【AUTOSAR】BMS开发实际项目讲解（五）----BMS产品技术方案书（节选）

部分国际标准参考如下：

序号	国际标准代号	国标名称
1	ISO26262	Road Vehicles-Function Safety
2	ISO16750-1-2006	Road Vehicles-Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment
3	ISO16750-2-2006	Road Vehicles-Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment
4	ISO16750-3-2007	Road Vehicles-Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment
5	ISO16750-4-2006	Road Vehicles-Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment
6	ISO16750-5-2003	Road Vehicles-Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment
7	ISO7637	Road vehicles-Electrical disturbances from conduction and coupling
8	ISO10605-2008	Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge
9	IEC60068-2-2 2007	Environmental testing part 2-2 Dry-heat

1. 1.   BMS功能对标

本章节针对功能要求的需求对标，确认满足需求的case标注为OK，对于需要澄清或不满足的需求case，标注为TBD，并添加相应说明。

序号	对应章节	相应需求	对标OK/TBD	说明
1	5.3.1	功能要求事项 描述 信号 采样 总电压信号采样 直接采集电池总成正负极之间的总电压 总电流信号采样 采集电池总成工作电流 单体电压信号采样 采集每个单体电压值 电池温度信号采样 采集电池温度值 进出风口温度采样 采集进出风口温度值 碰撞信号采样 采集碰撞硬线信号 单体均衡 保证单体一致性 热管理 风冷控制：驱动风扇、继电器控制、转速反馈检测 高压接触器控制 具备接触器控制、触点状态检测、线圈状态与故障检 测能力 绝缘监测功能 监测高压系统绝缘电阻值 电源管理 具备CAN休眠、CAN唤醒功能，满足BMS功耗要求、 BMS上下电要求、工作电压要求 CAN通信 完成与HCU信号交互，并满足相关标准要求； 电池独立诊断 具备基于UDS的电池总成独立诊断 标定 具备台架标定与整车适应性标定功能	OK	通用功能，可全部满足
2	5.3.2	硬件和底软符合功能安全 ASIL C 级及以上	OK	S将在2020.6取得TUV ASIL C产品认证证书
3	5.3.3.1		OK
4	5.3.3.2	遵守 FAW 的 CAN 通信协议， BMS 具有 3 路 CAN。 一路为 HEV CAN 总线， 要求具有休眠唤醒的功能； 一路为标定 CAN 总线， 用于实现标定功能； 一路为子网 CAN，用于电流传感器通信。 物理层、数据链路层、网络管理和网络相关诊断要求见附件 1 《FAW passenger car CAN communication technical requirement》	OK	目前平台4到5路CAN资源
5	5.3.3.3	BMS 具备对主正、主负接触器吸合与断开状态的检测功能； BMS 具备对三个接触器的线圈端吸合与断开状态的检测功能； BMS 具备对三个接触器的线圈端开路、对地短路、对电源短路故障的检测功能。	OK	目前平台4路正，三路负诊断资源
6	5.3.3.4	采用风扇冷却方式，实现驱动风扇、风扇继电器控制、转速反馈检测等功能，具体 风扇规格信号在开发过程中提供。	OK
7	5.3.3.5.1		OK
8	5.3.3.5.2	（1） 点火开关信号（IG）有效时， BMS 需开始工作。 （2） BMS 接收到点火开关信号（IG） ， 要求在 400ms 内完成 BMS 初始化，初始化过程中进行继电器状态诊断以及必要的故障诊断，在此期间不需要响应 HCU 的继电器动作命令， 具体时序在开发过程中商定。 （3） BMS 处于休眠状态时，只要 BMS 接收到 HEV CAN 上的任何报文，即被唤醒 工作；要求在 400ms 内完成 BMS 初始化， 初始化过程中进行继电器状态诊断以及必要的故障诊断，在此期间不需要响应 HCU 的继电器动作命令， 具体时序在开发过程中商定。 （4） BMS 下电前需要保存必要的数据， 并按休眠策略进行下电。 （5） 具 体 功 能 规 范 参 见 附 件 2 《 FAW passenger car CAN communication specification—Part 3》 。	OK
9	5.3.3.5.3	要求 BMS 处于休眠状态电流低压侧小于 0.2mA，高压侧小于 10μA。要求 BMS 处于工作状态电流高压侧小于 10 mA。	TBD	高压侧10uA和绝缘采集电阻相关，需匹配Y电容值（TBD）和绝缘采集时间（TBD）
10	5.3.3.6	具有独立诊断功能， 独立诊断要求参见附件 3《FAW passenger car general diagnostic requirements_Part1.pdf》。诊断的协议由被委托方与FAW在开发过程中确定	OK
11	5.3.3.7	高压和低压需进行隔离设计，满足动力电池总成的绝缘要求。	OK
12	5.3.3.8	应具备监测高压系统直流部分和交流部分（电机）绝缘电阻的能力。 测量范围：绝缘阻抗测量范围为 0kΩ～10MΩ。 测量误差： 绝缘阻抗在 0kΩ～100kΩ 范围内，测量误差应≤± 10kΩ；绝缘阻抗在 100kΩ～10MΩ 范围内，测量误差应≤±15%。 检测周期和 Y 电容值在具体开发过程中提供； BMS 下电时，将报警信息存储到非易失性存储单元中。	OK	高压侧10uA和绝缘采集电阻相关，需匹配Y电容值（TBD）和绝缘采集时间（TBD）

