kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Hardware Development and Functional Safety Assessment of a Battery Management System according to ISO 26262
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utveckling av Hårdvara och Funktionell Säkerhetsbedömning av ett Batterihanteringssystem enligt ISO 26262 (Swedish)
Abstract [en]

Following the electrification process of mobility that is taking place, new safety standards are emerging, urging the need of new evaluation methodologies and design processes. The ISO 26262 standard quickly became the benchmark for functional safety analysis, affecting the development of critical systems at every stage. One of the systems affected by the standard is the battery management system, which is responsible for the control of the main battery cells parameters, and its robustness against random hardware failures is crucial. This thesis proposes a new hardware design of a battery management system to be fitted into electric motorbikes, able to accommodate different batteries configurations. Alongside the development, a methodology to approach the analysis of the main functional safety metrics is specified, in accordance with the ISO 26262-5 chapter of the standard about hardware development. The Failure Mode and Effect Analysis and Fault Tree Analysis are carried out for the main safety goal violations, showing promising results with regards to the Single Point Fault Metric, Latent Multiple Point Fault Metric and Probabilistic Metric for Random Hardware Failure. The design reaches a satisfactory safety level, while leaving room for more future improvement. The hardware is fully ready to be manufactured and thoroughly tested. The relevance of the different metrics is described, and the explained methodology serves as a guidance for the hardware development of future revisions of the system and other safety critical electrical systems, in order to obtain quantitative metrics to be compared with each other.

Abstract [sv]

I och med den pågående elektrifieringen av mobiliteten växer nya säkerhets-standarder fram som kräver nya utvärderingsmetoder och designprocesser. Standarden ISO 26262 blev snabbt ett riktmärke för funktionell säkerhets-analys och påverkar utvecklingen av kritiska system i varje steg. Ett av de system som påverkas av standarden är batterihanteringssystemet, som ansvarar för kontrollen av huvudbattericellernas parametrar, och dess robusthet mot slumpmässiga hårdvarufel är avgörande. Den här avhandlingen föreslår en ny hårdvarudesign för ett batterihanteringssystem som ska monteras i elektriska motorcyklar och som kan hantera olika batterikonfigurationer. Parallellt med utvecklingen specificeras en metodik för att analysera de viktigaste funktionella säkerhetsmåtten, i enlighet med ISO 26262-5-kapitlet i standarden om hårdvaruutveckling. Failure Mode and Effect Analysis och Fault Tree Analysis genomförs för de viktigaste överträdelserna av säkerhetsmålen och visar lovande resultat med avseende på Single Point Fault Metric, Latent Multiple Point Fault Metric och Probabilistic Metric for Random Hardware Failure. Konstruktionen uppnår en tillfredsställande säkerhetsnivå, samtidigt som det finns utrymme för ytterligare förbättringar i framtiden. Hårdvaran är helt redo att tillverkas och testas grundligt. Relevansen av de olika mätvärdena beskrivs och den förklarade metodiken fungerar som en vägledning för hårdvaruutvecklingen av framtida revisioner av systemet och andra säkerhetskritiska elektriska system, för att erhålla kvantitativa mätvärden som kan jämföras med varandra.

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 85
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:691
Keywords [en]
Battery Management System, Functional Safety, ISO 26262, Hardware Development, Failure Mode and Effect Analysis, Fault Tree Analysis, Random Hardware Failure
Keywords [sv]
Batterihanteringssystem, Funktionell Säkerhet, ISO 26262, Utveckling av Hårdvara, Analys av Feltillstånd och Effekt, Analys av Felträd, Slumpmässigt Hårdvarufel
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-356212OAI: oai:DiVA.org:kth-356212DiVA, id: diva2:1912361
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-01-21 Created: 2024-11-11 Last updated: 2025-01-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(8309 kB)380 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8309 kBChecksum SHA-512
e8e85d05771b84db32dfac21b605062de0dd86733c068de6f27c71c2a0b2ac56ab186c8cc30a0b31c136e5611906384ba2e15ff7b0ca272eedf3166d04985856
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 380 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 516 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf