PHEV车库过充场景的功能安全分析

功能安全的第1步就是你需要明确所要分析的是什么，即项目定义Item Definition。

这个被定义的项目Item至少要包括传感器，E/E控制模块和执行器件。对于电池包来讲，主是指BMS，以及继电器（执行开断回路的指令）。

在分析时，线束可以单独拎出来，也可以视为传感器中的一部分。如下图虚线即为一个PHEV电池包待分析的项目定义，BECM即是BMS。

接下来需要进行HARA（Hazard Analysis and Risk Assessment），通常要对很多种场景进行HARA，然后确定ASIL等级，以及所对应的安全目标。根据每家主机厂的实际要求，来确定哪些的安全目标需要达成。

这里考虑的场景是在私家车库中对PHEV进行充电。根据功能安全严重度等级EUCAR等级的关系，过充的严重度为S3；在整个车的使用模式中，车辆至少10%的时间是在车库进行充电，因此，频率为E4；可控度为C2即一般可控。

这样，严重度－频率－可控度的评分为S3-E4-C2，总得分为9，从而得出对应的ASIL等级为ASIL C，对应的功能安全目标Safety Goal为“防止电芯过充，超过其限值”。

注：S-E-C的评分与EUCAR的等级联系起来，以较好地对电池包带来的危害进行评估。

  • Severity/严重度:

S0    EUCAR -Level 0-3

S1    EUCAR -Level 4-5

S2    EUCAR -Level 6-7

S3    EUCAR -Level not predictable

  • Probability/频率:

E1    Very low probability (≤ 0,001)

E2   Low probability (≤ 0,01)

E3    Medium probability (≤ 0,1)

E4    High probability (≤ 1)

  • Controllability/可控性:

C0    controllable in general

C1    Simply controllable

C2    Normally controllable

C3    Difficult controllable

有了安全目标之后，利用故障树FTA进行分析，以得出功能安全概念FSC，如下所示。此处没有将过热和内短路考虑在内。

形成功能安全概念FSC之后，需要由FSC得出功能安全需求FSR（functional safety requirement），如这里的FSR01可以为“防止电芯过充”。此处需要根据电芯的安全限值来设计硬件和软件中的数值，做为判断过充的依据。下图是一个参考。

定义好FSR01之后，继续利用故障树的方法，不断向下进行分析，得到技术安全需求TSR，如下所示。TSR再向下即得到硬件层面和软件层面的需求,如监控电路Battery Monitoring Integrated Circuit。

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