使用Raspberry Pi和Python进行电池快速充电

　　通常可以使用评估套件来评估简单的充电系统并测试其功能。这些套件包括配置充电系统所需的所有硬件和软件应用程序，以及基于图形用户界面 （GUI） 的工具和 API。

　　评估 1S2P 架构

　　然而，需要多个单元的复杂系统的评估相应地也更加复杂。复杂的系统可能有多个需要表征的设备。开发人员需要编写一些软件代码来读取不同系统部分生成的信号，分析它们并采取行动。考虑使用 MAX17330 的并联电池快速充电系统中的两节 Li+ 电池。如数据表中所述，MAX17330可用于同时充电和控制两节Li+电池。该系统需要两个 MAX17330 IC，每个 IC 管理一节 Li+ 电池，以及一个能够动态改变输出电压的降压转换器（例如 MAX20743）。

　　需要一个微控制器来配置和管理电池充电以及处理两个 IC 之间的通信。因为它是系统测试的常用平台，所以我们选择了使用Python作为编程语言的Raspberry Pi板。Raspberry Pi 通过 I2C 管理通信并记录可用于评估和调试的重要系统参数，包括充电电流、电池电压和电池充电状态 （SOC）。这些值存储在 Excel 文件中以启用离线分析。

　　

　　图 1. 使用 Raspberry Pi 的 1S2P 充电系统评估架构。图片由博多电力系统提供 ［PDF］

　　测试1S2P架构

　　本节介绍如何测试充电器和电量计（MAX17330）。它还描述了并行充电的实际性能。为了获得的灵活性和控制能力，该器件由微控制器使用 I 2 C进行编程。

　　图 1 显示了 1S2P 系统架构以及评估两个电池并行充电所需的连接。Raspberry Pi 控制三个 EVKIT：一个 MAX20743EVKIT（降压转换器）和两个 MAX17330EVKIT（充电器 + 电量计）。数据记录在 Excel 文件中。

　　基于GUI的MAX17330评估板软件现已上市，可从MAX17330产品页面的“工具和仿真”选项卡下。它可用于使用配置向导（从Device选项卡中选择）生成MAX17330的初始化文件（.INI）。INI 文件以寄存器地址/寄存器值格式包含设备的寄存器初始化信息。这是微控制器用来逐个寄存器配置 MAX17330 寄存器的文件。

　　MAX17330EVKIT数据手册详细介绍了生成初始化文件所需的不同步骤。图 2 所示的配置用于开始并行充电。接下来，启用分步充电（见图 3）。图 4 显示了基于图 3 中的分步充电配置的预期分步充电曲线。

　　

　　图2. 配置MAX17330进行并行充电。图片由博多电力系统提供

　　

　　图 3. 启用分步充电。图片由博多电力系统提供

　　MAX20734降压转换器用于在需要时增加施加到两个MAX17330EVKIT的电压。MAX20734降压转换器根据地址0x21处的内部寄存器的值改变输出电压。降压转换器可通过 I 2 C控制；Python 中已经编写了一个类来执行此操作。

　　

　　图 4. 预期的分步充电配置文件基于图 3 中的分步充电配置。所用图像由 Bodo‘s Power Systems提供 ［PDF］

　　图 5. 输出分压器已修改为 3V 至 4.6V 的输出范围（R6 = 4 K7 且 R9 = 1 K3）。图片由博多电力系统提供 ［PDF］

　　，如图 5 所示，MAX20743EVKIT 输出分压器经过修改，输出范围为 3 V 至 4.6 V（使用值 R6 = 4K7 和 R9 = 1K3）。

　　从表1中，我们可以提取出曲线：　　寄存器= 0 × 014 e + （ x ？ 3 0.1 × 11 _ _ _ _ _ _ _

　　其中 x 是我们想要在输出端施加的电压。虽然这种方法会有轻微的误差，但它是根据电压估计寄存器所需值的好方法。