详解新能源汽车的功能安全

发布者:MoonlightStar最新更新时间:2020-08-21 来源: eefocus关键字:新能源汽车  电气系统  驾驶辅助系统  远程信息处理系统 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

消费者买了一辆车,也就购买了汽车带给我们的舒适与愉悦,更重要的是购买了汽车带给我们的安全感,这是汽车制造商最基本的责任与义务。

 

 

一.汽车功能安全标准诞生的背景

汽车作为交通工具,始终和驾驶者、乘客以及车外的行人的安全息息相关。作为一种工业产品,并且是大批量工业产品,必须要保证各种复杂路况环境下汽车的安全性。尤其随着科技的进步,在汽车上使用的电子器件,电气电路,可编程逻辑器件越来越多,汽车系统也随之越来越复杂。有鉴于此,国际标准化组织参考已经实施多年的电子、电气及可编程器件功能安全基本标准 IEC61508,制定了专门针对汽车电子电气系统的功能安全国际标准 ISO26262。这个标准是一个道路车辆功能安全标准,适用于道路车辆上所有提供安全相关功能的电力、电子和可编程电子器件等组成的安全相关系统。

 

 

由于欧美很多国家将汽车安全写入法规中,所以国外汽车行业各大 OEM 和部件供应商对汽车功能安全非常重视,在企业内部推行 ISO26262 标准,组建了自己的功能安全团队,制订了符合功能安全标准要求的开发和验证过程,并使开发流程和产品符合 ISO26262 标准,从而满足汽车产品运行中的安全需要。尤其是国外整车企业,将功能安全作为零部件供应商的准入门槛,特别是目标客户在海外市场的我国零部件企业,这个门槛是必须跨越的。

 

我国对汽车功能安全也特别重视,在 ISO26262 标准出现后,国家标准化管理委员会要求中国汽车技术研究中心负责推荐性国家标准 GB/T《道路车辆 功能安全》的制定工作。中国汽车技术研究中心组织成立了由整车企业、零部件企业、检测科研机构、科研院所及相关机构等多家单位组成的标准制定工作组。并且在 2015 年制订出了 GB/T《道路车辆 功能安全》的征求意见稿。其实对比我国的征求意见稿和 ISO26262 标准,你会发现绝大部分内容时完全一致的,所以,英文不好的同学可以拿我国的 GB 征求意见稿对比 ISO26262,从而加快对标准的理解。英文好的同学对于 GB/T《道路车辆 功能安全》征求意见稿中比较拗口的表达,也可以通过查看英文标准从而能够更好理解标准想表达的含义。

 

我国在 2015 年发布了征求意见稿后,预计将在 2017 年发布正式对应 ISO26262 的车辆功能安全的国家标准。虽然此标准估计是以推荐性标准发布尚未变成强制性标准,但当推荐标准被行业成员大部分认同和实施后,功能安全也会成为进入市场领域的事实准入要求。换句话说,如果你的同行竞争对手都开发出符合功能安全的产品并以此为卖点,那么你的客户肯定优先选择他而不是选择你。同时,加入了功能安全概念,势必会增加产品的附加值,你只能眼睁睁看着别人在蓝海畅游,自己的产品继续在红海中搏杀。这逼着大家都开始把符合功能安全作为产品新的技术要求。

 

在新能源汽车领域,常见的实施功能安全项目的产品部件从我们熟悉的三电(电机、电控和电池)变成了 VCU(整车控制器)、MCU(电机控制器)和 BMS(电池管理系统),同时驾车行驶过程中的和安全息息相关的电子助力转向 EPS,发生碰撞时保护乘客安全的气囊系统(AGS), 远程信息处理系统(t-box),先进驾驶辅助系统(ADAS)等各类车用系统都开启了功能安全标准实施之门。

 

 

二.新能源汽车功能安全的实现

ISO26262 对关键的安全级别进行了四层划分,通过汽车安全完整性等级(ASIL)来衡量。ASIL A 是最低等级,要求数目约 100 个左右,而 ASIL D 是最高等级,要求数目近 200 个。等级越高,安全系统就需要提供越多的安全和验证措施,需要增加更多的测试和集成工作,也就意味着供应商需要承担更多的开发成本和时间。

 

 

为了实现新能源汽车的整车功能安全,需要 OEM 和各级供应商有着明确的职责划分和合作模式,国外主机厂在与供应商合作中,如博世、电装等,都有着明确的功能安全标准和验证要求。国内不少企业都借鉴了国外的技术或模式,如联合电子借助博世技术,已经实现功能安全电控的本地化研发和生产;不同的汽车部件对功能安全的要求是不同的,越核心的部件需要越高等级的功能安全。

 

近两年,新能源汽车的安全事故频发,其中电池相关的安全事故占六成左右,究其原因,一方面,行业对电池设计、研发、验证等环节的相应安全标准不完善,另一方面大多电池企业在功能安全理念、开发经验、管理能力等方面存在较大差异。为避免更多安全事故,需要在动力电池的设计开发源头,就引入功能安全流程体系和技术要求,这也有利于提升整车安全。

 

 

举个简单的例子,纯电动汽车在发生碰撞后之所以极易发生起火,原因就在于电池组未及时断电,碰撞产生的挤压变形造成电池短路,进而引发火灾。针对这种情况,符合 ISO2626 标准的动力电池需要进行冗余设计,通常是同时使用两个独立执行模块,尽量缩短响应时间,也就是碰撞信号的采集、确认以及执行器执行整车切断高压电指令的时间,只有响应时间越短,系统安全性才能越高。在充放电过程的管理、故障诊断等方面都需要有严格的分析、预防、保护等一系列安全管理策略。

 

电控:安全和性能结合

电机控制器作为新能源汽车的动力控制系统,掌握着整车的加速、刹车等关键性能,电控失效带来的安全风险不容忽视,所以,符合功能安全的电控设计正逐渐成为业内的普遍需求,当前对电控的功能安全需求多为 ASIL C 等级,但在未来,电控的功能安全需求或将提升为 ASIL D 级,这需要供应商具备复杂度更高、冗余性更强、可靠性指标更高的电控产品设计能力和水平。

 

 

目前,国内 OEM 和 Tier1 厂家都在加大对电机控制器的功能安全流程建设和产品开发的投入,也取得了不少成果,ISO26262 标准中对流程建设有着清晰的指标,但并不涉及具体的产品设计,所以在摸索过程中,符合功能安全的电控产品开发面临的挑战更多,如何在过设计和欠设计中寻找平衡,如何在保证安全的同时实现性能最优化等等。阳光电源在其功能安全的产品技术方案中,采用多层程序监控、双软解码等技术,通过软硬件结合的方式来简化所需安全层级的任务,同时采用单管并联技术、低载波比控制技术等有效提高功率密度,确保产品性能,同时兼顾了产品的安全与性能。

 

三.新能源汽车功能安全项目实施的形式

要提到实施汽车功能安全 ISO26262 标准,就离不开一个重要的角色—咨询公司。实施过 ISO9001,16949 等标准的企业一定都很熟悉,在一个对体系标准不太了解甚至一无所知的情况下,要进入这个领域,必须寻找到合适的引路人。这些引路人往往由具备认证实力或者丰富的行业经验的咨询公司,他们会手把手教你如何启动,开展和实施。

 

咨询公司一般提供的服务有以下几类

(1)培训:提供关于功能安全相关概念和知识的培训,类似于对小白的科普

(2)咨询:提供对厂家现有开发流程和产品与 ISO26262 要求之间的差距分析,并指导厂商开展功能安全项目的实施活动

(3)评估:除了对厂商提供功能安全项目实施的指导工作外,会提供对厂商产品或开发流程的评估,苛刻提供评估报告

(4)认证。这个是很多老大最为关心的,就是为了拿到证书嘛。这个是由具备认证资格的机构对厂家的开发流程和产品进行审核,对符合标准满足要求的产品予以认可并颁发证书。

 

