基于SD卡的BMS海量历史数据存储系统设计

摘要：动力电池是电动汽车的核心部件之一。为了获取动力电池随车工作时的状态数据，从而为优化控制参数提供参考，本文利用SD存储卡设计了一种2 G容量的电池管理系统(Battery Management System，BMS)随车数据存储系统。该系统采用高速SPI方式与SD卡通信，并使用精简的层次化SD卡驱动模型；数据采用与PC机操作系统相兼容的FAT32文件格式存储。实验表明，该系统实时性好，可靠性高。
关键词：电池管理系统；SD卡；FAT32；数据存储

动力电池作为混合动力电动汽车的关键零部件之一，由于其一致性差等原因易导致整组电池性能下降，从而直接影响到整车的可靠性与安全性。为了满足实际的整车控制需求而调整和优化控制器中的控制参数，需要收集大量的工作数据，以便离线分析电池性能以及进行系统标定。传统的收集数据方法通常是利用串口或CAN总线将即时数据读入计算机，但是该方法还局限于实验阶段，一般需要PC机参与，在实际工作中的数据较难获得。国外有公司生产的基于CAN总线的行车记录仪，体积较大且价格昂贵，仅适用于整车厂研发新车时使用。利用SD卡(Se-cure Digital Memory Card)轻巧、传输速度高、容量大、成本低、读写方便的优点，以及在原有电池管理系统上配置方便的特点，本文设计了一种小巧的应用于电池管理系统的海量历史数据存储系统，采用标准Windows系统FAT32文件格式存储，可以方便将数据导入到计算机中。一次换卡可以记录1年的数据，为电池管理系统和电池特性的研究准备了大量第一手数据。

1 SD卡硬件电路设计
SD是新一代半导体存储设备卡，其外形及引脚定义如图1、表1所示。SD卡工作电压为2．0～3．6 V，最大读写速度达10MB／s(4位数据线并用)，并且提供了SD和SPI两种通信模式。在使用时，主机只能通过其中一种方式与SD卡进行通信，该模式通过上电后检测Reset命令来决定。本系统采用SPI方式操作SD卡，因为该方式具有接口电路简单(DSP芯片TMS320LF2407A提供SPI接口)，并且通信协议也十分简洁的优点。因为DSP芯片TMS320LF2407A的SPI模块高电平刚好是3．3 V，所以SD卡座可直接与TMS320LF2407A的SPI引脚连接，其连线方式如图2所示。