BQ4050配置及生產步驟
適用於無人機智能電池管理，PX4、 Ardupilot飛控通過IIC接口讀取電池剩餘容量、電池壽命、輸入輸出電流、電壓
下面將以BQ4050爲例，如何設置它以及使用BQ4050進行生產的步驟。
硬件準備：
第一步，準備好電量計硬件板子，對電量計供電。
第二步，連接通信盒。
第三步，打開上位機軟件進行通信及參數配置。
第四步，校準電壓、電流、溫度。
第五步，使能電量計。
1、電路連接
如果項目需求不是4節電芯串聯，則可根據下圖3來短接不用的端子。BQ4050默認程序配置是3串，所以第一次調試時建議只連接3串電芯。
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電池串數 |
1N(VSS) ~ 1P(VC1) |
1P(VC1) ~ 2P(VC2) |
2P(VC2) ~ 3P(VC3) |
3P(VC3) ~ 4P(VC4) |
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1 |
連接第1節電芯 |
短接 |
短接 |
短接 |
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2 |
連接第1節電芯 |
連接第2節電芯 |
短接 |
短接 |
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3 |
連接第1節電芯 |
連接第2節電芯 |
連接第3節電芯 |
短接 |
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4 |
連接第1節電芯 |
連接第2節電芯 |
連接第3節電芯 |
連接第4節電芯 |
由於BQ4050這些電量計帶有充電管和放電管控制電路，剛上電時處於Shutdown模式，需要Wakeup激活。激活方法是在PACK引腳加一個3V以上的電壓即可。DataShee裏面的參考電路上給了最簡單的激活方法，用一個wake按鈕把PACK+與BAT+短接一下，把電池電壓加到PACK引腳來激活。
根據相關手冊做好相關電路設計並激活電源芯片。
因此，在此視頻中，我們將介紹以下配置步驟。
那麼，我們如何設置化學識別的量規並運行您的學習週期？
我們如何進行初始校準？
然後運行放鬆-放電-放鬆循環以進行化學識別-一旦識別出化學物質，便使用該ChemID運行學習循環，然後準備量規，以便上傳可用於生產的黃金文件，然後實際創建黃金文件，然後使用不同的生產流程和方法來使用BQ4050進行最終生產。
在開始之前，請確保我們具有電池管理Studio軟件，
《BQ4050技術參考手冊》和《 BQ4050 EVM用戶指南》。
第一個參數是DA配置，
它告訴量規您有多少個電池，或者電池組是可移動類型電池組還是不可移動類型電池組。
現在，我們將所有其他位保留爲未配置狀態。
我們將禁用“睡眠”之類的功能。因爲我們不希望這在我們的ChemID和學習週期的數據收集過程中受到干擾。
我們需要配置的下一個參數是FET Options。
根據包裝設計，我們需要確定是要使用預充電FET，還是將充電FET用作預充電FET。基於此，我們需要設置預充電公共位。然後，我們要確保將FET（在FET選項中的第5位）設置爲1，以確保在充電結束時，充電和預充電FET被關閉。這對於ChemID流程和學習週期要好得多。
接下來，我們進入溫度設置。
我們需要在數據存儲器的設置配置下設置溫度使能和溫度模式設置。
溫度使能基本上可以設置您在電池組上連接了哪些熱敏電阻。理想情況下，您將啓用內部溫度傳感器以及在包裝上配置的幾個熱敏電阻。
接下來是溫度模式；
該模式基本上確定那些溫度傳感器中的哪個正在測量電池，以及哪個溫度傳感器分配給FET。
在大多數情況下，您將僅使用外部熱敏電阻來測量電池溫度。
您可能會使用內部溫度傳感器來測量FET溫度，因爲它們將位於同一PCB上。
但是根據您的配置，您可以將溫度啓用和溫度模式設置爲此配置過程的下一步。
接下來，我們需要設置保護措施以在學習週期或ChemID循環中保護我們。
我們只想在這段時間內啓用一些非常基本的保護。
