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BMS功能安全开发流程(二):ASIL等级

2017-11-08

BMS和功能安全作为当下新能源的两个当红炸子鸡实在是绕不开的话题,蹭个热点,继续聊聊ISO26262在BMS开发中的应用。【相关阅读:BMS功能安全开发流程(一):BMS和ISO26262

1.???相关项定义,ASIL等级,安全目标

如下图所示,步通过不同的驾驶情况,不同的环境来确定不同的场景;第二步分析不同场景下的事故所以引起的Hazard Situation.?第三步确定这些Hazard Situation的ASIL?等级,这一部分有很大的主观因素,每个公司考虑问题的角度不一样,针对不同的Hazard Situation设定的ASIL?等级也会不一样。比如有些OEM定义热失控的ASIL LEVEL为C,有些OEM设定热失控?ASIL LEVEL?为D,不过目前来看热失控以后的ASIL LEVEL会是D,在知乎上看有人说以后大众的高压电池包的安全等级为D,他说的这个电池包应该是指电池包里面的电气架构包括BMS。

ISO 26262-3 Scheme ?T?V Süd

第四步根据上一步确定的不同的故障模型Harzard Situation ASIL的大ASIL等级。第五步根据上一步确定的大ASIL等级就可以设定Safety Goal了。在上篇文章中简单介绍了功能安全的开发途径,在开发途径中,Safety Goal是Top Level的Safety Requirements,直接来自于HARA(hazard analysis and risk assessment)。第七步,根据Safety Goal就可以导出 Saftety Requirements。

因为ISO26262涉及到产品的整个开发周期,那么谁该负责这整个流程,主机厂还是供应商?如果BMS是由供应商开发提供给主机厂,那么理论上前5步都应该是主机厂来主导分析,输出Saftety Goal给供应商,供应商根据Satety Goal导出Saftety Requirements,接着是系统设计,硬件设计,软件设计等。同时主机成也会参与到V模型右边的测试部分。

根据上面的分析,我们将BMS为一个safety element out of context(独立安全单元),独立安全单元的意思在在产品的开发周期内,不用考虑整车内其它要素(element)。

a.???Item Definition

Item dedinition首先要确定item的scope,item的边界及与item相关的部件,确定item与外界部件的交互接口,CAN信号,传感器信号等等。一般通常采用方框来表示item的elements,通过这些elements和elements之间的信息交互,就能够确定这个系统的大致架构。

如果下图a是一个电池系统的方块图,电池高压系统主要有Junction box,Modules,cell balance interconnect circuit, HV contactor module, BMS等。BMS通过将传感器采集的数据进行处理,计算电池SOC/SOH,故障诊断等,同时通过整车CAN与VCU进行信息交互。b图是a图所对应的item defintion。一个A00级的BEV电池包。

a) Preliminary architecture of the hypothetical Li-ion battery system

b) Key elements and signals within the energy storage system

点画线表示高压电池系统的边界线,高压系统的与外界的交互信号分成了下表中的七大类。

上面定义了不同类的子系统,下面这张图是上图中(connected modules)连接模组的框框图。

下面这张图是上面连接模组的进一步分解的模组框框图及信号流。

这样一层一层像剥洋葱一样分解系统,很方便追溯所有信号来源。系统与其他外部部件之间的联系,系统内部之间的联系,子系统之间的联系,一目了然。比如我们想追踪温度传感器的信号流,首先可以从模组框框图开始,temperature sensor 到 monitoring unit, monitoring unit 与外部的 internal communication交互信息,上一次的连接模组的 internal communication 与外界的 Junction box通过内部通讯交换信息Top level 的 junction box 与外界的整车控制器交互信息。

这篇文章里的Itemdefinition是针对高压电池包,我直接引用。BMS系统没有这么多子系统,但是在工作中发现,其实把高压系统的电气系统和BMS作为一个大系统,进行功能安全分析更全面,工作也更好展开。

参考资料:

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