BMS功能安全開發(fā)流程（二）：ASIL等級(jí)

BMS和功能安全作為當(dāng)下新能源的兩個(gè)當(dāng)紅炸子雞實(shí)在是繞不開的話題，蹭個(gè)熱點(diǎn)，繼續(xù)聊聊ISO26262在BMS開發(fā)中的應(yīng)用?！鞠嚓P(guān)閱讀：BMS功能安全開發(fā)流程（一）：BMS和ISO26262】

1.???相關(guān)項(xiàng)定義，ASIL等級(jí)，安全目標(biāo)

如下圖所示，步通過(guò)不同的駕駛情況，不同的環(huán)境來(lái)確定不同的場(chǎng)景；第二步分析不同場(chǎng)景下的事故所以引起的Hazard Situation.?第三步確定這些Hazard Situation的ASIL?等級(jí)，這一部分有很大的主觀因素，每個(gè)公司考慮問(wèn)題的角度不一樣，針對(duì)不同的Hazard Situation設(shè)定的ASIL?等級(jí)也會(huì)不一樣。比如有些OEM定義熱失控的ASIL LEVEL為C，有些OEM設(shè)定熱失控?ASIL LEVEL?為D，不過(guò)目前來(lái)看熱失控以后的ASIL LEVEL會(huì)是D，在知乎上看有人說(shuō)以后大眾的高壓電池包的安全等級(jí)為D，他說(shuō)的這個(gè)電池包應(yīng)該是指電池包里面的電氣架構(gòu)包括BMS。

ISO 26262-3 Scheme ?TüV Süd

第四步根據(jù)上一步確定的不同的故障模型Harzard Situation ASIL的大ASIL等級(jí)。第五步根據(jù)上一步確定的大ASIL等級(jí)就可以設(shè)定Safety Goal了。在上篇文章中簡(jiǎn)單介紹了功能安全的開發(fā)途徑，在開發(fā)途徑中，Safety Goal是Top Level的Safety Requirements，直接來(lái)自于HARA（hazard analysis and risk assessment）。第七步，根據(jù)Safety Goal就可以導(dǎo)出 Saftety Requirements。

因?yàn)镮SO26262涉及到產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)周期，那么誰(shuí)該負(fù)責(zé)這整個(gè)流程，主機(jī)廠還是供應(yīng)商？如果BMS是由供應(yīng)商開發(fā)提供給主機(jī)廠，那么理論上前5步都應(yīng)該是主機(jī)廠來(lái)主導(dǎo)分析，輸出Saftety Goal給供應(yīng)商，供應(yīng)商根據(jù)Satety Goal導(dǎo)出Saftety Requirements，接著是系統(tǒng)設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)等。同時(shí)主機(jī)成也會(huì)參與到V模型右邊的測(cè)試部分。

根據(jù)上面的分析，我們將BMS為一個(gè)safety element out of context（獨(dú)立安全單元），獨(dú)立安全單元的意思在在產(chǎn)品的開發(fā)周期內(nèi)，不用考慮整車內(nèi)其它要素（element）。

a.???Item Definition

Item dedinition首先要確定item的scope，item的邊界及與item相關(guān)的部件，確定item與外界部件的交互接口，CAN信號(hào)，傳感器信號(hào)等等。一般通常采用方框來(lái)表示item的elements，通過(guò)這些elements和elements之間的信息交互，就能夠確定這個(gè)系統(tǒng)的大致架構(gòu)。

如果下圖a是一個(gè)電池系統(tǒng)的方塊圖，電池高壓系統(tǒng)主要有Junction box，Modules，cell balance interconnect circuit, HV contactor module, BMS等。BMS通過(guò)將傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算電池SOC/SOH，故障診斷等，同時(shí)通過(guò)整車CAN與VCU進(jìn)行信息交互。b圖是a圖所對(duì)應(yīng)的item defintion。一個(gè)A00級(jí)的BEV電池包。

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

b) Key elements and signals within the energy storage system

點(diǎn)畫線表示高壓電池系統(tǒng)的邊界線，高壓系統(tǒng)的與外界的交互信號(hào)分成了下表中的七大類。

上面定義了不同類的子系統(tǒng)，下面這張圖是上圖中（connected modules）連接模組的框框圖。

下面這張圖是上面連接模組的進(jìn)一步分解的模組框框圖及信號(hào)流。

這樣一層一層像剝洋蔥一樣分解系統(tǒng)，很方便追溯所有信號(hào)來(lái)源。系統(tǒng)與其他外部部件之間的聯(lián)系，系統(tǒng)內(nèi)部之間的聯(lián)系，子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，一目了然。比如我們想追蹤溫度傳感器的信號(hào)流，首先可以從模組框框圖開始，temperature sensor 到 monitoring unit， monitoring unit 與外部的 internal communication交互信息，上一次的連接模組的 internal communication 與外界的 Junction box通過(guò)內(nèi)部通訊交換信息Top level 的 junction box 與外界的整車控制器交互信息。

這篇文章里的Itemdefinition是針對(duì)高壓電池包，我直接引用。BMS系統(tǒng)沒(méi)有這么多子系統(tǒng)，但是在工作中發(fā)現(xiàn)，其實(shí)把高壓系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)和BMS作為一個(gè)大系統(tǒng)，進(jìn)行功能安全分析更全面，工作也更好展開。

參考資料：