我們將使CUV和COV以及放電期間的短路和充電閾值之間的短路成爲可能。通常，對於我們的學習週期和ChemID流程，我們要在此處設置的閾值應該寬得多。如果您查看電池規格，即電池數據表，我們希望COV至少高出100或150毫伏，比CUV數據表上的最低電池電壓低約100至150毫伏。
接下來，我們將設置一些電源設置。我們要確保在電源設置下有效更新電壓相當低。推薦值爲3,000毫伏，以便可以捕獲所有事件。如果我們突然發生一個非常低的電壓事件，並且儀表-如果該值很高-儀表將停止記錄這些事件。我們不希望這種情況發生。
對於充電器當前閾值，我們也希望將其設置爲一個較低的值。我們希望將其設置爲比最小預期充電器電壓低至少300至500毫伏，以確保即使在最低電壓時，壓力計也能檢測到充電器。
接下來，我們可能需要設置一些收費和計量設置。對於我們的充電配置，我們需要設置我們的充電電壓。目前，這還不是基於應用程序的。由於我們要進行ChemID和學習週期，因此這需要基於每片電池規範。因此，我們需要根據電池數據表中的規範設置充電電壓，以瞭解需要將電壓充電到什麼水平。
然後，我們需要根據電池組的規格設置一些設計參數，例如以毫安小時和釐瓦小時爲單位的設計容量。這也將適用於該應用程序。因此，我們將以毫安小時和釐瓦小時爲單位設置設計容量。
然後我們需要設置終端電壓。並且由於我們正在執行ChemID和學習週期，因此這不會基於應用程序。在這種情況下，它將基於單元數據表。而且在大多數情況下，最好將端接電壓設置爲略低於單元數據表規範或等於單元數據表規範。不應將其設置爲高於電池數據表或ChemID和學習週期過程中指定的最低電壓。
現在我們已經爲學習週期和ChemID過程配置了量規-我們已經完成了所有基本設置-下一步將是在開始爲ChemID和學習週期進行數據收集之前進行校準。在開始數據收集之前，我們需要校準一些基本知識。這將是我們的電壓，電池電壓，我們的電流校準以及溫度校準。
因此，對於電壓校準，我們需要測量單元1的電壓。理想情況下，您將進行4線測量以獲得準確的電壓測量值。然後將其放在“ Applied Cell 1 Voltage”框中，選中“ Calibrate Voltage”複選框，然後單擊“ Calibrate Gas Gauge”按鈕。這將校準電池電壓。
由於該設備內部具有一個多路複用器，因此我們僅針對一個電池電壓進行校準。與其他所有單元使用的電路完全相同。因此，這使我們更容易進行校準，並且仍應爲電池獲取準確的電壓。
下一個是當前校準。理想情況下，您將擁有一個源表或某種形式的電流源，並且還具有對該電流的精確測量。我們將其應用於感測電阻器，通常情況下-您會將其連接到Cell 1負和PACK負。這將使電流流過該檢測電阻。然後，將測量的電流放入“應用的電流”框中。選中校準電流複選框。然後單擊“校準電量計”按鈕。這將校準儀表的電流。
然後我們將進行溫度校準。理想情況下，如果要獲得非常精確的溫度校準，可以將其放在已知的恆定溫度（通常爲25攝氏度，接近室溫）內的熱室內。然後，將來自熱室的測量值放入“應用溫度”框中。單擊校準複選框，然後單擊校準電量計按鈕。這將校準溫度。
但是溫度精度並沒有太大的影響。如果您偏離1/2度或1度，則不會造成壓力錶精度的巨大變化。因此，如果您知道自己的房間溫度是多少，就不需要使用溫度或保溫室了。您可以將該溫度放在“應用溫度”框中，然後單擊“校準氣體壓力計”按鈕。這應該使您非常接近。
接下來，我們將討論在ChemID循環和學習週期中如何準備bqStudio進行數據收集。我們將需要使用bqStudio記錄參數，尤其是當我們沒有[INAUDIBLE]或[INAUDIBLE]之類的可以記錄此數據的東西時。這是爲我們的ChemID和學習週期過程收集數據的最簡單方法。
因此，通常，我要做的第一件事是在“自動刷新”上單擊此處。將其關閉，因爲此時我們確實不需要儀表板。轉到Windows。轉到首選項。然後我們去註冊。掃描和日誌間隔顯示了寄存器屏幕上的信息將被記錄到日誌文件中的速率。理想情況下，我們將其保留爲4,000。
我們只想確保在1000毫秒以下不會提供任何有用的信息，因爲大多數數據僅每秒更新一次。而且我們真的不希望每個數據點的收集時間超過10秒。因爲那樣我們確實會丟失一些有用的信息。理想情況下，您應將其保持在2,000毫秒到8,000毫秒之間，介於2到8秒之間。我現在將其保留爲4,000。
