【AUTOSAR】BMS开发实际项目讲解(二十五)----电池管理系统安全状态过渡

news2024/7/6 18:52:43

    1. 安全状态过渡
      1. 关联的系统需求

TSR-BMS-S201TSR-BMS-S202、TSR-BMS-S203、TSR-BMS-S204、TSR-BMS-S601TSR-BMS-S602、TSR-BMS-S603、TSR-BMS-S604、TSR-BMS-S605、TSR-BMS-S606、TSR-BMS-S607、TSR-BMS-S608、TSR-BMS-S609、TSR-BMS-S610、TSR-BMS-S611、TSR-BMS-S612;

      1. TSC功能框图

 

        1. 功能组件设计描述
          1. SBC module

ID

Function Block Description

ASIL

Ref.

OVP-B01

[Error Monitoring] block

--SC_1所承载的功能,负责向MCU module提供电源供给,电源输出的控制指令由MCU module通过SPI通讯的方式输入到SBC module;

ASILC

OVP-B02

[SBC Module] block_监控功能

--SC_1所承载的功能,提供看门狗来监控MCU module的异常运行;

--SC-1所承载的功能,提供MCU module的故障反馈(硬线告警信号:error signal)监控;

--SC_1所承载的功能,具备自身故障监控,探测安全相关的故障;

ASILC

OVP-B03

[SBC Module] block_故障处理功能

--SC_1所承载的功能, 当监控到MCU module的安全相关故障时,将会根据故障种类的不同,而输出reset signal / interrupt signal给到MCU module, 或输出SS1&2给到[Disable switch]来实现对继电器驱动的控制;

--SC_1所承载的功能, 当监控到自身的安全相关故障时,将会根据故障种类的不同,而输出reset signal / interrupt signal给到MCU module, 或输出SS1&2给到[Disable switch]来实现对继电器驱动的控制;

ASILC

ID

Function Block Description

ASIL

Ref.

SST-101

[Function Monitoring] block

--对SBC module自身功能的异常监控,并将故障信息实时反馈到[Safe State Control];

ASILC

SST-102

[Error Monitoring] block

--对MCU module输出的硬线告警信号(error signal)进行实时监控;

--对MCU module输出的SPI告警信号(SPI通讯信号)进行实时监控;

ASILC

SST-103

[Safe State Control] block

--实时获取[Function Monitoring][Error Monitoring]和[Watchdog]的故障监控信息,根据故障种类的不同,输出控制指令到[SS1&2 Generator][Interrupt /Reset Generator]

ASILC

SST-104

[SS1&2 Generator]block

--根据[Safe State Control]输出的控制指令,来执行SS1&2 硬线信号输出(“高/低”);

--SS1&2信号将输入到[Disable switch]

ASILC

SST-105

[Interrupt /Reset Generator] block

--根据[Safe State Control]输出的控制指令,来执行Interrupt /Reset硬线信号输出

--Interrupt 信号将输入到MCU module,来指示中断事件的发生

--Reset信号将输入到MCU module,来对MCU module执行复位动作

ASILC

SST-106

[Watchdog]block

--对MCU module输出的喂狗信号(trigger)进行实时监控;

ASILC

          1. MCU module

ID

Function Block Description

ASIL

Ref.

SST-201

[Monitoring module] block

--对MCU module自身进行实时监控,并及时将异常反馈到[Safe State Control]

--配合“L2:Function Monitoring layer”执行程序流监控;

ASILC

SST-202

[Safe State Control] block

--实时获取[Monitoring module]的故障监控信息,根据故障结果,输出error signal(可通过Error pin/SPI的方式输出)到SBC module中的[Error Monitoring]

ASILC

SST-203

[Open Relays protection] block

--根据“L2:Function Monitoring layer”各个功能监控模块的故障探测结果,执行系统安全状态的过渡;这将通过[Open Relays protection]输出驱动模块使能信号到[HSD module]和[LSD module]来实现;

注:该功能模块可分解为[Open Relays] 和[Arbitration Mechanism] ,参见OVP-704和OVP-705

ASILC

SST-204

[HSD&LSD diagnosis]block

--通过实时获取[HSD module]和[LSD module]诊断电路采集信号,来对驱动模块进行故障诊断,并将诊断结果输入到[Open Relays protection],以便[Open Relays protection]执行安全状态过渡

ASILC

          1. Disable switch

ID

Function Block Description

ASIL

Ref.

