《電動汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求及試驗方法》編制說明

推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求及試驗

方法》

1工作簡況

1.1.任務(wù)來源

新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時所帶來的諸如電動汽車冒煙、起火、

爆炸等安全事故和隱患，除了電池本身設(shè)計與制造方面的缺陷，更大程度

上與作為電動汽車動力電池系統(tǒng)的“大腦”同時也是三大核心技術(shù)之一的

電池管理系統(tǒng)（BMS）密切相關(guān)。電池管理系統(tǒng)（BMS）發(fā)生故障、功能失

效將會引起電池發(fā)生過充、過放、過流、過溫的風(fēng)險，進而使電池內(nèi)部出

現(xiàn)放熱連鎖反應(yīng)，引起電池溫升速率急劇變化的過熱現(xiàn)象，即熱失控，導(dǎo)

致電動汽車的自燃或爆炸，對車內(nèi)外人員造成傷害，屬于電控系統(tǒng)功能安

全領(lǐng)域范疇，應(yīng)遵循GB/T34590《道路車輛功能安全》給出的方法，制

定相應(yīng)的安全措施以避免危害的發(fā)生。

2015年7月，工信部下達《關(guān)于汽車安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)》，明確強調(diào)

以功能安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)為重點，完善我國汽車安全標(biāo)準(zhǔn)體系。

2016年1月，工信部進一步提出要求，就新能源汽車電池管理系統(tǒng)、

充電系統(tǒng)安全隱患與功能安全技術(shù)的關(guān)系、預(yù)防處理措施開展研究。制定

新能源汽車電控系統(tǒng)功能安全技術(shù)開發(fā)、測試評價標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2016年1月，工信部下達了《整車及關(guān)鍵電控系統(tǒng)功能安全ASIL等

級及測試評價規(guī)范研究》（工裝函[2016]190號文）的任務(wù)，由中國汽車

技術(shù)研究中心牽頭，組織行業(yè)開展基于我國道路交通狀況、場景、駕駛習(xí)

慣等因素的關(guān)鍵電控統(tǒng)S/E/C參數(shù)、ASIL等級以及功能安全測試評價規(guī)

范的研究工作，研究范圍涵蓋轉(zhuǎn)向、制動、新能源三電、ADAS系統(tǒng)及自

動駕駛系統(tǒng)等。

2016年8月，質(zhì)檢總局、國標(biāo)委、工信部印發(fā)《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

和質(zhì)量提升規(guī)劃》，提出在節(jié)能與新能源汽車領(lǐng)域，加快構(gòu)建包括整車及

關(guān)鍵系統(tǒng)部件功能安全和信息安全在內(nèi)的汽車安全標(biāo)準(zhǔn)體系。

2017年7月14日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了GB/T《電動汽車用

電池管理系統(tǒng)功能安全要求》標(biāo)準(zhǔn)制定計劃（國標(biāo)委綜合（2017）77號），

計劃編號為20171041-T-339，主要起草單位包括中國汽車技術(shù)研究中心

有限公司等。

1.2.主要工作過程

全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會汽車電子與電磁兼容分技術(shù)委員會于

2016年12月啟動推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要

求及試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)研究工作，組織新能源整車、動力電池、電池管理系

統(tǒng)20余家企業(yè)成立標(biāo)準(zhǔn)起草組并開展標(biāo)準(zhǔn)研究工作，主要工作過程如下：

2016年12月1日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在天津召開第一次工作會議，介紹

了標(biāo)準(zhǔn)立項背景，并討論了標(biāo)準(zhǔn)制定思路。會議強調(diào)本標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)限制

BMS功能安全實現(xiàn)的具體技術(shù)路線，不定義BMS的具體構(gòu)成要素，僅強

調(diào)BMS應(yīng)具備的功能。

2017年2月21日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在上海召開第二次工作會議，起草

組在調(diào)研目前國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，完成了《電動

汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求及試驗方法》草案框架的初稿。

2017年4月6日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在南京召開第三次工作會議，重點

討論了BMS相關(guān)項定義部分內(nèi)容，完善了已知的失效行為和危害，羅

列出了典型危害，為后續(xù)的危害分析和風(fēng)險評估打下基礎(chǔ)。

2017年5月23-24日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在南京召開第四次工作會議，

確定以BMS的放電、充電功能進行分析，正文描述相關(guān)項BMS定義，

列舉出BMS典型的危害，對應(yīng)的ASIL和安全目標(biāo)、安全狀態(tài)、安全要

求、測試方法。附錄給出HARA過程、放電和充電的功能安全驗證和測

試方法示例。

2017年6月27-28日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在天津召開第五次工作會議，

對草案框架進行了完善，會后將草案框架發(fā)送至工作組征求反饋意見。

2017年7月26-27日，道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)研究制定工作組第

十次會議在西寧召開，來自54家單位的87位代表出席了會議。會議

討論了草案框架及反饋意見，各企業(yè)對于相關(guān)項的范圍有兩種觀點，

即以電池管理系統(tǒng)（BMS）或動力蓄電池系統(tǒng)為相關(guān)項進行分析。會議

同意將基于以下思路完善框架：起草組各企業(yè)從整車層面的功能出發(fā)

