一种多蓄电池自动连续充电转换装置的开发实践

淮安信息职业技术学院 李瑞金，魏绪懿，张振标，李 健，胡正柏

蓄电池是工业生产中非常重要的电源设备。以汽车工业为例，无论是传统的发动机驱动型汽车，还是新能源汽车，都离不开蓄电池。而蓄电池的缺点之一，是充电时间长。根据调查，开设汽车检测与维修专业的大中专院校，汽车实训整车和发动机实训台架是最多也最常用的设备。这些设备的共同特征都要使用蓄电池。以本校汽车工程学院为例，常用的整车有10台，发动机台架（能够起动运行）有20多台。实践教学的固有规律，使得这些整车及台架上的蓄电池需要经常充电。为满足次日上课需求，实验员老师必须在下班前将需要充电的蓄电池全部充满。充电器少、蓄电池多，是另一个现实状况。因此，在前一个蓄电池充满电后，必须及时将充电器换至下一蓄电池进行充电，才可在工作时间内保证所有待充蓄电池完成充电。其弊端，一是需要不间断有人监管；二是在实验员有上课任务时，会导致来不及全部充电，影响上课需要。因此，开发出一款能够在工作人员不在现场时间内将所有蓄电池充满的转换设备具有现实意义和实用价值。

1 研究目标及主要内容

1.1 研究目标

主要目标是开发一种智能自动充电转换设备，这种设备具有以下功能：能够和不同种类的充电器连接，并依靠连接的充电器为蓄电池充电；能够为多个蓄电池充电，并能检测蓄电池端电压；能够在蓄电池充满电后自动停止充电；能够在某个蓄电池充满电后，根据检测结果，按次序为下一个欠压蓄电池充电；能够防止蓄电池正负极反接。

1.2 主要研究内容

（1）整体方案的设计。根据功能要求，设计出可行的整体方案。对团队而言，既要符合自身专业能力、利于学识增长，又要根据能力现状能够成功开发、提升实践水平。对产品而言，既能实现便捷地为多台蓄电池自动轮流不间断充电，又能够降低成本，便于技术转化和产品推广。

（2）功能框图的设计。根据功能要求，功能框图应至少由5个模块组成。同时，还应结合充电蓄电池进行其他外围功能的扩展设计。外部框图如图1所示，内部功能模块如图2所示。

图1 带转换装置的充电系统框图

2 具体方案设计

2.1 框图设计

包括充电转换装置在内的充电系统框图如图3所示，内部电路设计具体如图4所示。

2.2 控制逻辑

根据设计目标，采用低成本ATMEL 公司80C51系列单片机和易编程的C程序语言进行控制逻辑设计。程序框图如图5所示。

3 结语

通过开发，该蓄电池连续充电转换装置能够使用1台充电器，同时为多台（设计为5台）蓄电池进行连续不间断充电，不仅节省了蓄电池充电器的采购成本，而且节约了充电管理人员的时间，提高了效率。

图2 自动充电转换装置内部组成模块

图3 充电系统框图

图4 内部电路设计

图5 控制逻辑图