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基于汽車安全完整性等級(jí)的混動(dòng)電控系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)

文檔作者：韓曉凌褚明鄧偉常平項(xiàng)宇		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月05日
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20 13 中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集ZO 13 C N 一E V l l 3 32 5
基于汽車安全完整性等級(jí)的混動(dòng)電控系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)
韓曉凌褚明鄧偉常平項(xiàng)宇
北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司
【摘要】相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 因此需要更安全可靠的電控系統(tǒng); 本文介紹
了依據(jù)汽車功能安全完整性等級(jí), 從功能安全開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行安全分析和設(shè)計(jì)以確?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車電
控系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】功能安全15 0 26 26 2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混動(dòng)電控系統(tǒng)oC nl or lB as e D es k IH L
H y b r i d E l e e t r i e a l V e h i e l e C o n t r o l l e r A n a ly z e a n d D e s i g n
B a s e d o n F u n e t i o n a l S a fe t y I n t e g r a l i t y L e v e l
H a n X i a o l i n g C h u M i n g D e n g We i C h a n g P i n g X i a n g Y u
B e ilj ng iJ ng 、ie iH r a in eT c h n ol o 郡C O
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K e y w o r d s : F u n c t i o n a l s
afe t y 15 0 2 6 2 6 2 Hy b r id E V V C U
v e h ic l e , h y b r id e le c r r i c v e h i c le h a s m o r e e l e c r r ic c o n r r o ll e r s , rh u s i r
r o a n a ly z e a n d d e s ig n a n e le c r r ic c o n r r o l le r w irh e n o u g h s
afe r y a n d
C o n t r o l B a s e D e s kH I L
續(xù)的詳細(xì)介紹中展開。
引言
由于環(huán)境的日益惡化, 特別是2 0 12 年1 月到2 0 13 年3
月期間, 國內(nèi)很多城市都被霧霆多日籠罩, 北京地區(qū)由于機(jī)
動(dòng)車保有量的巨大, 更是飽受以霧霆為代表空氣污染的困
擾
。因此, 大力發(fā)展電動(dòng)汽車, 改善大氣環(huán)境, 是當(dāng)前非常
緊迫的社會(huì)問題
。然而, 相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)
力及電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 這些車輛主要依靠電
子控制系統(tǒng)來控制和協(xié)調(diào)各個(gè)子部件, 而這些部件之間又有
千絲萬縷的聯(lián)系, 任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不安全, 都可能導(dǎo)致車輛
處于一個(gè)危險(xiǎn)的境地
。因此, 需要一套切實(shí)可行的方法, 來
保證控制器的安全性和可靠性在設(shè)計(jì)階段就得到充分的評(píng)估
和驗(yàn)證
。
本文提出的就是基于汽車安全完整性等級(jí)的方法,
從功能安全的整體開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)的安全性進(jìn)
行詳細(xì)的分析和充分的驗(yàn)證, 從而避免后期發(fā)生嚴(yán)重的功能
安全相關(guān)問題
。
應(yīng)用本文的方法, 進(jìn)行了電動(dòng)汽車通用控制
器oC nl or lB as e 的設(shè)計(jì), 并使用D es k IH L 進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證
。
3月項(xiàng)目定義}
3es 州i 安全生命周期初始化
·
4 產(chǎn)品〕限
系統(tǒng)層
悴件層司寧- 州i 寧- 5 軟6件層面 其他技術(shù) …}~
, }
外部措施
運(yùn)行計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃
}
-4 11生產(chǎn)發(fā)布
寧- 叫i
運(yùn)行、
服務(wù)和停用
圖1 安全生命周期流程
下文將按照工作的先后順序, 講述恒潤應(yīng)用該安全生命
周期流程開發(fā)一個(gè)平臺(tái)型整車控制器V C U ( C on tr ol B as e ) 的
案例
。
1
.