分別提案兩種分析思路的功能描述、相關(guān)項定義、危害分析和風(fēng)險評

估，以便后續(xù)確定相關(guān)項的范圍。由于考慮到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容需要增加針對

安全目標(biāo)的驗證和確認(rèn)要求，標(biāo)準(zhǔn)名稱由“電動汽車用電池管理系統(tǒng)功

能安全要求”改為“電動汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求及試驗方法”。

2017年11月21日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在天津召開第六次工作會議，上

述兩種思路的企業(yè)代表介紹了分析思路和理由，會議結(jié)論如下：關(guān)于

相關(guān)項定義的范圍、功能概念仍有不同意見，兩種思路導(dǎo)出的安全目

標(biāo)和安全要求基本相同，要求本次會后各家反饋相關(guān)項定義描述、功

能概念、安全目標(biāo)（包括ASIL等級、安全狀態(tài)和FTTI）、功能安全要

求、測試方法。

2017年12月20-21日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在天津召開第七次工作會議，

本次會議主要討論了防止過充、防止過放、防止過流、防止過溫四個

安全目標(biāo)。

2018年5月9-10日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在寧德召開第八次工作會議，起

草組專家分享了電芯的熱失控機理，通過本次會議，起草組對標(biāo)準(zhǔn)范

圍、安全目標(biāo)（包括ASIL等級、FTTI）基本達成一致。

2018年7月3日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在銀川召開第九次工作會議，起草

組代表匯總整理并介紹了以電池管理系統(tǒng)（BMS）和動力蓄電池系統(tǒng)為

相關(guān)項，進行功能概念→HAZOP分析→HARA分析→ASIL等級→安全目

標(biāo)的導(dǎo)出過程。該導(dǎo)出過程在標(biāo)準(zhǔn)中將以附錄的形式體現(xiàn)。

2018年7月4-5日，道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)研究制定工作組第十

一次會議在銀川召開，來自57家單位的101位代表出席了會議。初步

的起草組草案框架并發(fā)送工作組征集反饋意見。對于標(biāo)準(zhǔn)制定思路，

起草組經(jīng)多次起草組會議討論形成一致意見如下：分別以電池管理系

統(tǒng)（BMS）和動力蓄電池系統(tǒng)為相關(guān)項，開展整車層面功能的危害識別、

典型場景的風(fēng)險評估，得出對應(yīng)的ASIL等級、安全目標(biāo)、功能安全要

求（FSR），最終，針對安全目標(biāo)進行驗證和確認(rèn)。兩種思路所得到的

危害事件的ASIL等級和安全目標(biāo)基本一致，即4種典型危害：過充、

過放后再充電、過溫、過流。

2018年11月20-21日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在天津召開第十次工作會議，

對安全目標(biāo)、安全狀態(tài)、FTTI、功能安全要求、驗證和確認(rèn)的分析過

程進行了完善。

2019年1月16-17日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在惠州召開第十一次工作會議，

對起草組進行了完善，并確定增加“附錄C故障容錯時間間隔（FTTI）

確定方法示例”。

2019年4月10-11日，標(biāo)準(zhǔn)起草組在保定召開第十二次工作會議，

會議對驗證和測試相關(guān)內(nèi)容進行了討論，并對草案整體進行了完善，

并要求各起草單位繼續(xù)對目前草案提出反饋意見，并形成工作組草案。

2019年6月26-27日，道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)研究制定工作組第

十二次會議在銀川召開，來自57家單位的101位代表出席了會議。本

次會議起草組專家介紹了該項標(biāo)準(zhǔn)正文和各附錄的編寫思路和內(nèi)容，

并討論了工作組反饋意見84條。標(biāo)準(zhǔn)起草組會后根據(jù)修改意見對工作

組草案進行了修改。

通過上述充分的討論，起草組形成了目前的標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

2標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要技術(shù)內(nèi)容

2.1編制原則

1）標(biāo)準(zhǔn)文本依據(jù)GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

2）本標(biāo)準(zhǔn)不限制技術(shù)路線，不限制產(chǎn)品形態(tài)，基于當(dāng)前技術(shù)水平

Stateofart，合理提出BMS最低的功能安全要求及對應(yīng)的驗證確認(rèn)方法。

2.2主要技術(shù)內(nèi)容說明

2.2.1標(biāo)準(zhǔn)范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動汽車用蓄電池管理系統(tǒng)（以下簡稱電池管理系