我們可以做的另一件事是，我們可以記錄數據存儲器，並且可以設置導出這些[音頻不清晰]文件的間隔，這對於在ChemID和學習週期過程中進行調試特別有用。理想情況下，您需要每10分鐘選擇大約一分鐘到10分鐘之間的時間。現在設置爲300,000毫秒，即300秒，或大約每5分鐘一次。這應該沒問題。所以我會說，好的。
然後，如果我打開“數據內存”屏幕-現在我尚未連接到設備，但是如果它已連接到設備，則可以單擊“自動導出”按鈕，該按鈕現在將開始自動導出[音頻不清]文件。每隔5分鐘，您必須有一個新的[音頻不清晰]文件。當我們進行ChemID循環或學習循環時，您可以看到設備[音頻不清晰]或您在存儲器數據中所做的更改。
然後，我們將轉到寄存器。然後，我們將選擇“啓動日誌”按鈕。這將在寄存器屏幕中記錄所有值。然後，我們可以給它起一個名字，然後單擊“保存”。並且它應該每隔4秒開始記錄該寄存器和位寄存器屏幕中的所有數據。這將是我們可以提交給化學ID流程的日誌。然後，如果您要進行在線學習而不是實際在包裝上進行學習，則將獲取該日誌和導出的[INAUDIBLE]文件，然後可以將其在線提交給GPCRA工具。因此，您可以在爲ChemID或學習週期循環包裝時記錄所有信息。
現在，我們已經配置了壓力計，並且已經配置了bqStudio，下一步實際上是在電池組上運行弛豫-放電-鬆弛循環。這些信息可用於我們的ChemID或我們的學習週期。
當然，第一步是識別化學ID。在幻燈片的此處，我有一些鏈接，這些鏈接將帶您到在線ChemID工具以及在線學習週期工具。這些鏈接還包含有關如何運行收集ChemID數據和學習週期所需的週期的說明。
我們的放鬆放電鬆弛循環的基本步驟如下。因此，測試需要在室溫下進行。因此，如果您的揹包是在低溫或高溫下的熱室中，則要確保我們將其升至室溫，然後在室溫下放鬆，以使溫度穩定。建議的時間是2小時以達到室溫。然後，我們將使用CCCV配置文件或恆定電流充電，更改爲恆定電壓以將其充滿電。
而且我們希望在學習週期中爲我們的ChemID使用超過100的C的錐形電流。當然，您可以稍後爲您的應用程序更改此設置。但是在學習週期中，我們希望使用超過100的C錐度。並且，我們要對CC使用標稱充電速率，對CV電壓使用標稱電壓。如果電池製造商指定了另一種充電方法，則您可能還想使用該方法。
接下來，一旦充滿電，我們將讓電池放鬆兩個小時，以便電壓可以達到平衡電壓，並且可以測量電池的良好開路電壓。在放鬆時，最好斷開用於充電的儀器，因爲在某些情況下，充電電流不會完全爲零。給電池充電可能會trick流。我們不希望這種情況發生。否則可能會意外加載。我們不希望發生這種情況，因爲我們想在爲電池充電後找出真正的開路電壓。
一旦完全放鬆，我們從電池中獲得了開路電壓，便可以對電池進行放電。對於我們的ChemID過程，理想情況下，我們希望以10速率將其作爲C排放。對於我們的學習週期，我們希望以5速率的C放電，直到達到電池製造商指定的最低電壓。一旦達到最低電壓或終止電壓，我們就可以讓電池鬆弛約5個小時，以在放電結束時達到平衡電壓並獲得另一個OCV電壓。
如果時間很重要，並且在此過程中精度稍差一點就可以，那麼您也可以在C旁以7放電，因爲這樣您就可以將該日誌用於您的ChemID過程以及在線學習週期流程，使用GPCRA。因此，這是C大於10和C大於5的折衷方案。但是，在大多數情況下，它的確運行良好。
如果您正在爲學習週期運行電荷放電週期，那麼還有一些其他事情需要我們注意。因此，對於學習週期，我們要確保將電池放電至空。以此類推，在初始放電中，如果啓用了IT，請確保設置一個重置-發送重置命令，以便在學習週期的此放電部分禁用電阻更新，以免電阻更新發生。 Qmax錯誤。因此，我們希望首先獲得正確的Qmax，然後獲取我們的住所更新。
然後，我們要在完全放電後休息約5個小時，以便獲得良好的OCV讀數，這將是一個開始-我們獲得了用於計算Qmax的開始DOD。然後，一旦發生OCV讀取，然後清除VOK和RDIS位，則將清除IT狀態寄存器。並且您的DOD讀數將符合Qmax更新的條件。
建議您等待5小時。但是通常情況下，如果您看到VOK更清晰，那麼您就會知道OCV已被採用。然後，您可以爲學習週期開始收費，以獲取Qmax。
