《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)用故障注入測(cè)試規(guī)范》編制說(shuō) 明

《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)用故障注入測(cè)試規(guī)范》編制說(shuō)

明

一、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

《電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)用故障注入測(cè)試規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)汽車工程學(xué)

會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)，任務(wù)號(hào)為2020-55。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)測(cè)試技術(shù)分會(huì)提出，

中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、比亞迪汽車有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公

司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、華為技術(shù)有限公司、上海蔚來(lái)汽車有限公司、蜂

巢能源科技股份有限公司、威睿電動(dòng)汽車技術(shù)（寧波）有限公司、吉利汽車研究院

（寧波）有限公司、華霆（合肥）動(dòng)力技術(shù)有限公司、中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限

公司、萬(wàn)向一二三股份公司、天津市捷威動(dòng)力工業(yè)有限公司、嵐圖汽車科技有限公

司、東軟睿馳汽車技術(shù)有限公司、一汽-大眾汽車有限公司、孚能科技（贛州）股份

有限公司、北京新能源汽車股份有限公司、美的集團(tuán)中央研究院、華晨寶馬汽車有

限公司、北汽福田汽車股份有限公司、榮盛盟固利新能源科技股份有限公司、天津

力神電池股份有限公司等單位起草。

1.2編制背景與目標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)編制背景，當(dāng)前國(guó)內(nèi)新能源電動(dòng)車的保有量超過(guò)600萬(wàn)輛，占汽車總量超

過(guò)2%，而同時(shí)新能源電動(dòng)車的安全問(wèn)題日益突顯，電池管理系統(tǒng)的可靠性是新能源

電動(dòng)車的重要安全指標(biāo)，同時(shí)也關(guān)系到新能源整車三電集成技術(shù)的健康發(fā)展。縱觀

國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展技術(shù)路線，針對(duì)整車電池管理系統(tǒng)安全的相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不完善，

具體測(cè)試項(xiàng)目無(wú)法滿足行業(yè)測(cè)試需求，僅有的ISO26262汽車電子功能安全標(biāo)準(zhǔn)，

卻又無(wú)法對(duì)汽車電池管理系統(tǒng)的安全性和可靠性給出明確的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)手段。

因此，對(duì)電池管理系統(tǒng)的安全性測(cè)試方法的研究，是契合當(dāng)前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展、

動(dòng)力電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證亟需安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展階段要求的。

本標(biāo)準(zhǔn)編制目標(biāo)是形成一套與汽車電子功能安全標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的電池管理系統(tǒng)故

障注入測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，包含具體的測(cè)試方法、評(píng)價(jià)方法等，提出以故障注入方式為主要

測(cè)試手段，依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，形成對(duì)電池管理系統(tǒng)的安全性和魯棒性測(cè)試評(píng)價(jià)體系，讓

企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)階段有可依據(jù)、可參考、可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3主要工作過(guò)程

1

于2020年3月開始學(xué)習(xí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，梳理相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；2020年4月到

2020年5月進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)操作工作，確定具體實(shí)施方法和測(cè)試項(xiàng)目；2020年5

月至2020年7月進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究工作，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范草案初稿進(jìn)行行業(yè)內(nèi)討論；

2020年8月至10月進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的內(nèi)容修改與完善，進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)操作工作，

形成測(cè)試用例；2020年11月申請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行立項(xiàng)答辯工作，順利完成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

立項(xiàng)工作；2021年1月份至11月份對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了申報(bào)、修改及討論；預(yù)計(jì)2021年

12月底完成標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿的意見征集工作；預(yù)計(jì)2022年2月底完成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

的公布工作。

2020年11月10日，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)在北京組織專家對(duì)中國(guó)汽車技術(shù)研究中

心有限公司牽頭申請(qǐng)的《電動(dòng)汽車用管理系統(tǒng)故障注入測(cè)試規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)行了

立項(xiàng)審查，專家組聽取了標(biāo)準(zhǔn)起草組的項(xiàng)目立項(xiàng)論證報(bào)告，并進(jìn)行了質(zhì)詢與討論。

會(huì)議上由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)來(lái)源、技術(shù)內(nèi)容、編制說(shuō)

明等進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并宣布成立標(biāo)準(zhǔn)起草組，同時(shí)提交了標(biāo)準(zhǔn)初稿，立項(xiàng)審查專

家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行逐項(xiàng)討論，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研究方向和內(nèi)容給予肯定。

受疫情影響，2021年4月，召開起草組大會(huì)和核心起草組會(huì)議，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定

啟動(dòng)會(huì)主要內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定計(jì)劃、工作與安排、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的內(nèi)容要求等方

面，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定內(nèi)容進(jìn)行分組，確定每組重點(diǎn)負(fù)責(zé)企業(yè)和人員，定期開展會(huì)

議進(jìn)行討論。

受疫情影響，2021年5月-2021年10月，每月至少召開一次標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范線上討論

會(huì)，主要圍繞電池管理系統(tǒng)故障注入測(cè)試的故障分級(jí)、測(cè)試項(xiàng)內(nèi)容、評(píng)判條件等展

開激烈討論。

同時(shí)，在2021年5月-2021年10月期間，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)和預(yù)研測(cè)試項(xiàng)，開

展測(cè)試驗(yàn)證工作，與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)合作完成15款電池管理系統(tǒng)的故障注入測(cè)試驗(yàn)證，

形成有力的測(cè)試數(shù)據(jù)支撐標(biāo)準(zhǔn)研制工作。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容

2.1標(biāo)準(zhǔn)制定原則

在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外電池管理系統(tǒng)安全性測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)對(duì)比相關(guān)試驗(yàn)方法

的基礎(chǔ)上，參考了GB/T19596-2017《電動(dòng)汽車術(shù)語(yǔ)》、GB/T27930-2015《電動(dòng)汽

車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》、GB/T28046.1-2011《道

2

路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第1部分：一般規(guī)定》、GB/T

28046.2-2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第2部分：電氣負(fù)荷

》、GB/T28046.3-2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第3部分：

機(jī)械負(fù)荷》、GB/T28046.4-2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第

4部分：氣候負(fù)荷》、GB/T34590（所有部分）《道路車輛功能安全》、GB/T

34657.2-2017《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電互操作性測(cè)試規(guī)范第2部分車輛》、GB/T

34658-2017《電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一致性

測(cè)試》、GB38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》、GB/T38661-2020《電

動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》、GB/T39086-2020《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)功

能安全要求及試驗(yàn)方法》、QC/T897-2011《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》。

本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池管理系統(tǒng)的故障條件和失效模式進(jìn)行較詳細(xì)的定義，對(duì)故障的模擬方

法，故障注入和測(cè)試工況的設(shè)置方法和判定要求，做了較詳細(xì)的規(guī)定。

2.1.1通用性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的電池管理系統(tǒng)故障注入測(cè)試方法，適用于電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力

蓄電池和鎳氫蓄電池的管理系統(tǒng)，其他類型動(dòng)力蓄電池的管理系統(tǒng)及其他類型車輛

的動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。不僅適用于乘用車電池管理系統(tǒng)，同時(shí)也適用

于商用車電池管理系統(tǒng)，通用性高。

2.1.2指導(dǎo)性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法能為電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和出廠檢測(cè)提供指導(dǎo)作用。目前使

用的GB/T38661-2020《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池管理系統(tǒng)

的安全性測(cè)試要求太少，GB/T39086-2020《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求

及試驗(yàn)方法》缺乏具體的測(cè)試項(xiàng)目與測(cè)試方法，而本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法可以用于對(duì)電

池管理系統(tǒng)較多發(fā)生、常規(guī)故障的故障診斷測(cè)試、功能安全測(cè)試。

2.1.3協(xié)調(diào)性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法與目前使用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的方法協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互不交叉。僅作

為一種更實(shí)用、更具體、更有效的方法對(duì)目前使用的方法進(jìn)行補(bǔ)充。

2.1.4兼容性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的電池管理系統(tǒng)故障注入測(cè)試方法充分考慮了新能源行業(yè)對(duì)電池管

理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、接口、功能與軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)的現(xiàn)狀，具有普遍適用性。

2.2標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

3

本標(biāo)準(zhǔn)共分為7章，規(guī)定了電動(dòng)汽車電池管理用系統(tǒng)故障注入測(cè)試方法和要求。

內(nèi)容包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)和符號(hào)、技術(shù)要求、測(cè)試方

法及檢驗(yàn)規(guī)則。

2.3關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題說(shuō)明

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)用故障注入試驗(yàn)方法，其中包括單體電壓

故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系統(tǒng)溫度故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系統(tǒng)電壓故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系

統(tǒng)電流故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系統(tǒng)通信故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系統(tǒng)充電故障注入測(cè)試項(xiàng)

目、系統(tǒng)功能故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系統(tǒng)高壓電氣故障注入測(cè)試項(xiàng)目、系統(tǒng)低壓電氣

故障注入測(cè)試項(xiàng)目的試驗(yàn)辦法及測(cè)試判定條件。

設(shè)置測(cè)試環(huán)境，在測(cè)試臺(tái)架上設(shè)定初始化條件、測(cè)試工況、故障條件等，然后

運(yùn)行測(cè)試臺(tái)架，測(cè)量并記錄測(cè)試項(xiàng)目要求的參數(shù)、變量，測(cè)試結(jié)果用于判定是否滿

足要求。

2.4標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

測(cè)試過(guò)程中，提供電池管理系統(tǒng)相關(guān)的電池單體電壓值、電池系統(tǒng)總電壓值、

電池系統(tǒng)溫度值、電流信號(hào)、整車通信信號(hào)、電源信號(hào)、喚醒信號(hào)、高壓環(huán)路互鎖

信號(hào)、碰撞信號(hào)，其他信號(hào)還包括交直流充電檢測(cè)信號(hào)、繼電器控制信號(hào)、絕緣檢

測(cè)信號(hào)、熱管理控制信號(hào)及其功能信號(hào)，測(cè)試設(shè)備包括但不局限于硬件在環(huán)測(cè)試系

統(tǒng)、電池模擬裝置、充放電設(shè)備、環(huán)境溫箱、水冷設(shè)備等所需設(shè)備以進(jìn)行電池系統(tǒng)

測(cè)試環(huán)境或?qū)嵻嚋y(cè)試環(huán)境。

通過(guò)上位機(jī)軟件控制測(cè)試設(shè)備或測(cè)試臺(tái)架的電氣連接狀態(tài)以及參數(shù)變化，實(shí)現(xiàn)

故障模擬和故障注入測(cè)試，測(cè)量電池管理系統(tǒng)的輸出狀態(tài)和電壓值、電流值、溫度

值等，分析電池管理系統(tǒng)是否進(jìn)入設(shè)計(jì)的故障響應(yīng)狀態(tài)。測(cè)試項(xiàng)目包含不同測(cè)試類

型，故障設(shè)置方法，一般包括：通過(guò)測(cè)試臺(tái)架直接設(shè)置線路通斷、模型參數(shù)異常、

短路及與場(chǎng)景相關(guān)的樣品或電池參數(shù)異變。通過(guò)示波器、數(shù)據(jù)記錄儀、報(bào)文記錄儀，

從模擬故障到實(shí)施測(cè)試得到測(cè)試結(jié)果，一般在5分鐘內(nèi)便可完成一條測(cè)試用例。

2.5標(biāo)準(zhǔn)工作基礎(chǔ)

編寫組主要起草單位中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司具備完整的電池管理系統(tǒng)

產(chǎn)品檢測(cè)能力。其中就包括該項(xiàng)目中涉及的GB/T27930-2015《電動(dòng)汽車非車載傳

導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》、GB/T28046.1-2011《道路車輛電

氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第1部分：一般規(guī)定》、GB/T28046.2-2011《道

4

路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第2部分：電氣負(fù)荷》、GB/T

28046.3-2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第3部分：機(jī)械負(fù)荷》、

GB/T28046.4-2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第4部分：氣候

負(fù)荷》、GB/T34657.2-2017《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電互操作性測(cè)試規(guī)范第2部分車輛》、

GB/T34658-2017《電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一

致性測(cè)試》、GB38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》、GB/T38661-2020

《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》、GB/T39086-2020《電動(dòng)汽車用電池管理系

統(tǒng)功能安全要求及試驗(yàn)方法》、QC/T897-2011《電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》

等標(biāo)準(zhǔn)。自項(xiàng)目開展以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)的安全測(cè)試技術(shù)研究上投

入大量精力，先后完成約20余款樣品的測(cè)試，同時(shí)結(jié)合動(dòng)力電池工作組邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)

知名整車廠和零部件供應(yīng)商約40家企業(yè)、技術(shù)專家近60人，討論完善該標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)

試內(nèi)容。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)測(cè)試與專家討論意見，本標(biāo)準(zhǔn)提出的電池管理系統(tǒng)故障注

入測(cè)試方法對(duì)電池管理系統(tǒng)的安全可靠性測(cè)試、整車動(dòng)力安全性測(cè)試具有借鑒意義，

測(cè)試方法簡(jiǎn)單高效且具有一定的先進(jìn)性、通用性、科學(xué)性和可操作性。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

1）試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)置好初始條件，一次故障注入即可得到系統(tǒng)響應(yīng)；

2）試驗(yàn)時(shí)間短，提高了檢驗(yàn)效率，采用本方法僅需很短的時(shí)間就可以得到樣品

故障響應(yīng)結(jié)果；

3）整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程安全可靠，包括虛擬測(cè)試和真實(shí)測(cè)試，避免裝車后的測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)；

4）本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法要求對(duì)故障模擬條件、故障進(jìn)入條件、故障響應(yīng)時(shí)間、故

障響應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)記錄。

綜上所述，本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法對(duì)于電池管理系統(tǒng)安全性和可靠性檢測(cè)具有良好

的適用性，對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)安全驗(yàn)證具有借鑒意義。

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

無(wú)。

五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況

本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池管理系統(tǒng)安全性測(cè)試驗(yàn)證，可用于樣品下線檢測(cè)

和研發(fā)階段測(cè)試，測(cè)試方法和測(cè)試用例相對(duì)全面，結(jié)合當(dāng)前電池管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，

標(biāo)準(zhǔn)提出的測(cè)試方法簡(jiǎn)單有效，能夠快速定位控制器的可能存在的安全問(wèn)題，避免

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了裝車上路的駕駛