1 整體分析
1 安全完整性等級(jí)開發(fā)流程
混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的控制器在開發(fā)過程中, 涉及功能
安全的內(nèi)容, 應(yīng)按照功能安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)( 15 0 2 6 2 62 ) 進(jìn)行
開展
。從整體流程上分析, 應(yīng)按照如圖l 所示的功能安全生
命周期開展
。
該生命周期為15 0 2 6 262 中所規(guī)定的生命周期,
可以在具體項(xiàng)目開展過程中, 根據(jù)研發(fā)對(duì)象不同的屬性對(duì)生
命周期進(jìn)行裁剪
。
為了保證系統(tǒng)具備足夠的安全性能, 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)分
析并得到開發(fā)對(duì)象的安全完整性等級(jí)、安全目標(biāo)及安全狀
態(tài), 并針對(duì)不同的失效會(huì)采取一系列的安全機(jī)制, 這些在后
相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車主要會(huì)增加
三大控制器:
( l ) V C U ( 整車控制器)
。
( 2 ) M C U ( 電機(jī)控制器)
。
( 3 ) B M S ( 電池管理系統(tǒng))
。
整體分析就是在設(shè)計(jì)開展的初期, 對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行綜合
分析, 劃分出不同功能, 以便于后續(xù)對(duì)各功能進(jìn)行相關(guān)
分析
。
針對(duì)以C on t or lB as e 為載體的電控系統(tǒng)而言, 其主要功能
用框圖表示如圖2 所示。
20 13 中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集ZO 1 3 CN 一EV l l3 32 5
基于汽車安全完整性等級(jí)的混動(dòng)電控系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)
韓曉凌褚明鄧偉常平項(xiàng)宇
北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司
【摘要】相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 因此需要更安全可靠的電控系統(tǒng); 本文介紹
了依據(jù)汽車功能安全完整性等級(jí), 從功能安全開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行安全分析和設(shè)計(jì)以確?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車電
控系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】功能安全15 0 26 26 2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混動(dòng)電控系統(tǒng)oC nl or lB as e D es k IH L
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afe r y a n d
C o n t r o l B a s e D e s kH I L
續(xù)的詳細(xì)介紹中展開。
引言
由于環(huán)境的日益惡化, 特別是2 0 12 年1 月到2 0 13 年3
月期間, 國內(nèi)很多城市都被霧霆多日籠罩, 北京地區(qū)由于機(jī)
動(dòng)車保有量的巨大, 更是飽受以霧霆為代表空氣污染的困
擾
。因此, 大力發(fā)展電動(dòng)汽車, 改善大氣環(huán)境, 是當(dāng)前非常
緊迫的社會(huì)問題
。然而, 相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)
力及電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 這些車輛主要依靠電
子控制系統(tǒng)來控制和協(xié)調(diào)各個(gè)子部件, 而這些部件之間又有
千絲萬縷的聯(lián)系, 任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不安全, 都可能導(dǎo)致車輛
處于一個(gè)危險(xiǎn)的境地
。因此, 需要一套切實(shí)可行的方法, 來
保證控制器的安全性和可靠性在設(shè)計(jì)階段就得到充分的評(píng)估
和驗(yàn)證
。
本文提出的就是基于汽車安全完整性等級(jí)的方法,
從功能安全的整體開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)的安全性進(jìn)
行詳細(xì)的分析和充分的驗(yàn)證, 從而避免后期發(fā)生嚴(yán)重的功能
安全相關(guān)問題
。
應(yīng)用本文的方法, 進(jìn)行了電動(dòng)汽車通用控制
器oC nl or lB as e 的設(shè)計(jì), 并使用D es k IH L 進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證
。
3月項(xiàng)目定義}
3es 州i 安全生命周期初始化
·
4 產(chǎn)品〕限
系統(tǒng)層
悴件層司寧- 州i 寧- 5 軟6件層面 其他技術(shù) …}~
, }
外部措施
運(yùn)行計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃
}
-4 11生產(chǎn)發(fā)布
寧- 叫i
運(yùn)行、
服務(wù)和停用
圖1 安全生命周期流程
下文將按照工作的先后順序, 講述恒潤應(yīng)用該安全生命
周期流程開發(fā)一個(gè)平臺(tái)型整車控制器V C U ( C on tr ol B as e ) 的
案例
。
1
.
