基于SD卡的BMS海量歷史數據存儲系統設計

摘要：動力電池是電動汽車的核心部件之一。為了獲取動力電池隨車工作時的狀態數據，從而為優化控制參數提供參考，本文利用SD存儲卡設計了一種2 G容量的電池管理系統(Battery Management System，BMS)隨車數據存儲系統。該系統采用高速SPI方式與SD卡通信，并使用精簡的層次化SD卡驅動模型；數據采用與PC機操作系統相兼容的FAT32文件格式存儲。實驗表明，該系統實時性好，可靠性高。
關鍵詞：電池管理系統；SD卡；FAT32；數據存儲

動力電池作為混合動力電動汽車的關鍵零部件之一，由于其一致性差等原因易導致整組電池性能下降，從而直接影響到整車的可靠性與安全性。為了滿足實際的整車控制需求而調整和優化控制器中的控制參數，需要收集大量的工作數據，以便離線分析電池性能以及進行系統標定。傳統的收集數據方法通常是利用串口或CAN總線將即時數據讀入計算機，但是該方法還局限于實驗階段，一般需要PC機參與，在實際工作中的數據較難獲得。國外有公司生產的基于CAN總線的行車記錄儀，體積較大且價格昂貴，僅適用于整車廠研發新車時使用。利用SD卡(Se-cure Digital Memory Card)輕巧、傳輸速度高、容量大、成本低、讀寫方便的優點，以及在原有電池管理系統上配置方便的特點，本文設計了一種小巧的應用于電池管理系統的海量歷史數據存儲系統，采用標準Windows系統FAT32文件格式存儲，可以方便將數據導入到計算機中。一次換卡可以記錄1年的數據，為電池管理系統和電池特性的研究準備了大量第一手數據。

1 SD卡硬件電路設計
SD是新一代半導體存儲設備卡，其外形及引腳定義如圖1、表1所示。SD卡工作電壓為2．0～3．6 V，最大讀寫速度達10MB／s(4位數據線并用)，并且提供了SD和SPI兩種通信模式。在使用時，主機只能通過其中一種方式與SD卡進行通信，該模式通過上電后檢測Reset命令來決定。本系統采用SPI方式操作SD卡，因為該方式具有接口電路簡單(DSP芯片TMS320LF2407A提供SPI接口)，并且通信協議也十分簡潔的優點。因為DSP芯片TMS320LF2407A的SPI模塊高電平剛好是3．3 V，所以SD卡座可直接與TMS320LF2407A的SPI引腳連接，其連線方式如圖2所示。