統(tǒng)）的功能安全要求及試驗方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于電動乘用車用鋰離子高壓動力蓄電池管理系統(tǒng)，其

它類型車輛的蓄電池管理系統(tǒng)可參照執(zhí)行。

2.2.2功能安全要求

2.2.2.1相關(guān)項定義

應(yīng)按照GB/T34590-2017《道路車輛功能安全》的要求進行相關(guān)

項定義，附錄A和附錄B分別給出了以電池管理系統(tǒng)（BMS）和動力蓄

電池系統(tǒng)為相關(guān)項的功能概念和相關(guān)項邊界和接口示例。

2.2.2.2危害分析和風(fēng)險評估

根據(jù)相關(guān)項的功能概念，按照GB/T34590-2017《道路車輛功能

安全第3部分：概念階段》，基于車輛使用場景，分析識別相關(guān)項中

因故障而引起的危害并對危害進行歸類，定義相應(yīng)的汽車安全完整性

等級(ASIL)，制定防止危害事件發(fā)生或減輕危害程度的安全目標(biāo)，以

避免不合理的風(fēng)險。附錄A和附錄B分別給出了以電池管理系統(tǒng)（BMS）

和動力蓄電池系統(tǒng)為相關(guān)項進行危害分析和風(fēng)險評估的示例。附錄C

給出了故障容錯時間間隔（FTTI）確定方法示例。

通過危害分析和風(fēng)險評估確定的電池管理系統(tǒng)（BMS）安全目標(biāo)，

應(yīng)至少包含表1規(guī)定的四個安全目標(biāo)。

表1安全目標(biāo)

序號安全目標(biāo)ASIL安全狀態(tài)FTTI

1防止電池單體過充導(dǎo)致熱失控。C斷開高壓回路。參見7.1.3

2防止電池單體過放后再充電導(dǎo)致熱失控。C斷開充電回路。參見7.2.3

3防止電池單體過溫導(dǎo)致熱失控。C斷開高壓回路。參見7.3.3

4防止動力蓄電池系統(tǒng)過流導(dǎo)致熱失控。C斷開高壓回路。參見7.4.3

2.2.2.3功能安全要求

針對表1的四個安全目標(biāo)，提出的功能安全要求如下：

1）“防止電池單體過充導(dǎo)致熱失控”，包括一般要求、運行模式、故

障容錯時間間隔（FTTI）、安全狀態(tài)的進入和退出、報警和降級概念；

2）“防止電池單體過放后再充電導(dǎo)致熱失控”，包括一般要求、運行

模式、故障容錯時間間隔（FTTI）、安全狀態(tài)的進入和退出、報警和降級

概念；

3）“防止電池單體過溫導(dǎo)致熱失控”，包括一般要求、運行模式、故

障容錯時間間隔（FTTI）、安全狀態(tài)的進入和退出、報警和降級概念；

4）“防止動力蓄電池系統(tǒng)過流導(dǎo)致熱失控”，包括一般要求、運行模

式、故障容錯時間間隔（FTTI）、安全狀態(tài)的進入和退出、報警和降級概

念。

2.2.3驗證和確認(rèn)

2.2.3.1功能安全驗證

功能安全驗證應(yīng)在電池管理系統(tǒng)層面對功能安全要求與設(shè)計進行驗

證，本標(biāo)準(zhǔn)中主要給出基于測試的功能安全驗證方法，測試可在仿真環(huán)境

或真實環(huán)境下進行。

針對上述功能安全要求，提出了“防止電池單體過充導(dǎo)致熱失控”、

“防止電池單體過放后再充電導(dǎo)致熱失控”、“防止電池單體過溫導(dǎo)致熱失

控”、“防止動力蓄電池系統(tǒng)過流導(dǎo)致熱失控”的驗證測試方法，包括測試

目的、測試對象、測試要求、測試結(jié)束條件、測試通過準(zhǔn)則。

2.2.3.2功能安全確認(rèn)

功能安全確認(rèn)需要在蓄電池或整車層面對功能安全目標(biāo)的實現(xiàn)進

行確認(rèn)，本標(biāo)準(zhǔn)中主要給出基于測試的功能安全確認(rèn)方法。

針對表1的四個安全目標(biāo)，提出了“防止電池單體過充導(dǎo)致熱失控”、

“防止電池單體過放后再充電導(dǎo)致熱失控”、“防止電池單體過溫導(dǎo)致熱失

控”、“防止動力蓄電池系統(tǒng)過流導(dǎo)致熱失控”的確認(rèn)方法，包括目的、確

認(rèn)對象、確認(rèn)要求、確認(rèn)結(jié)束條件、確認(rèn)通過準(zhǔn)則。

3主要試驗（或）驗證情況分析

在本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的制定，通過對行業(yè)內(nèi)電池管理系統(tǒng)（BMS）、電池