1 整體分析
1 安全完整性等級(jí)開發(fā)流程
混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的控制器在開發(fā)過程中, 涉及功能
安全的內(nèi)容, 應(yīng)按照功能安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)( 15 0 2 6 2 62 ) 進(jìn)行
開展
。從整體流程上分析, 應(yīng)按照如圖l 所示的功能安全生
命周期開展
。
該生命周期為15 0 2 6 262 中所規(guī)定的生命周期,
可以在具體項(xiàng)目開展過程中, 根據(jù)研發(fā)對(duì)象不同的屬性對(duì)生
命周期進(jìn)行裁剪
。
為了保證系統(tǒng)具備足夠的安全性能, 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)分
析并得到開發(fā)對(duì)象的安全完整性等級(jí)、安全目標(biāo)及安全狀
態(tài), 并針對(duì)不同的失效會(huì)采取一系列的安全機(jī)制, 這些在后
相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車主要會(huì)增加
三大控制器:
( l ) V C U ( 整車控制器)
。
( 2 ) M C U ( 電機(jī)控制器)
。
( 3 ) B M S ( 電池管理系統(tǒng))
。
整體分析就是在設(shè)計(jì)開展的初期, 對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行綜合
分析, 劃分出不同功能, 以便于后續(xù)對(duì)各功能進(jìn)行相關(guān)
分析
。
針對(duì)以C on t or lB as e 為載體的電控系統(tǒng)而言, 其主要功能
用框圖表示如圖2 所示。
中國汽C車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集 0 ZO 一V l l 基于汽車安全完整性等級(jí)的混動(dòng)電控系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)
韓曉凌褚明鄧偉常平項(xiàng)宇
北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司
【摘要】相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 因此需要更安全可靠的電控系統(tǒng); 本文介紹
了依據(jù)汽車功能安全完整性等級(jí), 從功能安全開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行安全分析和設(shè)計(jì)以確?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車電
控系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】功能安全15 0 26 26 2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混動(dòng)電控系統(tǒng)oC nl or lB as e D es k IH L
H y b r i d E l e e t r i e a l V e h i e l e C o n t r o l l e r A n a ly z e a n d D e s i g n
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引言
由于環(huán)境的日益惡化, 特別是2 0 12 年1 月到2 0 13 年3
月期間, 國內(nèi)很多城市都被霧霆多日籠罩, 北京地區(qū)由于機(jī)
動(dòng)車保有量的巨大, 更是飽受以霧霆為代表空氣污染的困
擾
。因此, 大力發(fā)展電動(dòng)汽車, 改善大氣環(huán)境, 是當(dāng)前非常
緊迫的社會(huì)問題
。然而, 相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)
力及電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 這些車輛主要依靠電
子控制系統(tǒng)來控制和協(xié)調(diào)各個(gè)子部件, 而這些部件之間又有
千絲萬縷的聯(lián)系, 任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不安全, 都可能導(dǎo)致車輛
處于一個(gè)危險(xiǎn)的境地
。因此, 需要一套切實(shí)可行的方法, 來
保證控制器的安全性和可靠性在設(shè)計(jì)階段就得到充分的評(píng)估
和驗(yàn)證
。
本文提出的就是基于汽車安全完整性等級(jí)的方法,
從功能安全的整體開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)的安全性進(jìn)
行詳細(xì)的分析和充分的驗(yàn)證, 從而避免后期發(fā)生嚴(yán)重的功能
安全相關(guān)問題
。
應(yīng)用本文的方法, 進(jìn)行了電動(dòng)汽車通用控制
器oC nl or lB as e 的設(shè)計(jì), 并使用D es k IH L 進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證
。
3月項(xiàng)目定義}
3es 州i 安全生命周期初始化
·
4 產(chǎn)品〕限
系統(tǒng)層
悴件層司寧- 州i 寧- 5 軟6件層面 其他技術(shù) …}~
, }
外部措施
運(yùn)行計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃
}
-4 11生產(chǎn)發(fā)布
寧- 叫i
運(yùn)行、
服務(wù)和停用
圖1 安全生命周期流程
下文將按照工作的先后順序, 講述恒潤應(yīng)用該安全生命
周期流程開發(fā)一個(gè)平臺(tái)型整車控制器V C U ( C on tr ol B as e ) 的
案例
。
1
.
1 整體分析
1 安全完整性等級(jí)開發(fā)流程
混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的控制器在開發(fā)過程中, 涉及功能
安全的內(nèi)容, 應(yīng)按照功能安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)( 15 0 2 6 2 62 ) 進(jìn)行
開展
。從整體流程上分析, 應(yīng)按照如圖l 所示的功能安全生
命周期開展
。
該生命周期為15 0 2 6 262 中所規(guī)定的生命周期,
可以在具體項(xiàng)目開展過程中, 根據(jù)研發(fā)對(duì)象不同的屬性對(duì)生
命周期進(jìn)行裁剪
。
為了保證系統(tǒng)具備足夠的安全性能, 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)分
析并得到開發(fā)對(duì)象的安全完整性等級(jí)、安全目標(biāo)及安全狀
態(tài), 并針對(duì)不同的失效會(huì)采取一系列的安全機(jī)制, 這些在后
相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車主要會(huì)增加
三大控制器:
( l ) V C U ( 整車控制器)
。
( 2 ) M C U ( 電機(jī)控制器)
。
( 3 ) B M S ( 電池管理系統(tǒng))
。
整體分析就是在設(shè)計(jì)開展的初期, 對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行綜合
分析, 劃分出不同功能, 以便于后續(xù)對(duì)各功能進(jìn)行相關(guān)
分析
。
針對(duì)以C on t or lB as e 為載體的電控系統(tǒng)而言, 其主要功能
用框圖表示如圖2 所示。
20 31 中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集ZO 13 C N一E V l l 3 23 5
基于汽車安全完整性等級(jí)的混動(dòng)電控系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)
韓曉凌褚明鄧偉常平項(xiàng)宇
北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司
【摘要】相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 因此需要更安全可靠的電控系統(tǒng); 本文介紹
了依據(jù)汽車功能安全完整性等級(jí), 從功能安全開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行安全分析和設(shè)計(jì)以確保混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電
控系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】功能安全15 0 26 26 2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混動(dòng)電控系統(tǒng)oC nl or lB as e D es k IH L
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續(xù)的詳細(xì)介紹中展開。
引言
由于環(huán)境的日益惡化, 特別是2 0 12 年1 月到2 0 13 年3
月期間, 國內(nèi)很多城市都被霧霆多日籠罩, 北京地區(qū)由于機(jī)
動(dòng)車保有量的巨大, 更是飽受以霧霆為代表空氣污染的困
擾
。因此, 大力發(fā)展電動(dòng)汽車, 改善大氣環(huán)境, 是當(dāng)前非常
緊迫的社會(huì)問題
。然而, 相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)
力及電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 這些車輛主要依靠電
子控制系統(tǒng)來控制和協(xié)調(diào)各個(gè)子部件, 而這些部件之間又有
千絲萬縷的聯(lián)系, 任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不安全, 都可能導(dǎo)致車輛
處于一個(gè)危險(xiǎn)的境地
。因此, 需要一套切實(shí)可行的方法, 來
保證控制器的安全性和可靠性在設(shè)計(jì)階段就得到充分的評(píng)估
和驗(yàn)證
。
本文提出的就是基于汽車安全完整性等級(jí)的方法,
從功能安全的整體開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)的安全性進(jìn)
行詳細(xì)的分析和充分的驗(yàn)證, 從而避免后期發(fā)生嚴(yán)重的功能
安全相關(guān)問題
。
應(yīng)用本文的方法, 進(jìn)行了電動(dòng)汽車通用控制
器oC nl or lB as e 的設(shè)計(jì), 并使用D es k IH L 進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證
。
3月項(xiàng)目定義}
3es 州i 安全生命周期初始化
·
4 產(chǎn)品〕限
系統(tǒng)層
悴件層司寧- 州i 寧- 5 軟6件層面 其他技術(shù) …}~
, }
外部措施
運(yùn)行計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃
}
-4 11生產(chǎn)發(fā)布
寧- 叫i
運(yùn)行、
服務(wù)和停用
圖1 安全生命周期流程
下文將按照工作的先后順序, 講述恒潤應(yīng)用該安全生命
周期流程開發(fā)一個(gè)平臺(tái)型整車控制器V C U ( C on tr ol B as e ) 的
案例
。
1
.
