作品根源：中汽研汽车检查核心（天津）有限公司，中国汽车手艺钻探核心有限公司，天津市电动汽车评议手艺企业要点实习室短序电池打点体系是新能源汽车的主题电子

作品根源：中汽研汽车检查核心（天津）有限公司，中国汽车手艺钻探核心有限公司，天津市电动汽车评议手艺企业要点实习室

电池打点体系是新能源汽车的主题电子电气部件，其成效的合理性、鲁棒性以及窒碍治理机制很是厉重，电池打点体系的成效失效以及不对理机制往往直接导致电池起火爆炸等危害产生，以是必要对电池打点体系的牢靠性和安宁性实行有用测试。

ISO26262成效安宁轨范中基于V模子为产物斥地供应了参考按照，从产物斥地体系层面、硬件层面和软件层面实行集成测试。本文从软硬件集成层面，采用需求阐发格式导出集成测试用例，为了完毕手艺安宁哀求正在软硬件层面具体切实施，维系运用场景选用窒碍注入测试格式对电池打点体系的样板成效窒碍实行测试。

电池打点体系刻意打点电池体系的安宁、高效、合理运转，电池打点体系行动电池体系的担任闭键，对电池正在整车上的安宁运转起着至闭厉重的效力。电池打点体系的要紧成效征求形态参数搜聚与SOX估算、窒碍诊断、充放电担任、体系能量担任打点、平衡打点、热打点和数据讯息打点。个中，与电池安宁行使历程闭系最为亲近的则是电池打点体系的充放电担任，电池行使无非正在充电形态或者放电形态。动力电池的充放电历程将直接影响到电池的寿命与安宁，必要具备充放电担任的合理流程和爱戴机制。

l)充电打点：该成效旨正在通过电池打点体系的担任打点，使得动力蓄电池正在充电历程中处于安宁形态。电池打点体系正在动力蓿电池充电历程中对充电电压、充电电流、可检测到的电池温度等参数实行担任优化，确保动力蓄电池正在充电历程中的安宁。

2)放电打点：该成效旨正在通过电池打点体系的担任打点，使得动力蓄电池正在放电历程中处于安宁形态。电池打点体系正在动力蓄电池放电历程中对放电电压、放电电流、可检测到的电池温度等参数实行担任优化，确保动力蓄电池正在放电历程中的安宁。

依据ISO26262中界说干系项的鸿沟、接口以及提出与其他干系项和因素交互相闭的假设哀求，同时还要探讨到影响干系项成效的运转场景。

电池打点体系干系项的鸿沟和接口如图2所示，要紧征求传感器因素、担任器因素、实施器因素及电气附件因素。其他干系项和因素如整车低压蓄电池、整车动力担任体系（整车担任器、电机担任器等）、高压部件、充电接口（对付具有可外接充电成效的电动汽车）。

l)传感器因素用于丈量电池组内部的干系讯息，征求但不限于：电芯单体的电压及外观温度、电芯模组电压、电池组电流、电池组总电压，电池组内部自界说采样点电压、电池组内部自界说采样点温度等。

2)担任器因素要紧对付传感器因素搜聚的讯息或收到的其他外围体系发送讯息实行逻辑判别及算法谋划，并与其他外围体系实行讯息交互，或担任实施器因素实行职责。

3))实施器因素要紧依据担任器因素的决定及指令，实施干系行为，样板的行为征求主负接触器开闭担任、主正接触器开闭担任、预充电接触器开闭担任、冷却水泵担任、冷却电扇担任等。

探讨到电池打点体系装置正在整车的差异部位、车辆摆设差异、一系列境况条目（温度、海拔、湿度、途况、气候等）和运转形式，本文要紧钻探充电形式和放电形式，以是阐发获得车辆样板运转场景睹表l。

迫害阐发和危险评估的宗旨是识别干系项中因窒碍而惹起的迫害并对迫害实行归类，同意预防迫害事情产生或减轻迫害水准的安宁对象，以避免不对理的危险。

电动汽车动力电池体系正在充放电历程中动力电池内部产生种种电化学响应，众采用运用迫害与可操作性阐发(HAZOP)、自上而下－窒碍树阐发(ITA)和自下而上－窒碍形式阐发(FMEA)等格式识别电池打点体系正在充放电历程中的成效极度。

维系电动车辆的样板运用场景和成效观点，采用运用迫害与可操作性阐发(HAZOP)格式获得充放电成效极度表示，睹表2。

针对ISO26262中对付危险评估给定了三个枢纽参数：急急度S、泄漏度E和可控度C,最终由这三个参数的品级归纳确定出迫害事情的ASIL品级。

l)急急度S:示意正在产生成效窒碍时（征求驾驶员、乘员、行人和境况）对人体的侵犯水准。分为SO、Sl、S2、S3四个品级，按次示意侵犯的急急水准为无侵犯、轻度和中度侵犯、急急的和危及人命的侵犯、危及人命和致命的侵犯。

2)泄漏度E:示意正在产生成效窒碍或迫害事情产生时所处车辆运转场景产生的概率，而不是迫害事情产生的概率。分为EO、El、E2、E3和E4五个品级，按次示意泄漏的泄漏概率为不恐怕、很是低的概率、低概率、中等概率和高概率。

