一種多蓄電池自動連續(xù)充電轉(zhuǎn)換裝置的開發(fā)實踐

淮安信息職業(yè)技術學院 李瑞金，魏緒懿，張振標，李 健，胡正柏

蓄電池是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的電源設備。以汽車工業(yè)為例，無論是傳統(tǒng)的發(fā)動機驅(qū)動型汽車，還是新能源汽車，都離不開蓄電池。而蓄電池的缺點之一，是充電時間長。根據(jù)調(diào)查，開設汽車檢測與維修專業(yè)的大中專院校，汽車實訓整車和發(fā)動機實訓臺架是最多也最常用的設備。這些設備的共同特征都要使用蓄電池。以本校汽車工程學院為例，常用的整車有10臺，發(fā)動機臺架（能夠起動運行）有20多臺。實踐教學的固有規(guī)律，使得這些整車及臺架上的蓄電池需要經(jīng)常充電。為滿足次日上課需求，實驗員老師必須在下班前將需要充電的蓄電池全部充滿。充電器少、蓄電池多，是另一個現(xiàn)實狀況。因此，在前一個蓄電池充滿電后，必須及時將充電器換至下一蓄電池進行充電，才可在工作時間內(nèi)保證所有待充蓄電池完成充電。其弊端，一是需要不間斷有人監(jiān)管；二是在實驗員有上課任務時，會導致來不及全部充電，影響上課需要。因此，開發(fā)出一款能夠在工作人員不在現(xiàn)場時間內(nèi)將所有蓄電池充滿的轉(zhuǎn)換設備具有現(xiàn)實意義和實用價值。

1 研究目標及主要內(nèi)容

1.1 研究目標

主要目標是開發(fā)一種智能自動充電轉(zhuǎn)換設備，這種設備具有以下功能：能夠和不同種類的充電器連接，并依靠連接的充電器為蓄電池充電；能夠為多個蓄電池充電，并能檢測蓄電池端電壓；能夠在蓄電池充滿電后自動停止充電；能夠在某個蓄電池充滿電后，根據(jù)檢測結果，按次序為下一個欠壓蓄電池充電；能夠防止蓄電池正負極反接。

1.2 主要研究內(nèi)容

（1）整體方案的設計。根據(jù)功能要求，設計出可行的整體方案。對團隊而言，既要符合自身專業(yè)能力、利于學識增長，又要根據(jù)能力現(xiàn)狀能夠成功開發(fā)、提升實踐水平。對產(chǎn)品而言，既能實現(xiàn)便捷地為多臺蓄電池自動輪流不間斷充電，又能夠降低成本，便于技術轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品推廣。

（2）功能框圖的設計。根據(jù)功能要求，功能框圖應至少由5個模塊組成。同時，還應結合充電蓄電池進行其他外圍功能的擴展設計。外部框圖如圖1所示，內(nèi)部功能模塊如圖2所示。

圖1 帶轉(zhuǎn)換裝置的充電系統(tǒng)框圖

2 具體方案設計

2.1 框圖設計

包括充電轉(zhuǎn)換裝置在內(nèi)的充電系統(tǒng)框圖如圖3所示，內(nèi)部電路設計具體如圖4所示。

2.2 控制邏輯

根據(jù)設計目標，采用低成本ATMEL 公司80C51系列單片機和易編程的C程序語言進行控制邏輯設計。程序框圖如圖5所示。

3 結語

通過開發(fā)，該蓄電池連續(xù)充電轉(zhuǎn)換裝置能夠使用1臺充電器，同時為多臺（設計為5臺）蓄電池進行連續(xù)不間斷充電，不僅節(jié)省了蓄電池充電器的采購成本，而且節(jié)約了充電管理人員的時間，提高了效率。

圖2 自動充電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部組成模塊

圖3 充電系統(tǒng)框圖

圖4 內(nèi)部電路設計

圖5 控制邏輯圖