1 整體分析
1 安全完整性等級(jí)開發(fā)流程
混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的控制器在開發(fā)過程中, 涉及功能
安全的內(nèi)容, 應(yīng)按照功能安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)( 15 0 2 6 2 62 ) 進(jìn)行
開展
。從整體流程上分析, 應(yīng)按照如圖l 所示的功能安全生
命周期開展
。
該生命周期為15 0 2 6 262 中所規(guī)定的生命周期,
可以在具體項(xiàng)目開展過程中, 根據(jù)研發(fā)對(duì)象不同的屬性對(duì)生
命周期進(jìn)行裁剪
。
為了保證系統(tǒng)具備足夠的安全性能, 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)分
析并得到開發(fā)對(duì)象的安全完整性等級(jí)、安全目標(biāo)及安全狀
態(tài), 并針對(duì)不同的失效會(huì)采取一系列的安全機(jī)制, 這些在后
相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車主要會(huì)增加
三大控制器:
( l ) V C U ( 整車控制器)
。
( 2 ) M C U ( 電機(jī)控制器)
。
( 3 ) B M S ( 電池管理系統(tǒng))
。
整體分析就是在設(shè)計(jì)開展的初期, 對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行綜合
分析, 劃分出不同功能, 以便于后續(xù)對(duì)各功能進(jìn)行相關(guān)
分析
。
針對(duì)以C on t or lB as e 為載體的電控系統(tǒng)而言, 其主要功能
用框圖表示如圖2 所示。
20 13 中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集ZO 1 3 CN 一EV l l3 32 5
基于汽車安全完整性等級(jí)的混動(dòng)電控系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)
韓曉凌褚明鄧偉常平項(xiàng)宇
北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司
【摘要】相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 因此需要更安全可靠的電控系統(tǒng); 本文介紹
了依據(jù)汽車功能安全完整性等級(jí), 從功能安全開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行安全分析和設(shè)計(jì)以確?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車電
控系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】功能安全15 0 26 26 2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混動(dòng)電控系統(tǒng)oC nl or lB as e D es k IH L
H y b r i d E l e e t r i e a l V e h i e l e C o n t r o l l e r A n a ly z e a n d D e s i g n
B a s e d o n F u n e t i o n a l S a fe t y I n t e g r a l i t y L e v e l
H a n X i a o l i n g C h u M i n g D e n g We i C h a n g P i n g X i a n g Y u
B e ilj ng iJ ng 、ie iH r a in eT c h n ol o 郡C O
. , L DT
A b s t r a c t : D ife r e n r fr o m I C E ( I n r e r n a l C o m b u s r i o n E n g i n e )
n e e d s t h e s e c o n t r o ll e r s t o b e m o r e s a fe T h i s t e x t in t r o d u c e d h o w
r e l ia b ili t y b y u s i n g t h e m e t h o d o f fu n c t io n a l s a fe t y in t e g r a t y le v e l
K e y w o r d s : F u n c t i o n a l s
afe t y 15 0 2 6 2 6 2 Hy b r id E V V C U
v e h ic l e , h y b r id e le c r r i c v e h i c le h a s m o r e e l e c r r ic c o n r r o ll e r s , rh u s i r
r o a n a ly z e a n d d e s ig n a n e le c r r ic c o n r r o l le r w irh e n o u g h s
afe r y a n d
