SafeNovo® 车载电源系统功能安全系统方案

在智能驾驶向高阶演进的过程中，高压直流转换器（DC-DC）作为车载电源系统的核心组成部分，承担着将动力电池高压直流电转换为低压稳定电压的关键功能，持续为激光雷达、域控制器及电子门把手等低压负载供电，其输出电压的稳定性与可靠性直接决定上述设备能否正常工作。DC-DC 处于新能源汽车高压电气架构的关键节点，除完成电压变换外，还须集成过压、欠压保护及诊断功能。

本文将围绕车载电源系统的低压安全目标，阐述其功能安全方案的设计思路与实现路径。

01 车载电源的功能安全要求

车载充电机（OBC）负责将外部交流电转换为高压直流电，为动力电池充电，并在 V2L/V2V/V2G 等场景下实现反向逆变；DC-DC 转换器则将电池高压直流电转换为低压为整车低压网络供电，并在整车上电时通过低压电池对高压电容进行反向预充（上高压）。两者在高压电气架构中共享高压直流母线接口，且在功率拓扑、开关器件及磁性元件上存在复用空间，这为集成化设计提供了技术基础。

基于上述特性，OBC 与 DC-DC 转换器的集成化已成为行业主流设计。此类“二合一”乃至“多合一”方案通过共享结构壳体、冷却流道及控制电路，或在功率拓扑层面进一步复用开关器件或磁性元件，有效提升了功率密度，降低了整机重量。集成后的电源系统需同时满足充电高压安全、热安全与低压供电安全等多重目标。尽管现行国标尚未要求低压系统按功能安全流程开发，但高阶智驾与线控底盘等应用的渗透率不断提升，行业实践已对其提出更严苛的要求。

整车安全目标的导出，须基于危害分析与风险评估（HARA），分析故障行为对人员的影响，通过标准化流程评定风险等级，进而推导出整车层面的安全目标。

图一 SAE J2980 风险评估过程示例

以车载电源系统的低压安全为例，若 DC-DC 低压侧输出过压，可能对下游低压负载造成直接且不可逆的损害。典型受影响的关键负载包括域控制器、激光雷达、摄像头等智能驾驶感知与决策单元，ABS/ESP 等线控制动执行模块，电动转向助力系统（EPS）控制器，以及行车大灯、制动灯等照明系统。一旦发生过压，上述负载可能在瞬间被击穿或烧毁，进而引发 ADAS 感知...