SST-301

[Disable switch] block

-- 参见OVP-901

ASILC

      1. 功能实现描述

ID

Description

ASIL

Ref.

SST-001

安全状态进入

  1. 本系统的安全状态指:系统将HSD和LSD禁止输出的状态
  2. HSD和LSD禁止输出的状态可通过MCU module输出禁能信号来实现
  3. HSD和LSD禁止输出的状态也可通过SBC module输出禁能信号来实现

ASIL C

TSR-BMS-S602

TSR-BMS-S603

TSR-BMS-S604

TSR-BMS-S605

SST-002

MCU module输出禁能信号

  1. 系统在激活状态下,当系统探测到直接导致功能安全目标被违背的故障时,且MCU Module无故障的情况下,应由MCU Module输出控制信号使能HSD Module和LSD Module关断,将系统带入安全状态;

ASIL C

TSR-BMS-S607

SST003

SBC module输出禁能信号

  1. 系统在激活状态下,当系统探测到直接导致功能安全目标被违背的故障时,且MCU Module存在永久性故障的情况下,应由MCU Module应通过Error pin/SPI输出故障信号反馈到SBC Module,之后SBC Module输出控制信号使能(SS1&2)HSD Module和LSD Module关断,将系统带入安全状态;
  2. MCU module自身的故障应能够通过Error pin/SPI反馈到SBC Module,对于Error pin/SPI应参考芯片安全手册来设计,保证故障反馈的可靠性。

ASIL C

TSR-BMS-S608

SST-004

安全状态过渡执行器的故障诊断

  1. 系统通过MCU module对安全状态过渡执行器(HSD module)进行故障探测,防止故障潜伏,故障探测机制详见本文“5.8.3.1继电器驱动诊断

ASIL B

TSR-BMS-S201

TSR-BMS-S202

SST-005

安全状态过渡执行器的故障诊断

  1. 系统通过MCU module对安全状态过渡执行器(LSD module)进行故障探测,防止故障潜伏,故障探测机制详见本文“5.8.3.1继电器驱动诊断

ASIL A

TSR-BMS-S203

TSR-BMS-S204

    1. 通讯保护
      1. 关联的系统需求

TSR-BMS-1114TSR-BMS-1115、TSR-BMS-1116TSR-BMS-1117、TSR-BMS-1127、TSR-BMS-1128、TSR-BMS-2114TSR-BMS-2115、TSR-BMS-2116TSR-BMS-2117、TSR-BMS-2127、TSR-BMS-2128、TSR-BMS-3114TSR-BMS-3115、TSR-BMS-3116TSR-BMS-3117、TSR-BMS-3126TSR-BMS-3127、TSR-BMS-4119TSR-BMS-4120、TSR-BMS-5111TSR-BMS-5112、TSR-BMS-5118TSR-BMS-5119、TSR-BMS-S402TSR-BMS-S403;

      1. TSC功能框图

 

      1. 功能实现描述

ID

Description

ASIL

Ref.

CP-001

AFE module与MCU module之间的通讯保护

  1. 系统应对AFE module与MCU module之间安全信息传输进行保护

ASIL C

TSR-BMS-1114TSR-BMS-1115、TSR-BMS-1116TSR-BMS-1117、TSR-BMS-1127、TSR-BMS-1128、TSR-BMS-2114TSR-BMS-2115、TSR-BMS-2116TSR-BMS-2117、TSR-BMS-2127、TSR-BMS-2128、TSR-BMS-3114TSR-BMS-3115、TSR-BMS-3116TSR-BMS-3117、TSR-BMS-3126TSR-BMS-3127

CP-002

Digital hall sensor与MCU module之间的通讯保护

  1. 系统应对Digital hall sensor与MCU module之间安全信息传输进行保护

ASIL B

TSR-BMS-4119TSR-BMS-4120

CP-003

HV_μC module与MCU module之间的通讯保护

  1. 系统应对HV_μC module与MCU module之间安全信息传输进行保护

ASIL A

TSR-BMS-5111TSR-BMS-5112、TSR-BMS-5118TSR-BMS-5119

CP-004

VCU与MCU module之间的通讯保护

  1. 系统应对VCU与MCU module之间安全信息传输进行保护

ASIL C

TSR-BMS-S402

TSR-BMS-S403

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