基于ISO26262的恩智浦BMS安全解決方案.doc

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1、基于ISO26262的恩智浦BMS安全解決方案　　隨著汽車電子軟硬件復雜程度日趨提高，來自系統(tǒng)失效和隨機硬件失效的風險也日益增加了。汽車電子行業(yè)標準ISO26262的發(fā)布，使得人們對車輛設計的功能安全有更深入的理解，從而對評估、避免這些風險提供了可靠的流程保證?！　∫?、BMS簡介　　BMS即BatteryManagementSystem，電池管理系統(tǒng)的意思。作為新能源汽車“三電”核心技術之一，BMS在HEV/EV上扮演重要作用。廣義上，BMS包含傳統(tǒng)的12/24V鉛酸電池管理，這里討論的BMS主要是針對HEV/EV的動力電池管理，從48V

2、的弱混動到500V以上的全電動，恩智浦的BMS解決方案都可以覆蓋?！　∫话銇碚f，BMS由一個主控單元和多個從控單元組成，從控單元直接連接電池包（BatteryPack），采集電池的電壓、電流和溫度等，主控單元通過CAN總線或DaisyChain（菊花鏈）通信等方式管理多個從控單元?！　“凑招履茉雌噷﹄姵毓芾淼男枨?，BMS具備的功能包括SOC/SOH估算、故障診斷、均衡控制、熱管理和充電管理等。SOC即電池荷電狀態(tài)，用于衡量電池剩余電量，對于判斷汽車可行駛里程十分重要。故障診斷用于判斷電池的當前狀態(tài)，及時正確識別電池充放電過程中的過壓、欠

3、壓、過溫等異常情況有助于避免事故發(fā)生。均衡控制主要是消除單體電池之間的容量差異，達到一致性，延長電池使用壽命?！　　　D1電池管理系統(tǒng)BMS架構　　二、BMS功能安全開發(fā)流程簡介　　ISO26262定義的功能安全標準涵蓋了產(chǎn)品的管理、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、服務和報廢等階段，覆蓋產(chǎn)品的整個生命周期，產(chǎn)品開發(fā)時主要關注的階段有概念、系統(tǒng)級開發(fā)、硬件開發(fā)和軟件開發(fā)等階段。在功能安全概念階段要做系統(tǒng)危害分析（HazardAnalysis）和風險評估（RiskAssessment），得出汽車安全完整性等級ASIL（AutomoTIveSafetyInt

4、egrityLevel）。ISO26262標準規(guī)定了A到D四個安全等級，其中D級為最高等級，相應的需求最為苛刻。一般而言，主流車廠認為BMS應該需要達到的安全等級至少是ASIL-C。在得出安全等級ASIL后，需要設立安全目標（SafetyGoal），并提出相應的安全需求（SafetyRequirement）和安全機制（SafetyMechanism），并在必要的時候做功能安全等級分解。ISO26262給出了三個指標：單點故障指標SPFM，潛在故障指標LFM和隨機硬件失效指標PMHF，用于去評估系統(tǒng)的安全性等級?！　　　D2ISO26262

5、安全生命周期　　例如，在BMS開發(fā)過程中，對BMS的危害分析有過壓（過充）、欠壓、過溫和過流等危害事件，如過壓可能是一個比較嚴重的事件，尤其長時間對電池過充會導致電池性能下降和不可恢復性損壞，甚至導致電池變形、漏液情況發(fā)生，通過對過充這個事件進行危害分析和風險評估，得出其安全等級是ASIL-C或者ASIL-D（在不同應用場景下分析下得出的安全等級可能不一樣），那么系統(tǒng)的安全目標就是BMS應該能及時發(fā)現(xiàn)電池過充情況并作出處理，對應地，要從單點失效和潛在失效等方面考慮設計安全機制，最后用前面提到的度量指標進行安全性評估。