使用Raspberry Pi和Python進(jìn)行電池快速充電

　　通?？梢允褂迷u(píng)估套件來(lái)評(píng)估簡(jiǎn)單的充電系統(tǒng)并測(cè)試其功能。這些套件包括配置充電系統(tǒng)所需的所有硬件和軟件應(yīng)用程序，以及基于圖形用戶界面 （GUI） 的工具和 API。

　　評(píng)估 1S2P 架構(gòu)

　　然而，需要多個(gè)單元的復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)估相應(yīng)地也更加復(fù)雜。復(fù)雜的系統(tǒng)可能有多個(gè)需要表征的設(shè)備。開(kāi)發(fā)人員需要編寫(xiě)一些軟件代碼來(lái)讀取不同系統(tǒng)部分生成的信號(hào)，分析它們并采取行動(dòng)?？紤]使用 MAX17330 的并聯(lián)電池快速充電系統(tǒng)中的兩節(jié) Li+ 電池。如數(shù)據(jù)表中所述，MAX17330可用于同時(shí)充電和控制兩節(jié)Li+電池。該系統(tǒng)需要兩個(gè) MAX17330 IC，每個(gè) IC 管理一節(jié) Li+ 電池，以及一個(gè)能夠動(dòng)態(tài)改變輸出電壓的降壓轉(zhuǎn)換器（例如 MAX20743）。

　　需要一個(gè)微控制器來(lái)配置和管理電池充電以及處理兩個(gè) IC 之間的通信。因?yàn)樗窍到y(tǒng)測(cè)試的常用平臺(tái)，所以我們選擇了使用Python作為編程語(yǔ)言的Raspberry Pi板。Raspberry Pi 通過(guò) I2C 管理通信并記錄可用于評(píng)估和調(diào)試的重要系統(tǒng)參數(shù)，包括充電電流、電池電壓和電池充電狀態(tài) （SOC）。這些值存儲(chǔ)在 Excel 文件中以啟用離線分析。

　　圖 1. 使用 Raspberry Pi 的 1S2P 充電系統(tǒng)評(píng)估架構(gòu)。圖片由博多電力系統(tǒng)提供 ［PDF］

　　測(cè)試1S2P架構(gòu)

　　本節(jié)介紹如何測(cè)試充電器和電量計(jì)（MAX17330）。它還描述了并行充電的實(shí)際性能。為了獲得的靈活性和控制能力，該器件由微控制器使用 I 2 C進(jìn)行編程。

　　圖 1 顯示了 1S2P 系統(tǒng)架構(gòu)以及評(píng)估兩個(gè)電池并行充電所需的連接。Raspberry Pi 控制三個(gè) EVKIT：一個(gè) MAX20743EVKIT（降壓轉(zhuǎn)換器）和兩個(gè) MAX17330EVKIT（充電器 + 電量計(jì)）。數(shù)據(jù)記錄在 Excel 文件中。

　　基于GUI的MAX17330評(píng)估板軟件現(xiàn)已上市，可從MAX17330產(chǎn)品頁(yè)面的“工具和仿真”選項(xiàng)卡下。它可用于使用配置向?qū)В◤腄evice選項(xiàng)卡中選擇）生成MAX17330的初始化文件（.INI）。INI 文件以寄存器地址/寄存器值格式包含設(shè)備的寄存器初始化信息。這是微控制器用來(lái)逐個(gè)寄存器配置 MAX17330 寄存器的文件。

　　MAX17330EVKIT數(shù)據(jù)手冊(cè)詳細(xì)介紹了生成初始化文件所需的不同步驟。圖 2 所示的配置用于開(kāi)始并行充電。接下來(lái)，啟用分步充電（見(jiàn)圖 3）。圖 4 顯示了基于圖 3 中的分步充電配置的預(yù)期分步充電曲線。

　　圖2. 配置MAX17330進(jìn)行并行充電。圖片由博多電力系統(tǒng)提供

　　圖 3. 啟用分步充電。圖片由博多電力系統(tǒng)提供

　　MAX20734降壓轉(zhuǎn)換器用于在需要時(shí)增加施加到兩個(gè)MAX17330EVKIT的電壓。MAX20734降壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)地址0x21處的內(nèi)部寄存器的值改變輸出電壓。降壓轉(zhuǎn)換器可通過(guò) I 2 C控制；Python 中已經(jīng)編寫(xiě)了一個(gè)類來(lái)執(zhí)行此操作。

　　圖 4. 預(yù)期的分步充電配置文件基于圖 3 中的分步充電配置。所用圖像由 Bodo‘s Power Systems提供 ［PDF］

　　圖 5. 輸出分壓器已修改為 3V 至 4.6V 的輸出范圍（R6 = 4 K7 且 R9 = 1 K3）。圖片由博多電力系統(tǒng)提供 ［PDF］

　　，如圖 5 所示，MAX20743EVKIT 輸出分壓器經(jīng)過(guò)修改，輸出范圍為 3 V 至 4.6 V（使用值 R6 = 4K7 和 R9 = 1K3）。

　　從表1中，我們可以提取出曲線：　　寄存器= 0 × 014 e + （ x ？ 3 0.1 × 11 _ _ _ _ _ _ _

　　其中 x 是我們想要在輸出端施加的電壓。雖然這種方法會(huì)有輕微的誤差，但它是根據(jù)電壓估計(jì)寄存器所需值的好方法。