以上四种形式的服务范围和深度均层层递进,每一种比前一项都要更加广泛深入。其中,最为严格的是认证,通过认证的厂家将获得相关机构颁发的认证证书,标志着产品安全质量达到了高标准,增强进入国内国际市场的竞争力,并规避未来因安全问题产生的法律风险。怎么能规避安全问题引发的法律风险呢?据给我们培训的专家介绍,在海外市场,很多国家都将安全写入了法律法规中,一旦出现了安全事故,车企和部件供应商会被告上法庭,但是,如果能够拿出足够的证据尤其是认证证书,则表明企业的产品都是按照功能安全标准的要求开发的,已经尽力,以目前的技术手段无法再进一步提升,从而获得法律责任的规避。此外,认证机构作为发证者,也对相应的产品有连带责任,认证机构也会积极支持举证和协助厂家避免损失。最坏的情况,有需要赔偿的,认证机构也会承担一部分。

 

 

功能安全认证的形式有两种式,一种是流程认证,一种是产品认证。流程认证针对厂家的整个开发体系流程予以认证,确认是否符合 ISO26262 标准;产品认证仅针对当前产品的开发过程和最终产品验证予以认证。一般认证机构为了规避未来的风险,会在认证证书上,限定认证过的产品型号,硬件版本号,软件版本号,强调只针对此产品目标合适。但一般而言认证合格后,对于客户而言,如果被限定的产品和类似产品如果采用和认证的产品的同样开发过程也可视为符合 ISO26262 标准。相比较而言,流程认证比产品认证简单,毕竟流程认证落在“虚”(管理)的层面比较多一点,而产品认证落在“实”(产品)的层面比较多一点,要实打实将产品开发出来并通过测试验证审核。而且产品认证只对当前产品有效,限制了制定硬件和软件版本,有较多限制。企业也没有那么多资源对每个产品都进行认证。但是通过了产品认证,肯定意味着企业具备更强的符合功能安全要求的产品研发实力。

 

 

所以,基于以上现状,你可以看到在行业新闻中,大多数出现的是**企业通过功能安全流程认证的新闻。

 

结语

无论是国家政策导向还是汽车市场大环境所迫,新能源汽车都成了大势所趋。随着时间的推移,我们也看到市场上有着越来越多优秀的新能源汽车涌现,尤其是在关乎行车安全的“三电”系统的安全方面,国家标准、行业规范和创新技术都在不断完善和丰富起来,上文分享的功能安 ISO26262 标准内容只是冰山一角,但是只有各个车企和供应商不断推出扎实可靠的产品,才能赢得更多消费者的认可和选择。

 

四.新能源汽车安全工程师紧缺,越来越受到重视

随着新能源汽车行业的快速发展以及企业对新能源汽车安全越来越重视,越来越多的企业会进行功能安全认证,而通过功能安全认证的必要条件就是必须有经过功能安全培训并获得功能安全工程师的证书的工程师。所以,功能安全工程师越来越受到重视,经过培训并获得证书的开发工程师以及其他工程师就业上都会更受到青睐。招聘网上对功能安全方面的需求众多且待遇不菲。

 

 

 

 

现在汽车行业处于调整期,但是随着 5G 的到来,新能源汽车及智能驾驶的快速发展,作为国家的支柱产业汽车行业必然重新焕发新的生机。

 

现在,不管是为了更好的就业还是为自己未来职业发展规划,学习都是更好的选择。

 