3)可控度C:示意正在产生迫害事情时预估驾驶员或其他职员对该迫害事情的可控性。分为co、Cl、C2、C3四个品级，按次示意可控的可控水准为可控、方便可控、寻常可控和难以担任或弗成控。

遵守上述危险评估的细则和哀求，探讨最厉苛状况下的潜正在事项场景，通过阐发电池正在过电压、过电流和过温下的一系列内部化学响应，均恐怕激励电池热失控，会开释无益物质，整车层面迫害即导致车辆冒烟、起火、爆炸，以是获得迫害阐发及危险评估结果，睹表3。

每一个迫害事情的ASIL品级应依据表4和表5实行确定，个中ASILA是最低的安宁完善性品级，ASILD是最高的安宁完善性品级，除了4个ASIL品级除外，QM（质料打点）品级示意不做哀求划定。

窒碍注入测试格式是ISO26262成效安世界际轨范中所供应的一种软硬件集成测试格式，也许通过虚拟仿真测试平台对极少非常窒碍、纷乱窒碍实行模仿，也许极大地省略测试本钱和测试周期，又也许较为的确地还原窒碍场景，是对电池打点体系安宁机制有用性及鲁棒性的最佳测试格式。窒碍注入测试格式必要预先确定测试前的体系境况、要注入的窒碍模子、预期输出结果、本质输出结果、窒碍规复格式。

本文测试格式采用硬件正在环体系对电动汽车电池打点体系的干系成效实行成效安宁测试，个中包罗了BMS模子的搭修、硬件信号结婚等，具备CAN信号监控和数据生存成效，也许为电池打点体系供应信号输入，征求单体电压信号、温度信号、电流信号等。

通过对电池打点体系正在充放电形态下的迫害阐发和危险评估，确定相应迫害的成效安宁对象和安宁形态，睹下表6。个中，安宁形态是指没有不对理危险的干系项的运转形式，征求预期运转形式、降级运转形式和闭塞形式，本钻探是探讨最厉苛状况下而确定的安宁形态。

依据安宁对象、成效安宁哀求和安宁形态，为了也许通过体系打算完毕干系的成效安宁哀求，必要界说手艺安宁哀求，从而获得窒碍注入的测试用例，手艺安宁哀求睹表7。

本文所钻探的测试对象为电池打点体系，单体电压平常界限为1.8~3.85V,单体温度平常界限为－40~65°C,总电压平常界限为223.2~477.4V,最大同意放电电流440A,最大同意充电电流270A,CANFD通讯波特率500khit/s。以预防电池单体过充电导致热失控、预防电池单体过温导致热失控、预防动力蓄电池体系过电流导致热失控为安宁对象，维系所测试电池打点体系的窒碍爱戴鸿沟值，打算测试用例，睹表8,测试平台搭修如图3所示。

针对所钻探的样板运用场景和危险评估阐发，同意预防电池单体过充电导致热失控、预防电池单体过温导致热失控、预防动力蓄电池体系过电流导致热失控为安宁对象，打算知足哀求的测试用例。采用硬件正在环体系对单体电压信号、单体温度信号和体系电流信号实行传感器硬件式样窒碍注入，搭修潜正在失效场景实行测试。

通过硬件正在环体系设定电池单体电压为3.895V,该电压抢先了电池单体最高电压3.85V,BMS上报电池单体过电压窒碍，而且实施断开接触器，实测FTTI时候为3.30s。

通过硬件正在环体系设定分流器模仿电压，模仿充电场景电流278.4A,抢先了最大同意充电电流270A,BMS上报总电流过电流窒碍，而且实施断开接触器，实测FTTI时候为3.38s。

通过硬件正在环体系模仿电压输出用于设定BMS的单体温度检测值，成立电池单体最高温度为66°C,抢先了单体最高平常温度65°C,BMS上报单体过温窒碍报警，而且实施断开接触器，实测FTTI时候为3.05s。

通过硬件正在环体系给定分流器模仿电压，模仿放电场景电流450A,抢先了最大同意放电电流440A,BMS上报总电流过电流窒碍，而且实施断开接触器，实测FTTI时候为3.36s。

通过阐发差异测试用例的测试结果，通过传感器硬件式样窒碍注入，而且维系CAN总线信号发送使电池打点体系进入相应形式。通过被测电池打点体系CAN报文信号监控，对测试数据实行阐发，电池打点体系具备电池单体过充电窒碍、电池单体过温窒碍和体系过电流窒碍爱戴的成效，也许正在窒碍容错时候间隔FTII内实行诊断测试、窒碍反应并切实进入安宁形态，正在信号失效或者非平常形态下安宁机制有用，适合成效安宁轨范哀求。

按照ISO26262《道途车辆成效安宁》和GB/T390862020《电动汽车用电池打点体系成效安宁哀求及试验格式》轨范，维系被测电池打点体系的成效参数与打算哀求，对电池打点体系实行基于窒碍注入的成效安宁测试格式实行钻探，修设了基于硬件正在环仿真体系的测试平台，用于成效安宁确认与验证。

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