C o n t r o l B a s e D e s kH I L
續(xù)的詳細(xì)介紹中展開。
引言
由于環(huán)境的日益惡化, 特別是2 0 12 年1 月到2 0 13 年3
月期間, 國內(nèi)很多城市都被霧霆多日籠罩, 北京地區(qū)由于機(jī)
動(dòng)車保有量的巨大, 更是飽受以霧霆為代表空氣污染的困
擾
。因此, 大力發(fā)展電動(dòng)汽車, 改善大氣環(huán)境, 是當(dāng)前非常
緊迫的社會(huì)問題
。然而, 相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)
力及電動(dòng)汽車有更多的電力電子部件, 這些車輛主要依靠電
子控制系統(tǒng)來控制和協(xié)調(diào)各個(gè)子部件, 而這些部件之間又有
千絲萬縷的聯(lián)系, 任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不安全, 都可能導(dǎo)致車輛
處于一個(gè)危險(xiǎn)的境地
。因此, 需要一套切實(shí)可行的方法, 來
保證控制器的安全性和可靠性在設(shè)計(jì)階段就得到充分的評(píng)估
和驗(yàn)證
。
本文提出的就是基于汽車安全完整性等級(jí)的方法,
從功能安全的整體開發(fā)流程的角度, 對(duì)電控系統(tǒng)的安全性進(jìn)
行詳細(xì)的分析和充分的驗(yàn)證, 從而避免后期發(fā)生嚴(yán)重的功能
安全相關(guān)問題
。
應(yīng)用本文的方法, 進(jìn)行了電動(dòng)汽車通用控制
器oC nl or lB as e 的設(shè)計(jì), 并使用D es k IH L 進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證
。
3月項(xiàng)目定義}
3es 州i 安全生命周期初始化
·
4 產(chǎn)品〕限
系統(tǒng)層
悴件層司寧- 州i 寧- 5 軟6件層面 其他技術(shù) …}~
, }
外部措施
運(yùn)行計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃
}
-4 11生產(chǎn)發(fā)布
寧- 叫i
運(yùn)行、
服務(wù)和停用
圖1 安全生命周期流程
下文將按照工作的先后順序, 講述恒潤應(yīng)用該安全生命
周期流程開發(fā)一個(gè)平臺(tái)型整車控制器V C U ( C on tr ol B as e ) 的
案例
。
1
.
1 整體分析
1 安全完整性等級(jí)開發(fā)流程
混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的控制器在開發(fā)過程中, 涉及功能
安全的內(nèi)容, 應(yīng)按照功能安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)( 15 0 2 6 2 62 ) 進(jìn)行
開展
。從整體流程上分析, 應(yīng)按照如圖l 所示的功能安全生
命周期開展
。
該生命周期為15 0 2 6 262 中所規(guī)定的生命周期,
可以在具體項(xiàng)目開展過程中, 根據(jù)研發(fā)對(duì)象不同的屬性對(duì)生
命周期進(jìn)行裁剪
。
為了保證系統(tǒng)具備足夠的安全性能, 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)分
析并得到開發(fā)對(duì)象的安全完整性等級(jí)、安全目標(biāo)及安全狀
態(tài), 并針對(duì)不同的失效會(huì)采取一系列的安全機(jī)制, 這些在后
相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車, 混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車主要會(huì)增加
三大控制器:
( l ) V C U ( 整車控制器)
。
( 2 ) M C U ( 電機(jī)控制器)
。
( 3 ) B M S ( 電池管理系統(tǒng))
。
整體分析就是在設(shè)計(jì)開展的初期, 對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行綜合
分析, 劃分出不同功能, 以便于后續(xù)對(duì)各功能進(jìn)行相關(guān)
分析
。
針對(duì)以C on t or lB as e 為載體的電控系統(tǒng)而言, 其主要功能
用框圖表示如圖2 所示。
3 3 0 ZO 13 C N 一E V l l 3 20 31 中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集
除上述例子以外, 標(biāo)準(zhǔn)里給出了軟件開發(fā)的各階段的相
應(yīng)方法, 在項(xiàng)目的軟件開發(fā)過程中, 應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)的要求
開展
。
在本軟件的測(cè)試過程中, 采用了一套能測(cè)試v C u 系統(tǒng)
的D es k H IL 設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試, 如圖9 所示。
1
.
