CN102157759B

CN102157759B - 一种给风力发电机紧急变桨电池组的充电管理方法

Info

Publication number: CN102157759B
Application number: CN2011100459748A
Authority: CN
Inventors: 邓琛; 熊弦
Original assignee: XEMC Windpower Co Ltd
Current assignee: XEMC Windpower Co Ltd
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2031-02-25
Also published as: CN102157759A

Abstract

一种给风力发电机紧急变桨电池组的充电管理方法，其包括以下步骤：（1）电池电量检测，并将每个电池的输出电压数据予以记录，对电池电压进行大小排序；（2）判断输出电压是否有低于额定电压30%的电池，若为是，执行电池损坏报警程序；若为否，则对所有电池的电压大小进行比较，选择电压最低的电池作为优先充电电池；（3）对所选择的充电电池的电压大小进行判断，选择充电方式进行充电；（4）充电过程中，若电池开始使用，立刻停止充电；（5）全部电池充电完成以后，以固定周期进行对电池的浮充充电。使用本发明方法，可以有效保证电池组中各个单体电池在充电时电量的均衡，延长电池的使用寿命。

Description

一种给风力发电机紧急变桨电池组的充电管理方法

技术领域

本发明涉及一种电力电子设备控制方法，特别是涉及一种风力发电机组变桨电池组的充电管理方法，用于对电池组的低压充电控制和管理。

背景技术

传统的电池组充电方法，往往是根据电池组数量的多少，设计不同电压的充电器，对整个电池组进行整体充电，此时，一般是用交流电源整流后对整个串联的电池组进行统一充电。这种充电方法，充电电压只针对整个电池组，没有考虑到单个电池之间的性能，及放电量不均衡问题，因此，这种充电方法对单个电池的寿命有负面影响。

在风机内部，紧急变桨电池组是风机重大故障停机后变桨的关键部件，它为变桨提供动力电源。所以，延长紧急变桨电池的使用寿命，提高其可靠性，实时监控电池状态，对整个风机的稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可延长风机变桨电池组使用寿命及工作可靠性的风力发电机组内变桨电池组的充电管理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种变桨电池组的充电管理方法，其包括以下步骤：（1）电池电量检测：将变桨电池组内每个电池接上一个相同的负载，接上负载4-12秒后，逐次测量单个电池的输出电压大小，并将每个电池的输出电压数据予以记录，对电池电压进行大小排序；（2）判断输出电压是否有低于额定电压30%的电池，若有低于额定电压30%的电池，则电池有损坏，进入损坏报警程序；若电池组每个电池的输出电压均大于或等于其额定电压的30%，则对所有电池的电压大小进行比较，选择电压最低的电池作为优先充电电池；（3）对所选择的充电电池的电压大小进行判断，选择充电方式：恒流方式或恒压方式，进行充电；并通过充电过程中的电压检测，实现两种充电方式的转换；（4）充电过程中，若电池开始使用，立刻停止充电，等待电池停止使用后，继续进行充电；（5）全部电池充电完成以后，以固定周期进行对电池的浮充充电。

所述步骤（1），负载大小宜为电池额定容量的50%；接上负载5秒或10秒后，逐次测量单个电池的输出电压大小。

所述步骤（3），当单电池电压小于额定电压的95%时，宜选用变压恒流充电方式充电，充电电流大小宜限制为电池额定电流的15-22%（优选20%）；进入恒流方式充电后，宜以28-32分钟（优选30分钟）为一检测周期，对电池电压进行检测，当检测到电压仍小于额定电压的95%时，继续循环进入恒流方式充电；当检测到电压≥额定电压的95%时，则转换为恒压充电方式，充电电压为额定电压的115%；在恒压方式下，仍以28-32分钟（优选30分钟）为一检测周期，当电压充到超过额定电压的105%后，停止充电，电池充电完成；

若初始检测电压大于额定电压的95%，则直接进入恒压充电方式，在恒压方式下，以28-32分钟（优选30分钟）为一检测周期，当电压充到超过额定电压的105%后，停止充电，电池充电完成；

若初始检测电压大于额定电压的105%，不需要充电；

单电池充电完成后，进入下一个电池充电。

在充电过程中检测到电池正在使用，必须马上停止充电；等待电池使用完毕，然后继续充电；

所述步骤（5），浮充充电的固定周期宜为46-50小时（优选48小时），每周期内对单个电池可充电18-22分钟（优选20分钟）；浮充电宜采用恒压充电方式。

使用本发明方法，可以有效保证电池组中各个单体电池在充电时电量的均衡，在一定程度上延长电池的使用寿命，同时便于通过计算机实现对电池组各个单电池状态的实时监控和报警，提高风机紧急变桨系统运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明电池充电与管理方法主流程框图；

