【摘 要】
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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
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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、温度等功能安全相关参数的精确检测。通过硬件架构评估,定量评估了功能电路,并达到了设计目标。在此基础上,进行了软件设计及故障处理机制,使得电池管理系统的功能安全得以实现。通过搭建动力电池箱和主控平台,结合上位机系统,开发出了一套集教学与实操于一体的实验实训系统,并对实训系统进行了功能测试与功能安全测试。依据实训系统对不同功能故障做出的应急措施,验证了所开发的动力电池管理系统达到了安全目标,完成了符合功能安全需求的动力电池管理系统实验实训设备的开发设计。
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