电动汽车功能安全：不仅关乎电池

随着出行方式从传统燃油车逐步向电动汽车转变，如何提升电动汽车的安全性，已成为公众普遍关注的焦点。然而，安全问题并不仅限于物理层面的防护。功能安全（FuSa）作为电动汽车设计中的关键环节，旨在预防和减轻因系统故障或功能异常可能带来的风险。在本篇博客中，我们将简要介绍功能安全的重要性，并探讨在电动汽车工程中，为提升操作的一致性与可预测性，所需遵循的相关标准及应重点考虑的关键因素。

ISO 26262：道路车辆 - 功能安全

ISO 26262不仅定义了功能安全的最佳实践，而且在概念、系统、硬件和软件层面为产品开发提供了指导。

ISO 26262 标准为整个产品开发周期提供了系统性的指导和建议，涵盖从概念设计到产品生命周期结束的各个阶段。该标准详细阐述了如何通过在开发阶段（对应系统工程 V 模型的左侧）和测试阶段（V 模型的右侧）实施风险降低措施，将潜在风险控制在可接受范围内。一般来说，ISO 26262：

• 定义汽车安全生命周期（管理、开发、生产、运营、服务、报废）并在这些生命周期阶段为定制必要的活动提供支持。
• 提供基于汽车特定风险的评定方法确定风险等级，例如汽车安全完整性等级(ASIL)。
• 通过应用 ASIL（汽车安全完整性等级）来明确产品所需满足的安全要求，从而将风险控制在可接受的水平。
• 通过设定验证与确认活动的要求，确保功能安全具备可独立评估的依据。

我们通过应用 ISO 26262 标准，协助识别并制定安全措施，以降低车辆高压系统带来的潜在风险。

危害分析和风险评估

功能安全的实现过程始于危害分析与风险评估。该过程包括：识别潜在的功能性危险与异常；在不同工况下评估其严重程度；分析相关的可控性因素；并确定每类故障所需降低的风险等级。在完成上述分析后，工程师可据此制定相应的安全目标，并明确实现这些目标所需的具体安全要求。

电动汽车设计中的功能安全概念和实践 

电动汽车高压系统所带来的热风险和功能性风险通常较容易被快速识别和理解。当然，即使在设计过程中未应用 ISO 26262 标准，系统架构通常也会包含冗余设计与监控机制，以确保在电子系统发生故障时，诸如驱动等关键功能仍能维持正常运行。

仅仅考虑安全因素远远不够，我们还需要借助 ISO 26262 标准中提供的系统化、规范化方法，对风险降低措施进行量化评估。那么，简单地引入冗余是否就足够了呢？事实上，电池管理系统（BMS）在监测和控制电池组状态方面发挥着至关重要的作用。BMS 本身也集成了冗余机制，用于实现精确监测、故障检测，甚至电芯平衡。然而，常规的冗余设计往往难以将风险降至可接受的容忍水平。

为了保护电气元件并确保操作安全，电动汽车集成了过流保护机制与限流装置。这些系统能够实时监测电流变化，并在电流异常增大时及时介入，有效防止组件损坏或潜在的安全风险。

高效热管理和冷却系统对于确保电动汽车维持安全运行温度至关重要。过热会导致性能下降、磨损加速，引发潜在的安全风险。因此，需要加入主动冷却机制，如液体或空气冷却，调节温度，防止热失控。

失效模式

失效模式与影响分析（FMEA）以及系统理论过程分析（STPA）是两种系统化的方法，用于识别潜在的失效模式、其成因及可能带来的影响。通过对这些失效模式的深入分析，可推动设计优化与安全功能的引入，从而有效降低已识别的风险。

网络安全和功能安全

随着电动汽车联网程度的不断提升，网络安全已成为功能安全不可或缺的一部分。为防止未经授权的访问、数据篡改以及对关键系统的远程控制，电动汽车必须集成有效的网络安全防护机制。此外，在研发阶段，我们可通过系统化的优化方法，助力您全面满足 ISO 21434 标准的合规要求。

在车辆部件与外部系统之间引入安全通信协议，有助于防范潜在的重大安全事故。与此同时，加密与认证机制在保障通信数据的完整性与安全性方面发挥着关键作用。

结论

电动汽车已成为一项具有变革意义的技术，并将在未来持续演进。然而，确保其物理安全与功能安全，对于赢得公众信任和实现广泛普及同样至关重要。

我们提供的咨询与培训服务，能够帮助您满足汽车零部件及系统相关的各类标准要求，涵盖电池管理系统（BMS）、车辆控制单元（VCU）、车载充电器（OBC）、热管理系统（TMS）等多个关键模块，助力产品合规与性能提升。

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