图2为针对单个电池的电压检测电路图；

图3为本发明针对单个电池的充电流程框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参照图1，开始后，首先进行步骤101单个电池电压检测（检测方式参见图2），然后进入步骤102记录所有电池电压并按大小排序，此流程将检测的每个电池的输出电压数据予以记录并按电压大小排序；接着进行步骤103判断电压小于30%流程，此流程判断输出电压是否有低于额定电压30%的电池，若为是，则表示电池有故障，进入步骤105，进行电池损坏报警，此时需要进行电池更换；若为否，则进入步骤104，选择充电电池，即对所有电池的电压大小进行比较，选择电压最低的电池作为优先充电电池；接着，进入步骤106，即单电池充电管理流程106（单电池充电管理流程具体参见图3）：充电完成，则执行步骤107，判断电池组的所有电池是否均完成充电；若为否，则返回步骤104，选择充电电池；若为是，则执行步骤108，进入电池浮充状态，浮充固定周期为48小时，每周期内对单个电池充电20分钟；浮充电采用恒压充电方式。对电池进行浮充，目的在于保证电池的电量稳定；在步骤106的充电过程中，若电池开始使用，应立刻执行步骤109，停止充电；待电池使用完成，执行步骤110，继续进行充电；该电池充电完成后，则返回步骤104，选择下一个充电电池。

图2为步骤101对单个电池电压检测的电路图。如图2所示，电压检测电路203和电池201之间接上负载202，负载202的大小为电池201额定的50%，接上负载202等待5秒后，电压检测电路203才能读取电池201此时的输出电压。此项检测的目的是为了获得电池在实际负载能力下的真实电压值。用所述方法在不同的电池间进行监测切换，将所有单电池电压循环检测一次后，记录下所有电池电压数据。

参照图3，开始准备对单体电池进行充电时，首先执行步骤301，进行电压判断，若该电池电压小于其额定电压的95%，则执行步骤304，进入恒流充电方式，充电电流大小限制为电池额定电流的20%，进入恒流充电方式后，返回步骤101，以30分钟为一检测周期，对该单体电池电压进行检测，然后执行步骤305，对检测到的电压值进行是否大于其额定电压95%的判断，若为否，返回步骤304，继续以恒流方式进行充电，若为是，则执行步骤303，转换为恒压充电方式，同样以30分钟为一检测周期，对该单体电池电压进行检测，然后执行步骤306，对检测到的电压是否大于额定电压的105%进行判断，若为是，执行步骤302，停止充电。

若初始检测电压大于额定电压的95%，则直接执行步骤303，进入恒压充电方式，在恒压方式下，以30分钟为一检测周期，对该单体电池电压进行检测，然后执行步骤306，对检测到的电压是否大于额定电压的105%进行判断，若为是，执行步骤302，停止充电。。

若初始检测电压大于额定电压的105%，不需要充电。

单个电池完成充电后，则跳回主流程，执行步骤107，判断是否所有电池完成充电，之后，根据最早的电压排序值从小到大继续循环进行未充电电池的单体充电流程。如此循环，直到全部充满。

Claims

1. 一种给风力发电机紧急变桨电池组的充电管理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）电池电量检测：将变桨电池组内每个电池接上一个相同的负载，接上负载4-12秒后，逐次测量单个电池的输出电压大小，并将每个电池的输出电压数据予以记录，对电池电压进行大小排序；（2）判断输出电压是否有低于额定电压30%的电池，若有低于额定电压30%的电池，则电池有损坏，进入损坏报警程序；若电池组每个电池的输出电压均大于或等于其额定电压的30%，则对所有电池的电压大小进行比较，选择电压最低的电池作为优先充电电池；（3）对所选择的充电电池的电压大小进行判断，选择充电方式：恒流方式或恒压方式，进行充电；并通过充电过程中的电压检测，实现两种充电方式的转换：当单电池电压小于额定电压的95%时，选用变压恒流充电方式充电，充电电流大小限制为电池额定电流的15-22%；进入恒流方式充电后，以28-32分钟为一检测周期，对电池电压进行检测，当检测到电压仍小于额定电压的95%时，继续以恒流方式充电；当检测到电压≥额定电压的95%时，则转换为恒压充电方式充电；在恒压方式下，仍以28-32分钟为一检测周期，当电压充到超过额定电压的105%后，停止充电，电池充电完成；若初始检测电压大于额定电压的95%，则直接进入恒压充电方式，在恒压充电方式下，以28-32分钟为一检测周期，当电压充到超过额定电压的105%后，停止充电，电池充电完成；单电池充电完成后，进入下一个电池充电；（4）充电过程中，若电池开始使用，立刻停止充电，等待电池停止使用后，继续进行充电；（5）全部电池充电完成以后，以固定周期进行对电池的浮充充电：浮充充电的固定周期为46-50小时，每周期内对单个电池充电18-22分钟；浮充电采用恒压充电方式。

2.根据权利要求1所述的给风力发电机紧急变桨电池组的充电管理方法，其特征在于：步骤（3）中，对电池电压进行检测的周期均为30分钟。

3.根据权利要求1所述的给风力发电机紧急变桨电池组的充电管理方法，其特征在于：步骤（5）中，所述浮充充电的固定周期为48小时，每周期内对单个电池充电20分钟。