車載BMS (Battery Management System、バッテリーマネジメントシステム) とは、主にEV、HEV、PHEVなどの電気自動車やe-Bikeなどのバッテリーを監視・保護し、バッテリーを安全かつ効率的に使用できるようにするシステムです。

電動化が加速する自動車において、車両の安全性に直結するBMSの役割はますます重要になっています。特に過充電や過放電などのバッテリーの危険な状態を検知する機能には、高い安全レベルが要求されます。そのため、車載BMSにはISO26262による機能安全対応が求められることが一般的です。

さらに、自動運転技術の発展に伴い、安全機構の強化も求められています。現在では、機能停止 (フェイルセーフ) だけでなく、機能継続 (フェイルオペレーショナル) の重要性も増しています。

車載BMSのバッテリー監視は一般的に、プライマリ監視系と、セカンダリ監視系の二つで構成されます。

• ● プライマリ監視 :
  AFE (Analog Front End) ICとMCUで構成
• ● セカンダリ監視 :
  車載用バッテリー保護ICで構成

ASILデコンポジション

第二のメリットは、プライマリ監視系のみで構成する場合よりも、簡単にBMSの機能安全レベルを向上できることです。

例えば、BMSの機能安全の要求レベルがASIL-Dの場合、監視系を構成するAFEやMCU、プリッジICなどの各部品もASIL-Dに対応させなければなりません。また、MCUに搭載されるソフトウェアも、同様の機能安全レベルが必要となります。ASIL-D対応のために、構成部品の複雑さは増し、開発工数やコストが増大します。

それに対して、セカンダリ監視系を追加すると、ASIL-D要求をデコンポジションで分解することができるため、より容易にASIL-Dを達成することが可能となります。既存の監視系がASIL-Cの要求レベルを満たしている場合、デコンポジションが可能なセカンダリ監視系を追加することで、BMSレベルではASIL-Dを達成できます。

ただし、デコンポジションが成立するには、プライマリ監視系とセカンダリ監視系がそれぞれ独立していることが必要であり、かつ共通原因故障がない (プライマリもセカンダリも共に機能が失われるような故障モードが無い) などの、いくつかの条件が満たされる必要があります。