作为新能源“三电”核心技能之一，BMS在HEV/EV中发挥着重要作用。广义上，BMS包含传统的12/24?V铅酸电池办理，但这儿评论的BMS首要是针对HEV/EV的办理，从48?V的弱混动到500?V以上的纯电动，的BMS解决计划都可以掩盖。一般来说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接衔接电池包(Battery Pack)，搜集电池的电压、和温度等，主控经过CAN或Daisy Chain(菊花链)通讯等方法办理多个从控单元。
依照新能源轿车对电池办理体系的需求，BMS具有的功用包含SoC/SoH、毛病确诊、均衡操控、热办理和办理等(见图1)。SoC即电池状况，用于衡量电池剩下电量，关于判别轿车可行进路程十分重要。毛病确诊用于判别电池的当时状况，及时正确辨认电池的过压、欠压或过温等反常状况有助于防止事端产生。均衡操控首要是消除单体电池之间的容量差异，到达一致性，延伸电池运用寿命。
跟着软硬件复杂性进步，来自体系失效和随机硬件失效的危险日益添加，跟着轿车职业标准的发布，使得人们对功用安全有了深化的了解，对评价、防止这些危险供给了牢靠的流程确保。电池办理BMS引进ISO26262标准，不只是适应技能趋势的开展需求，而且的确能为BMS带来质的改变，从长远来看，有利于职业健康开展。
BMS功用安全开发流程
ISO26262界说的功用安全标准涵盖了产品的办理、开发、出产、运营、服务和作废等阶段，掩盖了产品的整个生命周期，产品开发时首要重视的阶段有概念、体系级开发、硬件开发和软件开发等阶段。
在功用安全概念阶段要做体系损害剖析(Hazard Analysis)和危险评价(Risk Assessment)，得出完好性等级ASIL(Autoive Safety Integrity Level)。ISO26262标准规则了A到D四个安全等级，其间D级为最高等级，相应的需求最为严苛。一般来说，干流车厂以为BMS需求到达的安全等级至少是ASIL-C。在得出安全等级ASIL后，需求建立安全方针(Safety Goal)，并提出相应的安全需求(Safety Rirement)和(Safety Mechanism)，并在必要的时分做功用安全等级分化(见图2)。
ISO26262给出了三个方针：单点毛病方针SPFM、潜在毛病方针LFM和随机硬件失效方针PMHF，用于评价等级。
例如：在BMS开发过程中，对BMS的损害剖析有过压(过充)、欠压、过温文过流等损害事情进行监测。如过压，或许是一个比较严重的事情，特别长期对电池过充会导致电池功用下降和不行恢复性损坏，乃至导致电池变形、漏液状况产生。经过对过充这类事情进行损害剖析和危险评价，得出其安全等级是ASIL-C或许ASIL-D(在不同运用场景下剖析下得出的安全等级或许不一样)，那么体系的安全方针便是BMS应该能及时发现电池过充状况并作出处理，对应地，要从单点失效和潜在失效等方面考虑规划安全机制，最后用前面说到的衡量方针进行安全性评价。
契合功用安全的BMS解决计划
恩智浦供给完好的电池办理体系解决计划，包含MCU、模仿前端电池操控器IC、阻隔网络高速和体系根底芯片SBC等。凭借恩智浦的BMS解决计划，用户可容易完成根据CAN网络或菊花链的电池办理体系。恩智浦供给多种契合ISO26262标准的器材，主控单元MPC574xP安全等级到达ASIL-D，模仿前端电池操控器MC33771安全等级到达ASIL-C，SBC(System Basic Chip)体系根底芯片FS45/65安全等级到达ASIL-D。选用这套计划可简化软，协助用户轻松完成体系安全等级到达ASIL-C/D。此外，恩智浦供给契合功用安全的参阅规划，极大加快用户开发契合ISO2626标准的BMS产品(见图3)。
在图3的计划中，主控单元选用的MPC574xP是一款根据PowerArchitecture、具有推迟锁步核Lock Step核的高功用和高安全性MCU。SBC体系根底芯片FS45/65不只供给多种可装备的，而且供给监控和许多安全机制，支撑Fail-Safe安全保护模式，MCU调配SBC体系根底芯片可完成更高的安全等级。模仿前端MC33771担任电池数据的搜集，一个MC33771最多可以接14节单体电池，多个MC33771可以级联构成菊花链式通讯。MC33664作为MCU和MC33771的传输物理层，担任将SPI信号和进行转化。
