NXP基于ISO26262的动力电池BMS解决方案

《NXP基于ISO26262的动力电池BMS解决方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、NXP基于ISO26262的动力电池BMS解决方案    引言：在汽车行业，提高安全性永远是不变的科技趋势。电池管理系统BMS引入汽车电子行业标准ISO26262，有助于规范产品质量体系，推动行业健康发展。BMS简介    BMS即BatteryManagementSystem，电池管理系统，作为新能源汽车“三电”核心技术之一，BMS在HEV/EV上扮演重要作用。广义上，BMS包含传统的12/24V铅酸电池管理，这里讨论的BMS主要是针对HEV/EV的动力电池管理，从48V的弱混动到500V以上的全电动，恩智浦的BMS解决方案都可以覆盖。一般来

2、说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接电池包（BatteryPack），采集电池的电压、电流和温度等，主控单元通过CAN总线或DaisyChain（菊花链）通信等方式管理多个从控单元。    按照新能源汽车对电池管理的需求，BMS具备的功能包括:    SOC/SOH估算    SOC即电池荷电状态，用于衡量电池剩余电量，对于判断汽车可行驶里程十分重要。    故障诊断    故障诊断用于判断电池的当前状态，及时正确识别电池充放电过程中的过压、欠压、过温等异常情况有助于避免事故发生。    均衡控制    均衡控制主要是消

3、除单体电池之间的容量差异，达到一致性，延长电池使用寿命。      热管理和充电管理等    BMS基本架构如图1所示：1.webp.jpg(43.16KB,下载次数:35)下载附件2016-9-1908:31上传图1  电池管理系统BMS架构    随着汽车电子软硬件复杂性提高，来自系统失效和随机硬件失效的风险日益增加，随着汽车电子行业标准ISO26262的发布，使得人们对功能安全有了深入的理解，对评估、避免这些风险提供了可靠的流程保证。电池管理BMS引入ISO26262标准，不仅是响应技术趋势的需求，而且确实能为BMS带来质的变化，从长远来

4、看，有利于行业健康发展。BMS功能安全开发流程简介    ISO26262定义的功能安全标准涵盖了产品的管理、开发、生产、经营、服务和报废等阶段，覆盖产品的整个生命周期，产品开发时主要关注的阶段有概念、系统级开发、硬件开发和软件开发等阶段。    在功能安全概念阶段要做系统危害分析（HazardAnalysis）和风险评估（RiskAssessment），得出汽车安全完整性等级ASIL（AutomotiveSafetyIntegrityLevel）。    ISO26262标准规定了A到D四个安全等级，其中D级为最高等级，相应的需求最为苛刻。一

5、般而言，主流车厂认为BMS应该需要达到的安全等级至少是ASIL-C。    在得出安全等级ASIL后，需要设立安全目标（SafetyGoal），并提出相应的安全需求（SafetyRequirement）和安全机制（SafetyMechanism），并在必要的时候做功能安全等级分解。    ISO26262给出了三个指标：单点故障指标SPFM，潜在故障指标LFM和随机硬件失效指标PMHF，用于去评估系统的安全性等级。2.webp.jpg(71.72KB,下载次数:30)下载附件2016-9-1908:34上传图2  ISO26262安全生命周期 

6、   例如，在BMS开发过程中，对BMS的危害分析有过压（过充）、欠压、过温和过流等危害事件，如过压可能是一个比较严重的事件，尤其长时间对电池过充会导致电池性能下降和不可恢复性损坏，甚至导致电池变形、漏液情况发生，通过对过充这个事件进行危害分析和风险评估，得出其安全等级是ASIL-C或者ASIL-D（在不同应用场景下分析下得出的安全等级可能不一样），那么系统的安全目标就是BMS应该能及时发现电池过充情况并作出处理，对应地，要从单点失效和潜在失效等方面考虑设计安全机制，最后用前面提到的度量指标进行安全性评估。恩智浦符合功能安全的BMS解决方案  

7、  恩智浦提供完整的电池管理系统解决方案，包括微控制器MCU、模拟前端电池控制器IC、隔离网络高速收发器、系统基础芯片SBC等。借助恩智浦的BMS方案，客户可轻易实现基于CAN网络或菊花链的电池管理系统。恩智浦提供多种符合ISO26262标准的器件，主控单元MPC574xP安全等级达到ASIL-D，模拟前端电池控制器MC33771安全等级达到ASIL-C，SBC（SystemBasicChip）系统基础芯片FS45/65安全等级达到ASIL-D。采用这套方案可简化软硬件设计，帮助客户轻松实现系统安全等级达到ASIL-C/D。此外，恩智浦提供符合

8、功能安全的参考设计，极大加速客户开发符合ISO26262标准的BMS产品。3.webp.jpg(46.72KB,下载次数:35)图3 恩智浦BMS菊花