生產(chǎn)企業(yè)的功能安全開發(fā)實際情況的充分調(diào)研，并廣泛征集了工作組各企

業(yè)的反饋意見。目前尚未開展驗證試驗，針對目前征求意見稿中的功能安

全要求，如有必要，后續(xù)考慮開展相關(guān)試驗驗證。

4專利說明

本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利。

5預(yù)期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

本標(biāo)準(zhǔn)基于當(dāng)前行業(yè)技術(shù)水平，提出了合理的電池管理系統(tǒng)（BMS）

的功能安全要求，并給出了對應(yīng)的試驗和確認(rèn)方法。有利于電池管理系統(tǒng)

（BMS）產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步，對提高新能源汽車的安全有重要的積極

作用。

6采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)情況

本標(biāo)準(zhǔn)未采用國際標(biāo)準(zhǔn)。

7在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特

別是強制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性。

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均協(xié)調(diào)一致。

8重大分歧意見的處理過程和依據(jù)

無。

9標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。

10貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

無。

11廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

12其它應(yīng)予說明的事項

考慮到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容需要增加針對安全目標(biāo)的驗證和確認(rèn)要求，經(jīng)起草組共

同討論并一致決議，標(biāo)準(zhǔn)名稱由“電動汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求”

改為“電動汽車用電池管理系統(tǒng)功能安全要求及試驗方法”。

GB/TXXXXX—XXXX

附錄A

（規(guī)范性附錄）

整車試驗記錄單

應(yīng)記錄整車試驗中與換電操作、道路運行及車輛防水試驗相關(guān)的信息，包括行駛里程、換電間隔、

換電次數(shù)、換電系統(tǒng)狀態(tài)等，見表A.1。

表A.1整車試驗記錄單表

車輛型號：車輛識別碼：試驗地點

換電操作道路運行換電系統(tǒng)狀態(tài)

換電異開換電換電換電車身

第n溫開始

時前電換電后電常始工行駛累計異常機構(gòu)接口電池部分

次換濕里程

間池編池編碼記時況里程里程記錄包

電度數(shù)

碼錄間

注：記錄單樣式可以根據(jù)需要進行調(diào)整。

_________________________________

7

表12（續(xù)）本標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對比情況（電池包或系統(tǒng)）

序號項目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比

UNGTR20、ECER100、ISO6469-1均無濕熱循環(huán)試驗項，關(guān)于道路

車輛電子電氣設(shè)備環(huán)境耐久試驗標(biāo)準(zhǔn)ISO19453-6草案，濕熱循環(huán)試

驗最高溫度為60℃。

58.2.5濕熱循環(huán)本標(biāo)準(zhǔn)征求意見期間，行業(yè)意見反饋溫度沖擊及濕熱循環(huán)試驗最高溫

度，建議參考國際標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，修改為60℃。考慮UNGTR20對溫度沖

擊最高試驗溫度進行了大量研究與調(diào)研，本標(biāo)準(zhǔn)的濕熱循環(huán)、溫度沖

擊試驗最高溫度修改為60℃。

UNGTR20、ECER100暫無浸水安全試驗項，ISO6469-1：泡鹽水和

IPX7試驗兩種方法選其一，高于涉水線w的電池包或系統(tǒng)可豁免。

本標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法參考ISO6469-1。同時，考慮電池包的密封性對防

68.2.6浸水安全水安全有重要影響，振動試驗后，可能引起螺栓松動、密封材料永久

變形等問題，導(dǎo)致密封性降低。同時考慮市場上多次發(fā)生的浸水導(dǎo)致

的安全事件，為更廣泛保護浸水時人身安全，本標(biāo)準(zhǔn)的試驗對象為通

過8.2.1振動試驗的電池包或系統(tǒng)。

UNGTR20、ECER100、ISO6469-1關(guān)于外部火燒試驗參數(shù)基本一

致，相比GB/T31467.3—2015描述更具體。

8.2.7.1熱穩(wěn)定性之本標(biāo)準(zhǔn)與UNGTR20協(xié)調(diào)，主要修訂點：環(huán)境條件改為0℃以上，風(fēng)

7

外部火燒速不大于2.5km/h；增加“對電池包或系統(tǒng)起到保護作用的車身結(jié)

構(gòu)，可以參與火燒試驗”；補充耐火隔板說明；安全要求修改為不爆

炸。

新增，考慮熱擴散可能形成火災(zāi)、爆炸等威脅乘客艙乘員安全，制造

商有必要設(shè)計控制、驗證電池包或系統(tǒng)的熱擴散危害。

ISO6469-1的熱擴散研究目前處于預(yù)研階段；我國領(lǐng)導(dǎo)的EV