基于SD卡的BMS海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的核心部件之一。為了獲取動(dòng)力電池隨車工作時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而為優(yōu)化控制參數(shù)提供參考，本文利用SD存儲(chǔ)卡設(shè)計(jì)了一種2 G容量的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)隨車數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高速SPI方式與SD卡通信，并使用精簡(jiǎn)的層次化SD卡驅(qū)動(dòng)模型；數(shù)據(jù)采用與PC機(jī)操作系統(tǒng)相兼容的FAT32文件格式存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，可靠性高。
關(guān)鍵詞：電池管理系統(tǒng)；SD卡；FAT32；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

動(dòng)力電池作為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件之一，由于其一致性差等原因易導(dǎo)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(shí)際的整車控制需求而調(diào)整和優(yōu)化控制器中的控制參數(shù)，需要收集大量的工作數(shù)據(jù)，以便離線分析電池性能以及進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。傳統(tǒng)的收集數(shù)據(jù)方法通常是利用串口或CAN總線將即時(shí)數(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)，但是該方法還局限于實(shí)驗(yàn)階段，一般需要PC機(jī)參與，在實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)較難獲得。國(guó)外有公司生產(chǎn)的基于CAN總線的行車記錄儀，體積較大且價(jià)格昂貴，僅適用于整車廠研發(fā)新車時(shí)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(yōu)點(diǎn)，以及在原有電池管理系統(tǒng)上配置方便的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種小巧的應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)的海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)Windows系統(tǒng)FAT32文件格式存儲(chǔ)，可以方便將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中。一次換卡可以記錄1年的數(shù)據(jù)，為電池管理系統(tǒng)和電池特性的研究準(zhǔn)備了大量第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

1 SD卡硬件電路設(shè)計(jì)
SD是新一代半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)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(dá)10MB／s(4位數(shù)據(jù)線并用)，并且提供了SD和SPI兩種通信模式。在使用時(shí)，主機(jī)只能通過(guò)其中一種方式與SD卡進(jìn)行通信，該模式通過(guò)上電后檢測(cè)Reset命令來(lái)決定。本系統(tǒng)采用SPI方式操作SD卡，因?yàn)樵摲绞骄哂薪涌陔娐泛?jiǎn)單(DSP芯片TMS320LF2407A提供SPI接口)，并且通信協(xié)議也十分簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)镈SP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。