恩智浦的BMS解决计划支撑多种，包含集中式、分布式菊花链结构以及集中式、分布式CAN网络结构。菊花链式网络可明显下降BoM本钱，受制于通讯间隔约束，在现在的大巴车上，现在首要是根据CAN总线通讯。恩智浦供给的BMS解决计划具有极大的灵敏性，可以满意不同用户的需求(见图4)。
鉴于现在国内市场根据ISO26262的开发还处于起步阶段，部分车厂和供货商的功用安全开发经验不足，导致开发契合IS026262标准的BMS难度较大，而且要一会儿到达体系级ASIL-C/D，挑战性巨大。针对这种状况，恩智浦供给一种折中的计划，引荐主控单元选用S32K14x系列MCU，结合外部的体系根底芯片FS45/65等，可使体系安全等级到达ASIL-B。别的，单个S32K14x到达ASIL-B等级，经过软硬件也能使体系到达更高的安全等级ASIL-C。
需求指出的是，在恩智浦，一切依照ISO26262标准开发的器材，都被包含在恩智浦的SafeAssure计划里。SafeAssure确保开发的产品契合ISO26262标准，并供给必要的支撑，供给功用安全相关的文档(如Safety Manual和FMEDA等)，Safety Manual详细论述了芯片所选用安全机制，并辅导用户怎么运用芯片可以到达比较高的安全性等级。FMEDA展现了芯片失效模型、失效概率和确诊剖析等，用户可根据详细运用需求对FMEDA进行裁剪。
高功用、高安全性微操控器
恩智浦还供给高功用、高安全性的微操控器。
1.根据Power Architecture的MPC574xP
MPC574xP是MPC5743L的下一代产品。MPC5643L是第一个拿到第三方认证、契合ISO2626标准的MCU，MPC574xP根本承继了MPC5643L的一切特性，并在工艺和功用上有必定提高(见图5)。
MPC574xP具有推迟锁步核Lock Step，可运转在200?MHz，两个核履行相同的代码，输出成果进行比较，假如发现不匹配，可以触发体系的安全机制，告诉用户有反常产生，并作出相应处理。MPC574xP具有许多的安全特性，针对电源和时钟的功用是否正常，内部有专门的监控电路。针对Flash 和RAM，有ECC确保读写数据的正确性。针对ADC，有BIST(Build in Self Test)自检电路验证ADC的逻辑。特别要说到的是MPC574xP具有FCCU单元，该单元搜集一切其他模块在运转过程中的反常事情，并提交给MCU内核做处理。
实际上，MPC574xP不只仅可运用在BMS范畴，任何对安全要求很严厉的运用都可以选用MPC574xP，如新能源轿车、EPS(电子助力转向体系)、制动、安全气囊和运用等。
2.根据Power Architecture的MPC574xR
MPC574xR系列MCU与MPC574xP系列相似，安全等级满意ISO26262 ASIL-D，不同的是除了MPC5743R(内部只要锁步核)，MPC5745/6R供给了锁步核的一起，还供给了别的一个独立的内核，这个内核可独自运转其他程序，该系列MCU供给了更高的功用。
3.根据AMR Cortex M4的S32K14x
S32K14x系列MCU供给极强的性价比，一起具有较高的安全等级，满意ISO 26262 ASIL-B。该系列MCU最大运转频率112 MHz，带有SFPU，根据修正的Harvard架构，支撑严密耦合的RAM和4 KB I/D缓存，支撑SHE标准的硬件安全引擎，内置48 MHz RC (IRC)器，支撑CAN FD，使用FlexIO可仿真通讯协议，如SPI、UART等。
4.模仿前端电池操控器MC33771
MC33771满意ISO2626 ASIL-C，作业电压规模9.6?V ≤ VPWR ≤ 61.6?V，70?V瞬态电压，支撑7～14节电池，7个ADC/IO口/输入，支撑14通道300?mA板载被迫均衡。
结语
功用安满是未来轿车电子职业的趋势，也是恩智浦BMS解决计划的优势，恩智浦可以供给BMS的全套解决计划，包含高功用、高安全性的微操控器和模仿器材，如根据Power Architecture微操控器MPC574xP和根据ARM Architecture的S32K14x，以及模仿前端电池操控器MC33771。恩智浦供给灵敏的计划，支撑集中式/分布式的CAN/菊花链网络，能满意不同的运用需求。恩智浦BMS解决计划可协助用户简化功用安全规划，使体系安全等级契合ISO26262 ASIL-C/D。
