1、動力鋰電池BMS功能需求的考量

功能安全：不存在由電子電氣系統(tǒng)的故障而引起的危害導致不合理的風險。因此，動力鋰電池BMS功能安全開發(fā)要根據(jù)實際產品應用需求做相應功能列表情況，其中首要任務是要防止不可接受的風險。要區(qū)分兩類故障、錯誤和失效：隨機和系統(tǒng)性失效。系統(tǒng)性失效可以在設計階段通過合適的方法來防止，而隨機性失效只能降低到可接受程度。系統(tǒng)性甚至隨機性失效會發(fā)生在硬件當中，而軟件的失效更多的是系統(tǒng)性的失效。關于每個危害事件，根據(jù)其暴露概率E、可控性C、嚴重度S三要素，確定其ASIL等級。

從需求開始，當中包括概念設計、系統(tǒng)設計、硬件設計、軟件設計，直至最后的生產公布、售后維護，做出相應的功能安全要求，必須具備電壓、電流、溫度等基本的采樣功能，同時對電池的運行過程實時監(jiān)督，過壓、欠壓、過流、過溫等保護功能，根據(jù)需求做同時SOP、SOC、SOH的預測，故障診斷、均衡控制、熱管理、快慢充管理等。

2、動力鋰電池BMS開發(fā)流程

優(yōu)先確定可能性危害事件發(fā)生。根據(jù)不同的工況、不同使用情況、環(huán)境應用情況分析出可能性較大的危害事件，針對危害事件，分配到系統(tǒng)工作的各個職能部門。

（1）思考動力鋰電池BMS因故障導致功能失效的全部可能性：匯總全部功能和故障，按照運行模式區(qū)分，形成危害事件的矩陣。通過危害分析和風險評估，界定危害事件的功能安全目標。合并不同場景下的同一個危害事件的安全等級，用最高的功能安全等級作為該危害事件的安全等級。為了防止危害事件的發(fā)生，進而形成安全目標。

可以從防止危害事件發(fā)生的角度考慮安全目標，也可以從防止故障發(fā)生的角度提出安全目標。例如：對過放導致內部短路電池起火這個危害提出安全目標，從防止危害發(fā)生的角度提出安全目標為防止過放導致短路電池起火，從防止故障的角度提出安全目標則為防止溫度限制發(fā)生故障。安全目標的得出，衍生出一些安全相關的參數(shù)也要做規(guī)定，這些參數(shù)包括：運行模式，故障容錯時間，安全狀態(tài)，功能冗余等。

（2）確定功能安全需求FSR，每一個安全目標含義至少一項功能安全要求，盡管一個功能安全要求能夠cover不止一條安全目標，每一條FSR從相關的SG繼承最高的ASIL。通過分層的方法，從風險評估和危害分析得出安全目標，再由安全目標得出功能安全要求。FSR的功能安全等級，自動繼承安全目標的最高等級。

（3）由功能安全需求（FSR）提煉技術安全需求（TSR），在整個開發(fā)生命周期，技術安全需求是要落實功能安全概念的技術要求，其用意是從細節(jié)的單級功能安全要求到系統(tǒng)級的安全技術要求。下表為功能安全需求轉化成技術安全需求的栗子，僅供流程上的參考。

（4）bms系統(tǒng)設計階段，系統(tǒng)及子系統(tǒng)要上面所含義的貫徹技術安全要求，要反映前面含義的安全檢測及安全機制。技術安全要求的應分配給系統(tǒng)設計要素，同時系統(tǒng)設計應完成技術安全要求，有關技術安全要求的實現(xiàn)，在系統(tǒng)設計中應考慮如下問題，含義系統(tǒng)架構，分配TSR到硬件和軟件，同時含義好軟件硬件接口HIS。軟硬件接口規(guī)范應規(guī)定的硬件和軟件的交互，并與技術安全的概念是一致的，應包括組件的硬件設備，是由軟件和硬件資源控制支持軟件運行的。

系統(tǒng)設計，標準中給出三個方面的原則：模塊化、適當?shù)念w粒度和簡單。針對不同的安全等級，強調關注不同側面的設計考量。

技術安全要求，直接或者經過進一步細化后，分配給硬件和軟件。

系統(tǒng)設計完成后，還要考慮設計驗證。功能安全目標越高，越傾向于實物驗證的方式。

（5）硬件系統(tǒng)功能安全設計。硬件的詳細安全需求來自于TSR，系統(tǒng)架構及系統(tǒng)邊界HSI。硬件設計可以硬件功能方塊圖開始，硬件方塊圖的所有的元素和內部接口應當展示出來。然后設計和驗證詳細的電路圖，最后通過演繹法（FTA）或者歸納法（FMEA）等方法來驗證硬件架構可能出現(xiàn)的故障。對BMS系統(tǒng)來講，電池包電壓傳感器是一個非常重要的傳感器，因此針對不同ASIL等級要分析電池包電壓傳感器不同的失效模式。一部分失效模式可以通過硬件的需求防范，一部分失效模式可以被分離為軟件需求去防范。

每個技術安全要求怎么樣設計，與實際產品功能、技術發(fā)展水平，供應商水平等密切相關，是不同廠家產品差異性的起點。而產品具體執(zhí)行，有自己不同的思路，有的是不適用安全機制，直接要求零部件提高自身功能安全等級；有的則選擇新增監(jiān)測機制或者供應不同原理的冗余設計，用以提高功能安全等級。

（6）bms軟件系統(tǒng)設計。在軟件開發(fā)一般遵循V模型，左邊是開發(fā)過程，右邊對應的測試過程。BMS在軟件架構設計中，要重點考慮軟件的可維護性及可測試性。軟件在整個產品周期內都應當考慮維護性，同時還要考慮軟件架構的設計測試的容易實現(xiàn)，至此產品的設計開發(fā)環(huán)節(jié)已經全部完成。