEMO 2B 19ピンコネクタ（“COM”ポート）を採用しています。このCOMポートには、イーサネット（10/100BaseT/Tx、トランス絶縁）によるデータ通信機能に加え、外部からの記録開始信号（Start Record Input, 0-5V）、イベントマーカーを入力するためのイベント入力（Event Input, 絶縁接点/0-5V）、そしてシステムの動作状態を示す**ステータス出力（Status Output Signal, 0-5V, 20mA）**が含まれており、TDAS PROやSLICE PROといった他のDTSデータ収集システムと容易に接続し、加速度、ひずみ、温度など他の物理量センサーのデータと完全に同期した、大規模で多チャンネルな計測システムを構築することが可能です。

本体前面には、システムの動作状況を一目で確認できるLEDインジケーターが配置されています。

• 電源LED: システムへの電源供給状態を赤・黄・緑の3色で表示します。
• 高電圧入力LED (HV1, HV2): 各高電圧入力チャンネルに48Vを超える電圧が印加されている場合は赤色に、40V未満の場合は緑色に点灯し、高電圧の存在を視覚的に警告します。
• SLICE6ステータスLED (S6 STS): 内蔵データレコーダーの状態を赤・緑・青の組み合わせで表示します。 これにより、オペレーターはシステムの準備状態や安全状態を容易に把握できます。

万が一、試験中に主電源（DC15V）が短時間途絶えた場合でも、内蔵のスーパーキャパシタがバックアップ電源として機能し、約10秒間（標準値、最大充電時間190秒）はデータ収集を継続、あるいは安全に記録を終了させることが可能です。これにより、予期せぬ電源トラブルによる貴重なデータの損失リスクを低減します。

FMVSS305を含むDTSのデータ収集システムは、強力な統合ソフトウェアプラットフォームDataPROによって、その能力を最大限に引き出すことができます。DataPROは、テストエンジニアが試験のセットアップからデータ解析、レポート作成に至るまでの全工程を、直感的かつ効率的に実行できるよう設計されています。

DataPROを使用することで、FMVSS305のチャンネル設定（サンプリングレート、フィルター等）、トリガー条件の設定、他のDTSモジュールとの同期設定などを容易に行えます。試験中は、リアルタイムで測定データをグラフ表示したり、数値で確認したりすることが可能です。

試験後には、収集したデータを詳細に分析するための豊富なツールが提供されます。複数のグラフ表示オプション、演算機能、周波数分析機能などを活用し、データの詳細な評価が行えます。また、EQXやISO MMEといった業界標準のデータ交換フォーマットに対応しているため、他の解析ソフトウェアとの連携もスムーズです。センサー情報やテスト設定は、スタンドアロンのファイルまたは中央SQLデータベースで管理でき、情報の共有や再利用が容易になります。さらに、定型的な試験結果を自動でレポートとして生成する機能も備えており、ドキュメント作成の工数を大幅に削減できます。