动力电池管理系统实验实训技术研究
发布时间：2021-06-23 16:49
伴随着大量的集成度、复杂性高的汽车电子控制单元被应用于新能源汽车上,软、硬件系统的失效及故障,为新能源汽车带来了许多非预期的安全隐患。动力电池管理系统作为新能源汽车的关键技术,通过直接监测动力电池的运行状态及动态参数,对电池进行管理、保护及故障诊断等。加强电池管理系统的功能安全研究,对提高电池系统及整车的安全性具有极其重要的作用。本课题主要以新能源汽车的动力电池管理系统为研究对象,针对《道路车辆功能安全标准——ISO 26262》标准在新能源汽车实验实训设备中的应用不足现象,进行动力电池管理系统实验实训设备的功能开发设计。通过深入学习理解功能安全标准,参照ISO 26262的开发流程,在概念开发阶段,对电池管理系统进行了危险分析和风险评估,得出了实训用电池管理系统的汽车安全完整性等级（ASIL）、功能安全目标和功能安全需求,依照功能安全分解原则,将其分配至相应的软硬件设计中。在硬件设计中,采用模块化设计原则,对功能电路制定了冗余设计。分别采用MC9S12XET256J1MAL、MC9S08DZ60MLH芯片作为系统的主、从控模块的控制芯片,实现了对动力电池的电流、电压、温度等功能安全相...
【文章来源】：天津职业技术师范大学天津市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ISO26262:2018标准结构图
天津职业技术师范大学硕士学位论文18安全生命周期是指产品从概念阶段到产品开发、生产、运行、服务和报废的整个安全活动周期[49]。一个产品的安全生命周期的模型如图2-2所示。图2-2安全生命周期2.3汽车安全完整性等级汽车安全完整性等级（AutomotiveSafetyIntegrationLevel，简称ASIL）是针对产品的安全目标来评定的系统安全性等级，决定了对系统的安全性要求。依照ISO26262.3：2018标准，需要结合产品的应用场景及环境中的各类潜在风险进行危害分析和风险评估，以评定ASIL等级。ASIL对系统开发的安全性等级提出了要求。不同等级的ASIL在产品的系统、硬件、软件层面的开发过程中，对应不同的推荐性要求。按照标准的安全技术进行设计，可降低风险程度[41]。2.3.1危害分析与风险评估进行功能安全设计时，需要识别系统的功能并进行危害分析和风险评估，并以此判定风险等级，确定安全目标。可采用定性分析、定量分析，分析可能出现的功能故障（Malfunction）。常用的定性及定量分析法有：危险与可操作性分析(HazardandOperabilityAnalysis，简称HAZOP）、失效模式与影响分析(FailureModeandEffectsAnalysis，简称FMEA)、故障树分析(FaultTreeAnalysis，简称FTA)、失效模式影响和诊断分析(FailureModesandEffectsDiagnosticAnalysis，简称FMEDA)、头脑风暴等方法[49]。其中，ISO26262推
天津职业技术师范大学硕士学位论文21图2-3安全目标和功能安全要求层级ISO26262要求将功能概念需求分别细化到系统、硬件和软件层面，以得出具体的安全要求[49]，其安全需求传递结构如图2-4所示。图2-4安全需求结构2.3.3ASIL分解较高ASIL的要求会增加开发过程中的技术难度和开发周期及成本，在安全目标的前提下，ISO26262中提出ASIL等级分解的方法。如果将一个安全需求分解为两个冗余的安全需求，那么原安全需求的ASIL等级可以分解到两个冗余的安全需求上。只有当两个安全需求同时不满足时，才
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池储能系统BMS的功能安全分析与设计[J]. 朱伟杰,史尤杰,雷博. 储能科学与技术. 2020(01)
[2]智能驾驶汽车的预期功能安全[J]. 吕颖. 汽车文摘. 2019(09)
[3]基于功能安全的BMS设计[J]. 韩豫萍. 时代汽车. 2019(08)
[4]新能源汽车技术标准发展动态[J]. 茅龚丹. 装备机械. 2018(04)
[5]基于树状式分布的动力电池管理系统分析与设计[J]. 甘天祥,贾志勇. 科学技术创新. 2018(31)
[6]基于ISO标准的道路车辆线控转向系统的功能安全概念设计[J]. 荣芩,吴晓东,许敏. 汽车安全与节能学报. 2018(03)
[7]电动汽车动力电池管理系统常见故障及处理方法[J]. 王瑜. 汽车维修. 2018(08)
[8]战略性新兴产业创新网络的演化机理分析——基于中国2000-2015年新能源汽车产业的实证[J]. 张路蓬,薛澜,周源,张笑. 科学学研究. 2018(06)
[9]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[10]ISO26262 保证汽车功能安全的新思路[J]. 彭斐. 汽车与配件. 2015(37)
博士论文
[1]车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 冯旭宁.清华大学 2016
[2]纯电动汽车能量管理关键技术及高压安全策略研究[D]. 王佳.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]基于功能安全的电动汽车电池管理系统架构设计[D]. 张宝利.北京交通大学 2019
[2]新能源汽车动力电池测试系统开发[D]. 王群.北京交通大学 2019
[3]基于SOC的电池组均衡控制策略研究及系统实现[D]. 段鹏.吉林大学 2019
[4]大功率锂电池储能系统的电池管理系统设计[D]. 陈大鹏.哈尔滨工业大学 2019
[5]锂离子动力电池单体热行为及模组热管理优化研究[D]. 邹时波.华中科技大学 2019
[6]电动汽车电池组管理系统关键电路的研究与设计[D]. 陈忠会.长安大学 2019
[7]电动汽车高压安全关键技术研究[D]. 张志雄.天津职业技术师范大学 2019
[8]ZN公司新能源汽车生产建设项目投资经济效益分析[D]. 解雨衡.吉林大学 2018
[9]我国新能源汽车产业发展及政府扶持政策探析[D]. 冯蕊.吉林大学 2018
[10]基于ISO 26262标准的高压共轨ECU控制模型设计及测试研究[D]. 李哲帅.浙江大学 2018
本文编号：3245306
【文章来源】：天津职业技术师范大学天津市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ISO26262:2018标准结构图
天津职业技术师范大学硕士学位论文18安全生命周期是指产品从概念阶段到产品开发、生产、运行、服务和报废的整个安全活动周期[49]。一个产品的安全生命周期的模型如图2-2所示。图2-2安全生命周期2.3汽车安全完整性等级汽车安全完整性等级（AutomotiveSafetyIntegrationLevel，简称ASIL）是针对产品的安全目标来评定的系统安全性等级，决定了对系统的安全性要求。依照ISO26262.3：2018标准，需要结合产品的应用场景及环境中的各类潜在风险进行危害分析和风险评估，以评定ASIL等级。ASIL对系统开发的安全性等级提出了要求。不同等级的ASIL在产品的系统、硬件、软件层面的开发过程中，对应不同的推荐性要求。按照标准的安全技术进行设计，可降低风险程度[41]。2.3.1危害分析与风险评估进行功能安全设计时，需要识别系统的功能并进行危害分析和风险评估，并以此判定风险等级，确定安全目标。可采用定性分析、定量分析，分析可能出现的功能故障（Malfunction）。常用的定性及定量分析法有：危险与可操作性分析(HazardandOperabilityAnalysis，简称HAZOP）、失效模式与影响分析(FailureModeandEffectsAnalysis，简称FMEA)、故障树分析(FaultTreeAnalysis，简称FTA)、失效模式影响和诊断分析(FailureModesandEffectsDiagnosticAnalysis，简称FMEDA)、头脑风暴等方法[49]。其中，ISO26262推
天津职业技术师范大学硕士学位论文21图2-3安全目标和功能安全要求层级ISO26262要求将功能概念需求分别细化到系统、硬件和软件层面，以得出具体的安全要求[49]，其安全需求传递结构如图2-4所示。图2-4安全需求结构2.3.3ASIL分解较高ASIL的要求会增加开发过程中的技术难度和开发周期及成本，在安全目标的前提下，ISO26262中提出ASIL等级分解的方法。如果将一个安全需求分解为两个冗余的安全需求，那么原安全需求的ASIL等级可以分解到两个冗余的安全需求上。只有当两个安全需求同时不满足时，才
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池储能系统BMS的功能安全分析与设计[J]. 朱伟杰,史尤杰,雷博. 储能科学与技术. 2020(01)
[2]智能驾驶汽车的预期功能安全[J]. 吕颖. 汽车文摘. 2019(09)
[3]基于功能安全的BMS设计[J]. 韩豫萍. 时代汽车. 2019(08)
[4]新能源汽车技术标准发展动态[J]. 茅龚丹. 装备机械. 2018(04)
[5]基于树状式分布的动力电池管理系统分析与设计[J]. 甘天祥,贾志勇. 科学技术创新. 2018(31)
[6]基于ISO标准的道路车辆线控转向系统的功能安全概念设计[J]. 荣芩,吴晓东,许敏. 汽车安全与节能学报. 2018(03)
[7]电动汽车动力电池管理系统常见故障及处理方法[J]. 王瑜. 汽车维修. 2018(08)
[8]战略性新兴产业创新网络的演化机理分析——基于中国2000-2015年新能源汽车产业的实证[J]. 张路蓬,薛澜,周源,张笑. 科学学研究. 2018(06)
[9]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[10]ISO26262 保证汽车功能安全的新思路[J]. 彭斐. 汽车与配件. 2015(37)
博士论文
[1]车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 冯旭宁.清华大学 2016
[2]纯电动汽车能量管理关键技术及高压安全策略研究[D]. 王佳.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]基于功能安全的电动汽车电池管理系统架构设计[D]. 张宝利.北京交通大学 2019
[2]新能源汽车动力电池测试系统开发[D]. 王群.北京交通大学 2019
[3]基于SOC的电池组均衡控制策略研究及系统实现[D]. 段鹏.吉林大学 2019
[4]大功率锂电池储能系统的电池管理系统设计[D]. 陈大鹏.哈尔滨工业大学 2019
[5]锂离子动力电池单体热行为及模组热管理优化研究[D]. 邹时波.华中科技大学 2019
[6]电动汽车电池组管理系统关键电路的研究与设计[D]. 陈忠会.长安大学 2019
[7]电动汽车高压安全关键技术研究[D]. 张志雄.天津职业技术师范大学 2019
[8]ZN公司新能源汽车生产建设项目投资经济效益分析[D]. 解雨衡.吉林大学 2018
[9]我国新能源汽车产业发展及政府扶持政策探析[D]. 冯蕊.吉林大学 2018
[10]基于ISO 26262标准的高压共轨ECU控制模型设计及测试研究[D]. 李哲帅.浙江大学 2018
本文编号：3245306
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