5 生產(chǎn)及運(yùn)行等階段
l) 生產(chǎn)計(jì)劃和運(yùn)行計(jì)劃。
生產(chǎn)和運(yùn)行計(jì)劃以及相關(guān)需求的規(guī)范, 都開始于系統(tǒng)級(jí)
別產(chǎn)品開發(fā)階段
。
這一階段需要制定生產(chǎn)中和運(yùn)行中的安全
活動(dòng)計(jì)劃, 指定各個(gè)安全活動(dòng)的目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)間節(jié)點(diǎn)
以及里程碑等等
。
2) 生產(chǎn)和運(yùn)行, 服務(wù)和停用階段
。
這一階段指明了與項(xiàng)目功能安全目標(biāo)相關(guān)的生產(chǎn)流程,
如安全相關(guān)的特殊特性; 對(duì)項(xiàng)目的維護(hù)、維修和報(bào)廢階段的
說明書進(jìn)行開發(fā)和管理, 以確保項(xiàng)目生產(chǎn)發(fā)布以后的功能
安全
。
圖9 測(cè)試設(shè)備D es k l】I L
為了測(cè)試V C U 的故障診斷功能, 采用了一種外置的故
障注入設(shè)備以及短路測(cè)試盒進(jìn)行組合測(cè)試, 經(jīng)過驗(yàn)證, 這種
組合測(cè)試的方式, 前期的準(zhǔn)備工作非常簡單, 可以迅速的搭
建系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試, 大幅度提高了故障診斷功能的測(cè)試時(shí)間,
如圖10 所示。
2 結(jié)束語
本文介紹了功能安全開發(fā)流程, 并根據(jù)該流程設(shè)計(jì)了一
款通用的電動(dòng)汽車整車控制器C on tr ol B as e , 通過該流程的應(yīng)
用, 能夠確定當(dāng)前系統(tǒng)的安全完整性等級(jí), 并針對(duì)安全完整
性等級(jí)高的功能進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì), 從而保證系統(tǒng)的安全性
滿足實(shí)際使用的需求
。另外值得一提的是, 在本文中提到的
eD sk IH L , 由于成本相對(duì)低廉, 加上很容易模擬各種異常的
工況, 因此很適合在實(shí)驗(yàn)室對(duì)安全性要求較高的產(chǎn)品進(jìn)行系
統(tǒng)級(jí)的測(cè)試, 這樣可以確保設(shè)計(jì)出來的安全方案, 都能通過
實(shí)際測(cè)試的驗(yàn)證
。目前該產(chǎn)品已經(jīng)在多個(gè)O E M 的車型中用
作整車控制器, 經(jīng)過車輛實(shí)際運(yùn)行的檢驗(yàn), 安全性設(shè)計(jì)達(dá)到
預(yù)期的目標(biāo)
。
圖10 外置故障注入設(shè)備FI U 和短路測(cè)試盒B O B
參考文獻(xiàn)
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一in
一r he
一腸o p eT sl i嗯i n rh e Co n rex r of 15 0 2 62 6 2 [ S ] 20 12
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B ie h l
T o o l

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03-04