1. 1. BMS硬件功能对标

本章节针对硬件功能要求的需求对标，确认满足需求的case标注为OK，对于需要澄清或不满足的需求case，标注为TBD，并添加相应说明。

序号	对应章节	相应需求	对标OK/TBD	说明
1	5.4.4	SBC： Ø 要求具备沿唤醒、电平唤醒、看门狗、多路电源输出等功能电源 Ø 要求具备防反接、瞬态抑制、滤波等保护功能； Ø 要求具备供电电压采样功能； Ø 要求具备 IG 信号电压采样功能； Ø 要求具备 IG 信号电平采样功能； Ø 要求具备 KL30 电压采样功能。	OK	HSAE目前有英飞凌和NXP方案的SBC应用量产经验
2	5.4.4	BMS 12V 非持续供电输出： Ø 要求输出电压 12V； Ø 要求电流大于 8A； Ø 要求具备电压采样功能； Ø 要求具备对电源、对地短路保护故障诊断。	OK
3	5.4.4	唤醒： Ø 要求具备 IG ON 唤醒功能（电平唤醒） ； Ø 要求3路 CAN 中，有 1 路 CAN（即 HEV CAN）具备唤醒功能且支持特定 ID唤醒； Ø 要求具备定时唤醒功能（RTC 模块唤醒）；	OK
4	5.4.4	休眠： Ø 要求控制器具备休眠功能，休眠功能受软件控制； Ø 要求控制器休眠时静电流小于 0.2mA。	OK
5	5.4.4	CAN： Ø 要求具备 3 路 CAN 通道； Ø 要求支持 CANFD，预留 CANFD 功能扩展； Ø 要求每一路 CAN 通道终端电阻可配； Ø 要求供电电压在 6.5V~18V 范围内， CAN 通信连接正常； Ø 要求供电电压在 9V~16V 范围内，确保 CAN 通信信号有效性。	OK	支持CAN FD和以太网通讯需求
6	5.4.4	LIN： Ø 要求具备 1 路 LIN 通道； Ø 要求供电电压在 9V~16V 范围内， LIN 通信正常工作。	OK
7	5.4.4	低边驱动 Ø 要求具备 6 路低边驱动通道； Ø 要求低边驱动持续电流不小于 1A； Ø 要求低边驱动瞬时电流不小于 5A@100ms； Ø 要求低边驱动通道具备对电源短路、过载、开路、对地短路诊断功能； Ø 要求具备继电器快速关断的能力，关断电压高于 26V。	OK
8	5.4.4	高边驱动： Ø 要求具备 6 路高边驱动通道； Ø 要求高边驱动持续电流不小于 1A； Ø 要求高边驱动瞬时电流不小于 5A@100ms； Ø 要求高边驱动独立供电（需支持外部供电输入及控制器供电输入两种方式， 并且 具备供电电压采样功能， 具体结合低压电气方案）； Ø 要求高边驱动通道具备对电源短路、过载、开路、对地短路诊断功能； Ø 要求高边驱动通道具备驱动电流采样功能； Ø 要求具备继电器快速关断的能力，关断电压高于 26V； Ø 要求设置吸收浪涌功能。	OK
9	5.4.4	PWM 驱动： Ø 要求具备 2 路 PWM 驱动通道； Ø 要求 PWM 驱动电流不小于 1A； Ø 要求 PWM 驱动频率范围 0-1KHz。 PWM 采集： Ø 要求具备 1 路 PWM 采集通道； Ø 要求 PWM 采集通道配置上下拉可选功能； Ø 要求 PWM 采集通道带宽 0-1KHz； Ø 要求 PWM 信号频率采样误差小于 1%；	OK
10	5.4.4	碰撞信号采集： Ø 要求具备碰撞信号采集功能； Ø 要求至少一路 PWM 采集通道兼容 FAW 现有车型碰撞信号采集。	OK
11	5.4.4	实时时钟： Ø 要求控制器具备实时时钟（RTC） 模块； Ø 要求实时时钟具备定时唤醒控制器功能， 唤醒时间可定义到分级； Ø 要求实时时钟能够提供年、 月、日、时、分、秒等实时时钟数据。	OK
12	5.4.4	应具备监测高压系统直流部分和交流部分（电机）绝缘电阻的能力。 测量范围：绝缘阻抗测量范围为 0kΩ～10MΩ。 测量误差： 绝缘阻抗在 0kΩ～100kΩ 范围内，测量误差应≤± 10kΩ；绝缘阻抗在 100kΩ～10MΩ 范围内，测量误差应≤±15%。 检测周期和 Y 电容值在具体开发过程中提供； BMS 下电时，将报警信息存储到非易失性存储单元中。	TBD	交流绝缘部分需求待细化评估
13	5.4.4	SPI 通信： Ø 要求具备 SPI 通讯通道； Ø 要求支持 SPI 通讯速率不小于 2Mb/s。	OK
14	5.4.4	模拟量采样： Ø 要求具备 2 路模拟量采样通道； Ø 要求模拟量采样通道具备有源、无源切换功能； 有源通道电压采样范围 0~16V， 无源通道电压采样范围 0~5V； Ø 要求模拟量采样误差小于±1%； Ø 要求模拟量采样分辨率不低于 12bit。	OK
15	5.4.4	传感器供电输出： Ø 要求具备 1 路传感器供电输出通道； Ø 要求传感器供电输出通道电压范围为 4.5V~5.5V； Ø 要求传感器供电输出电流不小于 150mA； Ø 要求具备传感器供电输出电压采集功能； Ø 要求传感器供电输出电压采集误差小于±1%； Ø 要求具有过流、过压保护功能。	OK
16	5.4.4	开关量采样： Ø 要求具备 2 路开关量采样通道； Ø 要求开关量采样通道上下拉可配置。	OK
17	5.4.4	MCU： Ø 要求 flash≥4M， RAM≥200K，核心数≥2，主频≥150MHz。 Ø 多核芯片按照功能安全不同 ASIL 等级功能分配，独立供电；	OK
18	5.4.4	高压采样： Ø 要求具备 6 路高压采样通道； Ø 要求所有高压采样通道采样范围 0~600V； Ø 要求所有高压采样通道精度小于等于±1%FS； Ø 要求所有高压采样通道采样周期小于等于 10ms； Ø 要求具备高压采样通道具备采样失效诊断功能； Ø 要求高压采样电路与控制器其他低压电路之间的隔离设计满足动力电池总成的绝缘要求。	OK
19	5.4.4	电流采样： Ø 要求具备 2 路电流采样通道， 支持霍尔电流传感器； Ø 要求霍尔电流采样误差满足±2% @ I＜-50A， I＞50A，±1A @-50A＜I＜50A，且最大误差不超过±5A； Ø 要求电流采样周期小于等于 1ms。	OK	支持模拟或数字霍尔
20	5.4.4	绝缘电阻采样： Ø 要求具备绝缘电阻采样功能； Ø 要求能够采集电池包正极对车身地、电池包负极对车身地绝缘电阻； Ø 要求绝缘电阻采样范围 0~10MOhm； Ø 要求 0~100KOhm 范围内，绝缘电阻采样误差≤10kOhm； Ø 要求 100KOhm~10MOhm 范围内，绝缘电阻采样误差≤±15%； Ø 要求具备绝缘电阻采样电路失效诊断功能。	OK
21	5.4.4	进出口温度采集： Ø 要求具备 2 路（进口出口各一路） 冷却系统进出口温度检测功能； Ø 要求温度采集范围-40~125℃； Ø 要求温度采集误差小于等于±2℃； Ø 要求模拟量采样误差小于±1%； Ø 要求模拟量采样分辨率不低于 12bit。	OK
22	5.4.4	低压辅助电源采集： Ø 要求具备低压辅助电源（A+） 检测， 电路设计符合 GB/T 20234.3-2015《电动汽 车传导充电通用连接装置第 2 部分：直流充电接口》中要求。	OK
23	5.4.4	电芯电压采集： Ø 要求电芯电压采样通道采样范围 0~5V（0~5V 为大致范围，具体范围需要参考芯 片手册）； Ø 要求电芯电压采样误差小于等于±5mV（具体值也可参考芯片手册）； Ø 要求电芯电压采样分辨率小于等于 0.1mV； Ø 要求每节电芯电压采样电流小于 5mA； Ø 要求每节电芯电压采样通道都具备断线、 过压、 欠压等诊断功能。	OK
24	5.4.4	电池温度采集： Ø 要求电池温度采集范围-40~125℃； Ø 要求电池温度-20℃～60℃， 采集误差小于等于±2℃； Ø 要求电池温度-40℃～-20℃、 60℃～125℃， 采集误差小于等于±3℃。	OK
25	5.4.4	电芯均衡： Ø 要求 BMS 从板每一路电芯电压采集通道都配置相应的被动均衡电路； Ø 要求每一路电芯均衡电流能够大于等于 100mA； Ø 要求每一路电芯均衡可以单独控制开启和关断； Ø 要求电芯均衡电路具备短路和开路诊断功能； Ø 要求每个 BMS 从板具备至少 1 路温度采样通道，对均衡电阻集中的位置进行温度采集。	OK	推荐一体机方案
26	5.4.4	其他要求： Ø 要求具备软件复位时接触器状态保持功能； Ø 要求具备单片机内部和外部电压基准源采样功能； Ø 子板空余采样通道要求具备解决方案。	OK

1. 1.   BMS软件要求对标

本章节针对软件功能要求的需求对标，确认满足需求的case标注为OK，对于需要澄清或不满足的需求case，标注为TBD，并添加相应说明。

序号	对应章节	相应需求	对标OK/TBD	说明
1	5.5.1	总体要求： 开发符合 AUTOSAR 标准的基础软件，提供所有配置文件包、 配置工程、配置说明、 开源代码、 底层软件说明书及其他相关资料， 详细需求按技术协议规定	OK	ETAS全套Autosar解决方案应用
2	5.5.2	开发工具链（合同期内由被委托方提供）： 由被委托方提供一套开发工具（编译器、调试器） 、 基础软件的配置及开发工具和 相关 license 给委托方借用。 建议使用工具：编译器名称 Greenhill，调试器设备名称： Greenhill，建议支持 DAP 接口调试和 AGBT 接口调试。	OK	支持
3	5.5.3	集成开发环境： 提供基于 Windows 的编译集成环境（集成好 BSW 的编译工程），编译环境应包括 如下内容： Ø 编辑界面、工程文件管理； Ø 链接文件、编译选项； Ø 基础软件。	OK	支持
4	5.5.4	操作系统要求： Ø 提供 OS 任务列表，包括任务优先级、任务抢占属性、任务堆栈大小、任务 CSA个数、触发形式； Ø 提供必要的任务； Ø 监控系统负载； Ø 能检测到系统错误，提供 OS 运行错误回调函数，通过接口传递的错误码， FAW可以知道 OS 运行错误原因； Ø 在开发应用软件过程中，上述任务需求列表可能会有变更（增加或减少任务），若出现变更， 被委托方需按照委托方需求，提供变更后的任务接口。	OK	支持
5	5.5.5	EcuAL 驱动要求 Ø 提供控制 ECU 高边、低边驱动的接口； Ø 提供读取 ECU 模拟量、开关量的接口； Ø 提供 PWM 驱动及频率量输入接口； Ø 提供高精度 AD 采样芯片接口； Ø 提供绝缘检测接口； Ø 提供传感器接口； Ø 提供对高边驱动、低边驱动的电气诊断接口，要求输出的细分诊断类型（比如对 电源短路、对地短路、断路和温度过高等） ； Ø 提供子网采样、均衡、诊断等接口； Ø 提供读取 MCU 负载率接口； Ø BCU、传感器、继电器供电检测接口； Ø 实时时钟接口。	OK
6	5.5.6.1	存储器空间分配： 提供内存空间分配表。	OK
7	5.5.6.2	Protect RAM 需求： Protect RAM 是 RAM 空间中一块特殊的 RAM 区域，它由基础软件实现。在 ECU 上电情况下，位于 Protect RAM 中的数据在 ECU 复位前后保持不变。	OK
8	5.5.6.3	EEPROM 读写管理： Ø 内部模拟 EEPROM 需具备掉电写失败及数据校验失败恢复上一次记录的功能； Ø 外部 EEPROM 接口应具备双重备份功能； Ø EEPROM 空间及接口形式需满足 FAW 使用需求。	OK
9	5.5.7	标定组件需求： Ø 标定软件满足国际标准的 XCP 协议； Ø 与 XCP 协议实现相关的 CAN 驱动； Ø 标定模块能够保证与 CANape 标定工具进行通讯，完成测量、标定、数据下载等功能，并提供对应上位机工程,支持 CANape8.0 及以上版本； Ø 满足应用需要的多种标定、观测、数据下载需求； Ø 提供标定在线下载和掉电下载功能。在线下载：将标定区 Flash 地址和内容保存为 hex 文件，通过 ape 自带下载功能下载到 Flash 中。 掉电下载：置一个变量后，下电时底软检测到此变量置 1，自动在下电流程中将标定区所有标定量下载到Flash 中去。	OK
10	5.5.8	BootLoader 需求： Ø 根据委托方提供的下载规范实现 BootLoader； Ø 满足应用程序与 BootLoader 相关的诊断需求； Ø 提供基于 ape 的刷写上位机工程， 支持 CANape8.0 及以上版本。在无法由应用正 常跳转到 BootLoader 时，需提供方法进入 BootLoader。	OK	目前上位机用PCAN或ZLG CAN涮写，可调整
11	5.5.9	通讯诊断需求： 按照委托方实际输入的 DBC、 CDD 文件配置 AUTOSAR 标准模块 CAN Driver、 CANIF、 CANTP、 CANNM、 CANSM、 COM、 COMM、 PDUR、 DCM、 DEM、 FIM。 其中，通讯及诊断部分的实现需要结合平台项目的实际通讯及诊断规范来实现。	OK	CAN Diva，ETAS全套Autosar解决方案
12	5.5.10	电池采样需求： Ø 提供电池单体电压和温度采样结果接口； Ø 提供电池单体均衡接口； Ø 提供采样芯片及相关电路诊断接口，包括但不限于：电压温度采样线故障诊断、 均衡状态接口、均衡回路检测故障、单体电压检测故障、温度检测故障、通信故 障、 PCB 温度及 PCB 过温故障、参考电压故障。	OK