只要你是汽车行业的一员,学习功能安全,获得一个行业认可的证书是你获得一份更好工作的保障。


关键字:新能源汽车  电气系统  驾驶辅助系统  远程信息处理系统 引用地址:详解新能源汽车的功能安全

上一篇:Xilinx助力斯巴鲁发布新一代 EyeSight 系统
下一篇:蔚来发布基于换电模式的BAAS

推荐阅读最新更新时间:2024-11-18 17:58

沃尔沃为在日销售所有车型标配10余种安全驾驶辅助系统
    沃尔沃汽车日本公司于2014年12月18日宣布,该公司在日本销售的所有车型都将标配包含了10余种功能的安全驾驶辅助系统“IntelliSafe10”。原来是根据车型和等级或标配或选配安全驾驶辅助系统。在所有车型上都标配IntelliSafe10是为了满足日本市场在安全方面的较高需求。在所有车型上都标配安全驾驶辅助系统“在全球尚为首例”。     IntelliSafe10包括自动制动系统“带行人和自行车检测功能、可避免和减轻追尾的全自动制动系统(毫米波雷达、数码摄像头、红外线激光方式)”、在与前车保持安全车距的前提下跟车的“带全车速跟车功能的自适应巡航控制系统(ACC)”等。标配IntelliSafe10会使车辆价
[汽车电子]
特斯拉宣布电池寿命延长一倍,技术突破提前了四年!
据报道,在与特斯拉进行新研究合作近一年后,电池研究员杰夫·达恩(Jeff Dahn)开始不断巡回演讲,介绍自己团队最近取得的进展。上周,有媒体报道了他在3月份的国际电池研讨会(International Battery Seminar)上的讲话。本周,他在麻省理工学院向外界介绍了特斯拉在电池使用寿命方面的最新突破。下面就随手机便携小编一起来了解一下相关内容吧。 他对外宣布,自己的团队已经开发出一种电池,能够使特斯拉产品中所用电池的寿命延长一倍,这比原计划提前4年实现。此外,他还详细介绍特斯拉决定与其团队合作的原因,并透露特斯拉招聘了自己的一名毕业研究生。 特斯拉宣布电池寿命延长一倍,技术突破提前了四年! 在题为《为什么特斯拉
[手机便携]
站在丰田的肩膀上 奇点上海车展发布iC3
目前,丰田汽车已经同意向奇点汽车出售电动车技术。作为回报,丰田汽车将拥有奇点汽车新能源积分的优先购买权,奇点也将加快电动汽车的研发进程。 一个是自主造车新势力,一个是日本老牌车企,丰田和奇点为什么能擦碰出火花,产生交集呢? 站在丰田的肩膀上,奇点上海车展发布iC3 在2019上海车展期间,奇点汽车奇点汽车发布了一款微型智能电动汽车——iC3量产概念车。这款车型目前处于量产概念车阶段,预计将在2021年初量产上市。 据了解,奇点iC3正是基于丰田授权、以丰田eQ为基础开发的一款高品质微型智能电动汽车。奇点在这款车型上引入的丰田eQ平台架构及相关技术,也成为iC3在技术层面上的核心亮点。 奇点iC3基于奇点汽车三电方面的技术和丰
[汽车电子]
站在丰田的肩膀上 奇点上海车展发布iC3
约十五分之一的新车驾驶辅助系统采用英飞凌的雷达芯片
2016年7月7日,德国慕尼黑讯 到2016年底,全世界所有新车装备的77-GHz雷达系统会有半数以上配备来自英飞凌科技股份公司(FSE: IFX / OTCQX: IFNNY)的芯片。从统计数字上看,这意味着大约十五分之一的新车将配备采用英飞凌77-GHz雷达芯片的驾驶辅助系统。 根据市场调研公司IHS Technology的数据,英飞凌在快速增长的驾驶辅助系统雷达芯片市场上已占据市场领导地位,过去几年来,英飞凌雷达芯片的总销量达到了2000万颗,公司计划快速推进,明年一年就交付3000万颗驾驶辅助系统芯片。这样,英飞凌将连续五年每年实现雷达芯片销量翻番。 英飞凌科技股份公司副总裁兼传感与控制业务总经理Ralf Born
[汽车电子]