因此，接下來我們將電池充滿電。我們通常建議向其收取超過2的C費用。您要確保此時已啓用IT。充電開始時，IT狀態寄存器中的VOK位置1。充電結束時，FC位將置位。而且，如果您已正確配置SOC標誌，我們通常希望將FC配置爲在有效的充電終端上設置。
因此，一旦電池充滿電，該位置應置位。而且，我們將繼續獲取此包裝的Qmax。電池組充滿電後，我們接下來將其放鬆約幾個小時。這個鬆弛時間將允許有效的OCV，這將使我們獲得Qmax更新所需的第二個DOD。通常，一旦電池的dV x dt（基本上是電池電壓的斜率）小於每秒1微伏，就會發生有效的OCV讀數。
當在IT狀態寄存器中獲取此OCV時，您將看到VOK位被清除。然後，該OCV –來自該OCV讀數的DOD將有資格進行Qmax更新。就像我之前提到的，建議兩個小時。但是通常，是的，一旦您看到VOK被清除，您就會知道該量規具有更新Qmax所需的DOD信息。而且您還應該看到發生Qmax更新。並且更新狀態應從04更改爲05。
因此，這裏需要注意的是，充滿電後，電池放鬆所需的時間少於放電後所需的時間。通常是這種情況。這並非總是如此。但是，是的，總的來說，鬆弛時間比放電後要少。
這裏要注意的重要事項-您應該尋找的Qmax更新標準是OCV僅在電壓隨時間的變化非常小（在這種情況下小於每秒1微伏）時才能採用。至少90％-DOD至少有90％的變化。換句話說，過去的費用有90％從空轉爲滿。
現在我們有了Qmax，學習週期的下一步就是更新阻抗表。爲此，我們現在可以開始將電池組卸空。我們通常建議C大於5的速率以獲得合理的IR下降，以便我們可以爲電池的阻抗獲得合理的分辨率。但是速率可以低至C超過10。如果我們低於C超過10，則放電可能不符合進行電阻更新的資格。因此，我們確實要確保在放電期間有合理的電流，以便可以從IR壓降獲得準確的電阻計算。
在放電期間，電阻表將在每個網格點處更新。電阻表沿放電曲線存儲在15個網格點中。而且我們確實希望一直下降到最小電池電壓，以便我們使用實際值來更新所有電阻網格點。
因此，一旦電阻被更新，更新狀態應從0x05變爲0x06。此外，RA標誌也將針對其中一張表進行更新。通常，第一個表的標誌將從FF55 0055更改。因此，在此學習過程中，我們要確保僅啓用儀表並啓用FET。目前，我們不希望啓用諸如壽命或黑匣子之類的功能，甚至不啓用您的LED或永久性故障之類的功能。我們要保持簡單。我們要確保特別是未啓用生命週期和黑匣子，以便它們不會在數據閃存中存儲任何此類信息，這將使我們在下一步製作黃金文件時變得更加容易。
現在，我們已經完成了學習週期，現在可以準備量規以上傳我們的黃金文件了。因此，爲準備黃金文件，我們需要更改很多設置。我們需要輸入應用程序設置。而且，我們需要確保其中一些設置對於黃金文件是正確的。第一個設置是循環計數和Qmax循環計數。理想情況下，如果您尚未循環包裝，而僅完成了學習循環，則這些循環應該已經爲1。否則，我們需要將循環計數和Qmax循環計數都更改爲1。
然後，我們想將更新狀態從06更改爲02。您要確保已關閉“儀表使能”位，以便在生產包上對其進行編程時，可以給出“儀表使能”命令。只有這樣，所有參數纔開始生效。
當然，在某些情況下，客戶還將運行“現場更新”週期。在這些情況下，更新狀態可能已變爲Ox0E。我們希望將其從那種情況下的0x0E更改爲0x0A。我們只想確保Gauge Enable位未打開。
接下來，製造狀態初始化，當您執行重置時會提供初始化的參數，它告訴量規啓用了所有功能。我們希望將其設置爲0，因爲在進行生產編程時，我們希望所有這些都被禁用，直到我們專門給出這些命令爲止。下一個是CC AutoConfig中的OFFSET TAKEN位。我們想清除那一點。而且我們也想將CC Auto Offset歸零，因爲我們不想在所有其他包裝上使用一個包裝的偏移。我們希望它在黃金文件中最初爲0。我們希望讓每個包裝單獨獲得自動補償。
然後，我們還想更改充電電壓和高級充電配置。我們要爲應用程序進行設置。以前，我們已經爲ChemID和學習週期進行了設置。現在我們要對其進行更改，使其符合應用程序要求。還有我們的終止電壓，以前我們爲ChemID和學習週期過程設置了低電壓。現在，我們希望它與應用程序所需的內容匹配。
