动力电池作为混合动力电动轿车的要害零部件之一，由于其一致性差等原因易导致整组电池功用下降，然后直接影响到整车的可靠性与安全性。为了满意实践的整车操控需求而调整和优化操控器中的操控参数，需求搜集很多的作业数据，以便离线剖析电池功用以及进行体系标定。传统的搜集数据办法通常是运用串口或CAN总线将即时数据读入计算机，可是该办法还局限于试验阶段，一般需求PC机参加，在实践作业中的数据较难取得。国外有公司出产的根据CAN总线的行车记载仪，体积较大且价格昂贵，仅适用于整车厂研制新车时运用。运用SD卡(Se-cure Digital Memory Card)轻盈、传输速度高、容量大、成本低、读写便利的长处，以及在原有电池办理体系上装备便利的特色，本文规划了一种细巧的应用于电池办理体系的海量历史数据存储体系，选用规范Windows体系FAT32文件格局存储，能够便利将数据导入到计算机中。一次换卡能够记载1年的数据，为电池办理体系和电池特性的研讨预备了很多第一手数据。
1 SD卡硬件电路规划
SD是新一代半导体存储设备卡，其外形及引脚界说如图1、表1所示。SD卡作业电压为2．0～3．6 V，最大读写速度达10MB／s(4位数据线并用)，而且供给了SD和SPI两种通讯方式。在运用时，主机只能通过其间一种办法与SD卡进行通讯，该方式通过上电后检测Reset指令来决议。本体系选用SPI办法操作SD卡，由于该办法具有接口电路简略(DSP芯片TMS320LF2407A供给SPI接口)，而且通讯协议也十分简练的长处。由于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引脚衔接，其连线办法如图2所示。
2 软件程序规划
软件规划首要难点是SD卡驱动与FAT32文件体系的结合办法规划。FAT32文件体系的完成有必定的杂乱性，假如规划地欠好不但会糟蹋很多CPU资源，而且或许形成数据丢掉、掩盖等严重后果。选用传统数据流式程序规划思维完成起来比较困难，Debug也很不便利。本规划引证现代Windows操作体系惯用的层次模型区分的办法开发了一套根据SD卡的FAT32文件体系协议包，具有层次分明、结构紧凑、可移植性强及逻辑明晰的特色。
2．1 FAT32文件体系
FAT32是由Microsoft规划并运用得十分成功的文件体系。至今FAT32仍然占有着Microsoft Windows文件体系中重要的方位。FAT32改进了FAT16和FAT12不支撑大分区、单位簇的容量过大致使空间急剧糟蹋等缺陷。由引导扇区、FAT表、根目录和数据区4大部分组成。图3标出了FAT32分区的根本构成，FAT2是FAT1的备份，用于在FAT1损坏时修正。
FAT表(File Allocation Table文件分配表)记载文件在介质上的放置方位，即簇号序列。每个表项记载的簇号都是32位的，故这个办法称为FAT32。表2所示是一段简化的FAT表，第2簇记载根目录寄存方位，第3簇记载某文件存储的下一簇号(该文件从本簇即第3簇开端寄存)是6号，第6号又记载接下来的簇号……，至到符号FF表明文件完毕。相同道理从第12簇开端寄存另一个文件，该文件在第93簇寄存完毕。从表中能够看出文件是能够非接连寄存的，这样能够充分运用SD存储介质的空间，而且能够确保寄存BMS收集数据不会发生堆叠，冲掉曾经数据。表3列出了FAT表各记载项的取值意义。
体系在存储一个文件时先计算出需求几个簇的空间来寄存，再从FAT表中找出这相应个数的闲暇簇，并其修正记载项的取值使之首尾连成一串。然后在目录表中创立一个新的文件项，并记载它在介质上寄存的首簇号。这样在读文件时，只需直接从目录表中找到该文件的记载项，获取它的首簇号就能把文件读出来了。FAT32文件体系目录的记载项的结构界说如表4所示。
2．2 SD卡SPI通讯协议
发送给SD卡的指令选用6字节的格局如表5所示。指令的第1个字节可通过将6位指令码与16进制码0x40进行或运算得到。假如指令需求，则在接下来的4个字节中供给一个32位的参数，最终1个字节包含了从第1个字节到第5个字节的CRC-7校验和。表6列出了部分SD存储卡SPI指令的解说。
2．3 下位机软件规划
下位机SD存储卡驱动程序选用层次化的办法规划，从下到上的联系如图4所示。下一层供给面向上一层的接口支撑。其间SPI硬件层是与BMS中所选用的芯片TMS320LF2407A相关的，SD卡指令集则完成DSP与SD存储卡通讯需求的SPI指令集的子集，SD卡API层包装好SD卡指令集，使其便于FAT32文件体系层运用。FAT32文件体系层即完成了依照FAT32文件体系要求的文件存储计划。最上层是BMS应用层，担任将BMS体系收集的电池包状况信息打包并以FAT32方式存储到SD卡上。由于本体系只需求文件保存功用，故FAT32文件体系层和SD卡硬层都做了精简处理，这样显着减少了驱动规划时的杂乱程度。
3 数据处理
电动轿车在运行时，BMS会接连发生很多的监测数据，这些数据分可为监丈量和确诊量。监丈量为实时丈量动力母线上的电压、电流、动力电池箱内的模块电压和温度等；确诊量为BMS对实时量的处理结果，包含SOC、SOH和毛病码等。如表7所示为记载安装在某辆混合动力轿车上的144 V镍氢RMS的数据。
记载的历史数据关于电池工艺优化、整车操控器(VMS)研制以及BMS研制都有重要意义。如对所记载的总电压、总电流以及SOC独自绘图如图5所示。对总电流的巨细和正负散布剖析能够得到ISG电机的作业状况；对SOC剖析能够得到整车操控器(VMS)操控战略的功率；对总电压剖析能够得到电池的功用信息。
4 定论
本文规划的根据PSD卡技能完成的动力轿车电池办理体系海量历史数据存储体系，处理了以往电池办理体系在线作业数据难以取得的问题。为电池办理体系参数优化供给了很多的作业状况历史数据，有助于进步体系参数优化准确性，并为电动轿车用电池包特性的建模供给了根底数据。试验证明，选用通过精简的SD存储卡驱动模型有以下特色：存储数据速度快，不影响正常电池办理作业；容错性好，或许会呈现较多小体积文件，但无数据丢掉的状况。通过试验验证，在数据记载周期为10 ms的状况下，选用2 G容量的SD卡，能够不间断地记载xx年的历史数据。
