在新能源技術(shù)推動下，電動化越野車型不斷涌現(xiàn)，成為市場新寵。2024年11月28日，在第五屆汽車電驅(qū)動及關(guān)鍵技術(shù)大會上，東風(fēng)猛士汽車科技電驅(qū)動專家張蕾指出，電驅(qū)動控制系統(tǒng)作為新能源技術(shù)的核心，其可靠性和安全性是行業(yè)發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)。因此，進(jìn)行功能安全設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

張蕾詳細(xì)闡述了電驅(qū)動控制系統(tǒng)功能安全開發(fā)的內(nèi)容。她提到，功能安全開發(fā)包括相關(guān)項(xiàng)定義、危害分析、安全目標(biāo)設(shè)定、功能安全要求、功能安全驗(yàn)證以及功能安全確認(rèn)六個(gè)部分。張蕾還介紹了電驅(qū)動控制系統(tǒng)的主要功能，基于這些功能所制定出系統(tǒng)安全目標(biāo)。她以扭矩控制失效為例，展示了技術(shù)安全要求分析的過程。

張蕾表示，功能安全的測試驗(yàn)證包括功能安全分析技術(shù)、用戶場景轉(zhuǎn)換技術(shù)、功能安全故障分析技術(shù)以及柔性測試平臺構(gòu)建技術(shù)等四個(gè)方面。通過HiL測試和多域融合的整車測試，可以驗(yàn)證功能安全目標(biāo)是否達(dá)成。她還展示了電驅(qū)動控制系統(tǒng)在整車功能安全測試中的實(shí)際應(yīng)用案例，進(jìn)一步證明了功能安全設(shè)計(jì)的重要性和有效性。

張蕾 | 東風(fēng)猛士汽車科技電驅(qū)動專家

以下為演講內(nèi)容整理：

新賽道的電動化

近年來，隨著消費(fèi)者對越野車型需求的持續(xù)上升，全球越野汽車市場迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。2022年-2024年，市場上新增的越野車型達(dá)到了19款。截至2024年第三季度市場上與越野相關(guān)的車型總數(shù)已經(jīng)達(dá)到了33款，中國的自主品牌展現(xiàn)出了尤為顯著的發(fā)展勢，在這33款車型中，有27款均源自中國的自主品牌。

新能源技術(shù)正在加速賦能越野領(lǐng)域，隨著新能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，新能源技術(shù)正加速替代越野領(lǐng)域傳統(tǒng)的機(jī)械四驅(qū)系統(tǒng)和低速高扭矩大排量發(fā)動機(jī)方案。

圖源：演講嘉賓素材

新賽道下的電動化趨勢下，可以明顯看到傳統(tǒng)的中央式驅(qū)動系統(tǒng)正逐步向混動中央式和增程分布式系統(tǒng)演變。在電動化發(fā)展的新路徑上，我們的電驅(qū)動控制系統(tǒng)正朝著提升動力性能與經(jīng)濟(jì)性能的方向不斷優(yōu)化。

在汽車技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，安全性始終是行業(yè)非常關(guān)注的課題。作為新能源技術(shù)的核心組成部分，電驅(qū)動控制系統(tǒng)承擔(dān)著電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵角色，其可靠性和安全性更是成為了整個(gè)行業(yè)發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)。功能安全的開發(fā)與電驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)一樣，也遵循著從需求到產(chǎn)品的正向開發(fā)流程，這一流程伴隨著系統(tǒng)開發(fā)與整車開發(fā)的全生命周期。電驅(qū)動系統(tǒng)功能安全概念及實(shí)現(xiàn)

道路車輛功能安全ISO 26262-1:2018、國標(biāo)GB 34590-2017對功能安全都提出了明確的管理及開發(fā)的要求，，功能安全開發(fā)在流程上主要劃分為以下六個(gè)關(guān)鍵階段：相關(guān)項(xiàng)定義、危害分析、安全目標(biāo)、功能安全要求、功能安全驗(yàn)證，以及功能嚴(yán)重性的確認(rèn)。在電驅(qū)動控制系統(tǒng)的功能安全開發(fā)實(shí)踐中，我們嚴(yán)格遵循這一流程，逐步且系統(tǒng)地開展電驅(qū)動控制系統(tǒng)的功能安全開發(fā)、驗(yàn)證及測試確認(rèn)工作。

圖源：演講嘉賓素材

基于電驅(qū)動控制系統(tǒng)的功能特性、應(yīng)用場景以及危害分析的深入研究，我們可以明確電驅(qū)動控制系統(tǒng)的系統(tǒng)安全目標(biāo)，這些目標(biāo)主要聚焦于扭矩管理和高壓管理兩大方面的功能安全。在完成功能安全目標(biāo)的設(shè)定后，我們進(jìn)一步對電驅(qū)動控制系統(tǒng)的功能安全提出具體要求。考慮到其子系統(tǒng)中TCU與MCU所承擔(dān)的功能存在差異，我們分別針對TCU和MCU制定了相應(yīng)的系統(tǒng)安全要求，并為每一項(xiàng)安全要求設(shè)定了ASIL等級.在確立了系統(tǒng)功能安全要求之后，關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)這些安全要求的落地實(shí)施。

以扭矩控制失效情況下，基于對電驅(qū)動控制系統(tǒng)安全架構(gòu)的分析，以及對安全狀態(tài)條件、安全機(jī)制和安全狀態(tài)的深入剖析，我們得出扭矩控制失效情況下需制定的安全機(jī)制包括兩項(xiàng)：一是主動短路或關(guān)閉IGBT，或零扭矩控制；二是報(bào)故障。

同理其他失效模式分析，我們會把這些技術(shù)安全要求相應(yīng)分配到軟件或硬件架構(gòu)上，分別由硬件或軟件實(shí)現(xiàn)這些安全技術(shù)的要求。

電驅(qū)動控制系統(tǒng)功能安全測試驗(yàn)證

在完成系統(tǒng)功能安全的實(shí)施后，驗(yàn)證功能安全目標(biāo)是否得以實(shí)現(xiàn)成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。功能安全測試的核心技術(shù)涵蓋以下四個(gè)方面。功能安全分析技術(shù)，用戶場景轉(zhuǎn)換技術(shù)功能安全故障分析技術(shù)和柔性測試平臺構(gòu)建技術(shù)電驅(qū)動控制系統(tǒng)功能安全的系統(tǒng)測試和驗(yàn)證是我們基于功能安全四個(gè)方面的關(guān)鍵測試技術(shù)來展開的。

圖源：演講嘉賓素材

首先，我們會對電驅(qū)動控制系統(tǒng)的單體及級聯(lián)進(jìn)行HiL測試，通過故障注入的方式，對系統(tǒng)的安全響應(yīng)及狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證。通過對應(yīng)于技術(shù)安全要求的測試用例逐一驗(yàn)證安全響應(yīng)及狀態(tài)是否達(dá)到預(yù)期的安全要求。。

電驅(qū)動控制系統(tǒng)并非孤立地存在于整車之中，而是與其他多個(gè)域?qū)崿F(xiàn)了多域融合。因此，在完成針對電驅(qū)動控制系統(tǒng)的HiL測試之后，我們還需進(jìn)一步對多域融合的功能安全進(jìn)行整車級別的測試。主要包括驅(qū)動安全響應(yīng)、高壓安全以及橫向穩(wěn)定性等方面的測試。這些測試旨在將電驅(qū)動控制系統(tǒng)在整車運(yùn)行過程中所承擔(dān)的功能與其他車載系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合整車測試。

隨著整車各系統(tǒng)功能安全開發(fā)實(shí)踐的深入，我們已不僅僅局限于電驅(qū)動控制系統(tǒng)，而是針對整車所有控制系統(tǒng)，總結(jié)出了功能安全開發(fā)的全景圖。這一全景圖基于各系統(tǒng)功能、整車開發(fā)流程以及ISO26262標(biāo)準(zhǔn)，提煉出了功能安全開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化V流程（下圖煩請刪除）。通過V流程，我們確保了功能安全開發(fā)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能得到細(xì)致分解與有效落實(shí)，同時(shí)借助全面的測試手段，驗(yàn)證了功能安全目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況。這一過程不僅保障了整車功能安全目標(biāo)的順利達(dá)成，也確保了整車能夠符合最初設(shè)定的功能安全要求。