繼續準備我們的黃金文件上傳，在上傳黃金文件之前，我們還需要在儀表中設置其他特定於應用程序的參數。我們要確保所有保護閾值都滿足應用程序要求，併爲該應用程序啓用所有必需的保護，還要配置PF，永久故障閾值並啓用這些閾值。我們要根據應用程序調整電源設置。如果要使用“睡眠和關機”，“節能關機”，我們需要設置這些閾值。
另外，進入配置，如果要使用睡眠模式，我們需要在配置中進行配置。我們需要根據應用程序在設置中配置其他內容。例如，如果我們需要充電FED在充電結束時打開，則需要將Charge FET位置1。
我們需要設置SBS標誌。如果您使用的是智能充電器，則需要啓用廣播位。我們需要配置我們的LED和I / O。如果我們使用的是LED，則需要啓用它們。設置SOC標誌以用於終止充電，終止放電，完全充電和完全放電（清除後，設置時）。因此，在上傳黃金文件之前，我們需要在此時配置所有其他參數。
爲應用程序配置了指標後，接下來我們可以繼續並上傳我們的黃金文件。現在，我們將在這裏首先討論不同類型的黃金文件。我們有gg.csv文件。因此，這基本上包含您的所有設置。 RA表，您的校準參數，所有這些都包含在這裏。它不包含任何化學ID的專有信息。但是除此之外，它還包含.gg.csv文件中的所有內容。
下一個文件選項是十六進制轉儲文件。因此，這基本上是轉儲原始內存。可以從“數據內存”選項卡中完成。您單擊十六進制轉儲按鈕。您將獲得一個.gg文件，其中包含基地址，偏移地址和所有必需的數據。而且它確實還包含ChemID信息，您的校準信息，所有設置以及僅以原始數據格式的所有內容。
第三個文件選項是srec文件。 srec文件包含一個文件中包含的固件以及所有數據存儲器。這可以通過轉到“固件”選項卡並使用“讀取Srec”按鈕來獲得。您可以從該設備導出srec並將其用於生產。
現在我們有了黃金文件，讓我們看看如何使用黃金文件進行生產和生產包裝。生產過程中的典型流程是，您將在板上進行一些校準，這就是生產的校準。我們有一個非常不錯的應用筆記，可在此幻燈片中引用該筆記，以進行單獨校準。一些客戶也將僅使用標稱值進行校準。如果他們的PCB生產和組裝過程非常簡化，則這些校準參數可能不會有太大變化，在這種情況下，他們通常會拿20塊板，並獲得這些校準參數的平均值，然後在所有包裝上使用它。
下一步將是實際下載您的黃金文件。有一些TI工具可用於執行此操作。當然，您可以始終將bqStudio與gg.csv文件一起使用。首先，您將從“化學”選項卡導入ChemID，然後將gg文件導入到新包裝中。這樣，您就可以使用金色的gg文件，還可以在新包裝中編程化學ID。
另一種方法是將高級bqMTester與bqProduction軟件一起使用。 Advance bqMTester還可以幫助進行生產校準。您可以使用bqMTester和bqProduction軟件同時編程多個包裝。通常，這將使用.srec文件進行生產。因此，如果要使用此方法，則可能需要確保您的黃金文件爲.srec格式。
包裝生產的另一種流行方法是讓客戶制定自己的定製生產程序。通常，這將使用十六進制轉儲文件。他們可以編程進行塊寫入。使用此十六進制轉儲文件，他們可以在所有生產包中寫入所有需要寫入的內存。他們還可以自定義編寫他們的製造商信息，序列號，製造商名稱，生產日期以及所有這些自定義參數。通常，實施這種生產程序非常簡單。這也很普遍。
一旦下載了黃金文件並且所有新軟件包都具有所有設置，生產的最後一步通常是提供儀表啓用，FET啓用，生命週期啓用，黑匣子啓用，PF啓用和保險絲啓用命令，以及如果您使用的是LED，當然可以使用LED enable命令。因此，所有生產編程完成後，將發送所有這些命令。而且，如果您要進行任何後期製作測試，通常只需要對儀表進行啓用和FET啓用，進行測試，然後給出其餘這些命令，以確保尤其是使用壽命和黑匣子數據僅在服務投入使用後才反映出來，並且在投入使用之前不包含任何數據。
還有一些第三方工具可用於生產和測試。這些公司之一是中國的福建星雲電子公司。他們確實製作了與BQ4050配合使用的電池組生產校準和測試設備。通常，第一次生產運行的數量很少，您可以評估自己的黃金文件是否正確，生產方法是否正確，校準是否有效，並確保生產中還有其他步驟，一切進展順利，您將獲得可以向客戶發貨的高質量包裝。