基于ISO26262的车用电池包高压继电器控制方法设计

印 凯 朱建新 张筱瑜

(上海交通大学机械与动力工程学院， 上海 200240)

基于ISO26262的车用电池包高压继电器控制方法设计

印 凯 朱建新 张筱瑜

(上海交通大学机械与动力工程学院， 上海 200240)

对汽车电子电气系统功能安全的国际标准ISO26262进行阐述，分析了功能安全和汽车安全完整性等级两个重要的概念，针对高压继电器失效对整车安全的危害分析及风险评估，基于适当的安全机制和ASIL分解方法，设计了一种高压继电器的控制方法和监控诊断方案，保证了基于功能安全开发的高压继电器在失效形式下，仍能保证整车的使用安全。

ISO26262 功能安全 安全机制 ASIL 高压继电器

图7 空载上强电示波器波形

4.2.2 正常下强电时序测试

正常下强电时示波器记录波形正确：先断开总正(蓝)、再断开总负(绿)，如下图9。Canalyzer记录正常下电波形：先断总正(红)、后断开总负(黑)，如下图10。

图8 Canalyzer记录实车上电数据

4.2.3 总负、总正、预充电继电器故障后上电时序测试

将总负继电器短接上(模拟粘连故障)，然后发送上强电指令。总负继电器短接情况下：预充闭合后，总正、总负均不动作，符合设计要求。系统检测到负粘连，提示预充电失败，预充电失败标志、负粘连标志置位，符合设计要求。

图9 下强电示波器波形

图10 Canalyzer记录正常下电波形

将总正继电器短接上，然后发送上强电指令。如下图11所示，总正粘连情况下，收到上强电指令后，继电器未动作，直接报预充电失败，符合设计要求。预充电失败标志，总正、预充粘连标志同时置位，符合设计要求。预充失败后，进入强制下电状态，下电过程中进行预充粘连检测。

图11 总正继电器故障后上强电测试

5 总 结

高压系统是混合动力汽车和电动汽车的重要组成部分，确保高压安全至关重要。基于功能安全标准ISO26262完成了对高压继电器控制和监控诊断方法的设计，采用了预充电过程和交叉电压检测，解决了一般上强电过程中瞬间电流过大和诊断电路响应缓慢的问题。结合了ASIL分解以及安全机制的理念，通过试验结果显示能保证继电器失效形式下整车的安全，可以给汽车电子电气系统设计提供一点参考。

[1] 刘佳熙, 郭辉, 李君. 汽车电子电气系统的功能安全标准ISO26262[J]. 上海汽车, 2011(10): 57-61.

[2] 文凯, 夏珩, 裴锋, 等. 基于ISO26262的电动四驱混合动力系统功能安全概念设计[J]. 机电工程技术,2012,41(12)：74-76.

[3] ISO/DIS 26262 Road Vehicles Functional Safety[S]. Geneva IEC, 2011.

[4] 刘佳熙, 于世涛, 郭辉. 符合ISO26262要求的汽车起停系统功能安全开发[J]. 上海汽车, 2014(4): 59-62.

[5] André L. de Oliveira, Yiannis Papadopoulos, Luís S. Azevedo, etc. Automatic Allocation of Safety Requirements to Components of a Software Product Line[J]. IFAC-Papers Online 48-21(2015) 1309-1314.

[6] 朱叶. 基于ISO26262的动力电池系统高压功能安全概念[J]. 汽车零部件, 2013(10)：97-100.

Design of high voltage relay control for hybrid vehicles battery based on ISO26262

YinKaiZhuJianxinZhangXiaoyu

(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)

This paper introduces the international standard ISO26262 about functional safety for automobile electronic/ electrical systems. Key concepts in ISO 26262 are interpreted, including functional safety concepts and automobile safety integrity level (ASIL). Through hazard analysis and risk assessment, a control and monitoring method of high voltage relay is designed based on appropriate safety mechanism and ASIL decomposition method so that vehicle safety is ensured under the condition of the relay failure.

ISO26262 functional safety safety mechanism ASIL high voltage relay

1006-8244(2016)04-044-02

国家自然科学基金资助项目(51275355)、国家高技术研究发展计划(863)项目(2011AA11A207)资助。

印 凯(1993-)，男，湖北省仙桃市人，硕士生，主要研究方向为混合动力汽车电池管理系统。

朱建新，男，副教授，研究方向为汽车电子控制。

U463.61

B