蔚来升级自动辅助驾驶系统,实现L2级别自动驾驶
蔚来汽车宣布NIO Pilot自动辅助驾驶系统升级,本次新增7项功能;同时推送升级的还有NIO OS 2.0智能操作系统,升级为全新的UX交互和UI设计。    据悉,NIO Pilot自动辅助驾驶系统本次新增包含高速自动辅助驾驶(Highway Pilot)、拥堵自动辅助驾驶(Traffic Jam Pilot)、转向灯控制变道(Auto Lane Change)等在内的7项功能。 NIO Pilot系统NIO Pilot系统 蔚来表示,此次升级后,正式标志着NIO Pilot系统成为具备横向和纵向控制能力的L2级别自动辅助驾驶系统。    官方透露将掌握核心科技作为重要战略选择,自动驾驶的控制算法、底层软件、ADAS控
[嵌入式]
蔚来升级自动<font color='red'>辅助</font><font color='red'>驾驶</font><font color='red'>系统</font>,实现L2级别自动<font color='red'>驾驶</font>
电动汽车不可一味追求快充,V2G才是未来发展的趋势
谈到新能源汽车自然就会谈到动力电池,而电池这个东西对于我们大多数人来说又是个既熟悉又陌生的存在。熟悉的是电池存在于我们身边方方面面的应用之中,陌生的则是它的来龙去脉、脾气秉性。而大规模应用于新能源汽车的三元锂离子则是一个不断更新的电池体系,涉及了物理学与化学的诸多研究领域。这就使得人们对于锂电池更加缺乏深入理性的了解,而这个系列文章将试图将车载动力电池的相关问题做一个浅显的介绍,希望能对朋友们有所帮助。 充电速度慢,特别是相对于燃油车几分钟加满油箱的体验来说落差过大,是当前新能源车的一个重要痛点。而针对这个问题,很多宣传中都将快充作为了车辆的一个重要指标。快充确实能提升电动车的使用便利性,但我们也应该认识到快充同样也带来了一系
[嵌入式]
电动<font color='red'>汽车</font>不可一味追求快充,V2G才是未来发展的趋势
双元结构电气系统可满足行驶信息系统需求
为了保证驾驶辅助系统工作的可靠性和汽车的基本功能,同时也为了给汽车未来新的娱乐和通讯设施留下合适的连接接口,汽车电气设计师们研发了一种新的方案:“双元结构”的电气系统。 一辆没有电子技术的现代化轿车是不可设想的。而电子设备的种类又是多种多样的:汽车导航系统和无线通讯系统、HUP平视显示仪、收音机、音响系统、车载手机、MP3播放器和DVD播放器等,几乎无法罗列出各种汽车电子设备,而且随着新车型的推出这些汽车电子设备也在不断地推陈出新。为了使这些电子设备都能正常地工作,这些技术在汽车工业领域中的集成是非常重要的。所有电子设备之间不能相互干扰,既不能在电子技术的范畴内出现干扰,也不能在控制软件的范畴内出现干扰。同时,还不允许
[汽车电子]
驾驶辅助系统:新型雷达设计——分立抑或集成
一名25岁的男性驾驶员正在查看他的智能手机,这时,拥堵的车流开始移动。就在他踩下油门时,前方车辆由于拥堵而急刹车。眼看就要发生碰撞,幸好车载雷达系统以迅雷不及掩耳之势介入进来,配有自动停车起步功能的自适应巡航控制系统检测到前方汽车在减速,为了保持预先设定的车距并避免碰撞,决定立即停车。 欢迎来到技术日新月异的智能汽车时代! 自从安全气囊成为标准安全配置以来的二十年间,汽车安全技术有了长足的进步。以座椅安全带、安全气囊和碰撞检测系统为代表的“被动安全”,已发展为“主动安全”——防抱死(ABS)、电子稳定控制、自适应悬架和舵角/侧倾控制。最新阶段是“驾驶员辅助”安全,包括自适应巡航控制(ACC)、盲点检测(BSD)和车道变换
[汽车电子]
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved