新能源汽車三電系統功能安全技術要點分析

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）06-0021-0：

AnalysisofKey TechnicalPointsforFunctional Safetyofthe Three-electricity SystemsinNewEnergyVehicles

Zhang Zhiguo

（NIO Automotive Technology（Anhui）Co.，Ltd.，Hefei 230031，China）

【Abstract】With the development of new energy vehiclesand the implementation of thenational standard GB/T 34590—2024，this article focuses on the functional safetyof the three-electricity systemand uses HAZOP and FMEA to clarifythefailuremodesandASILsafetyobjectives.Intermsofhardware，thebatteryadoptshigh-precisionsensorsand multi-layer protection.The motorand electroniccontrol implementredundancyof keycomponentsandadopta \"dual power supply + dual communication+dual controller\"architecture.At the software level，security is guaranteed by state machines，fusionalgorithmsand multi-level circuit breakers.Taking a certain pure electriccommercial vehicleasan example，practical verification shows thatthe sensor redundancy design can significantlyreduce the failurerate from1.2× 10^-4/h to 3.5×10^-7/h ，meeting the ASIL-B safety level standard.

【Key words】new energy vehicles；three-electricity system；battery protection；hardware security；sensor redundancy

0 引言

2024年在政策、技術與環保意識驅動下，全球新能源汽車市場蓬勃發展。為應對安全挑戰，GB/T34590—2024國標全面實施，該標準契合新能源汽車三電系統特性，對其全生命周期提出嚴苛要求。三電系統功能安全關乎車輛運行與乘員安全，剖析其技術要點，順應產業規范趨勢，也為解決工程問題提供理論支撐。

1電池系統功能安全分析

1.1功能安全需求與危害分析

電池系統功能安全致力于防控過充、過放、過熱及短路等極端工況風險。運用危險與可操作性分析（Hazardand OperabilityStudy，HAZOP），系統性剖析電池管理系統BMS在信號采集、邏輯控制與能量調度中的潛在偏差，精準識別電壓/電流超限、溫度異常、絕緣失效等危害事件；借助失效模式與影響分析（FailureModeandEffectsAnalysis，FMEA），量化評估電池單體、模組及傳感器等部件的失效模式，如單體過充引發析鋰短路、傳感器失效導致保護延遲，通過ASIL-B/C/D風險等級劃分明確安全目標。

1.2 硬件設計關鍵技術

電池管理系統BMS硬件架構構建多層防護體系。高精度傳感器確保電壓采集誤差 ?±5mV 、溫度分辨率 ?±0.5^°C ，搭配24位ADC實現電芯狀態精準監測；磁耦合或光耦隔離技術將信號傳輸共模抑制比提升至100dB以上，隔絕電磁干擾；冗余DC-DC轉換器與超級電容備份電源，保障主電源失效時30s安全停機。

1.3軟件策略與安全機制

電池系統軟件通過狀態機管理，劃分為正常運行、預警、故障、安全停機4級狀態。基于安時積分與卡爾曼濾波融合算法，實現電池荷電狀態SOC與健康狀態SOH的精準估算。……