一种风机后备电源电池管理保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及风力发电技术领域，具体是一种风机后备电源电池管理保护装置。风机后备电源位于机舱单个箱体内，由于后备电源充放电管理不合理，导致电池使用寿命短、故障率高，影响风机使用率和安全，增加风机运营成本。本实用新型专利技术采用加热或冷却系统控制电池箱内的温度，且通过循环给风使各电池单体的温度基本一致；在电池箱箱体长度方向的两侧设置通风装置，使气流能够分别对每个电池进行风冷散热或加热，防止单个电池出现温度异常、充放电异常，有利于电池组整体的寿命；将冷却装置设置在塔筒塔基以下的地下，并通过温度传感器检测工作部件工况温度，通过控制系统启闭冷却或加热装置，为工作部件营造适宜的环境温度。为工作部件营造适宜的环境温度。为工作部件营造适宜的环境温度。

【技术实现步骤摘要】
一种风机后备电源电池管理保护装置


[0001]本技术涉及风力发电
，具体是一种风机后备电源电池管理保护装置。

技术介绍

[0002]近年来风电行业迅速发展，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。华锐风电SL1500系列风机为三叶片、水平轴式风力发电机组，采用变速变桨双馈的发电技术，是特别为高效利用陆地风能而开发的系列机型。SL1500系列风机主要由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、控制系统、偏航系统、变桨系统、塔筒等部分组成。随着风力发电技术不断地突破，风机设备大型化发展，风为发电行业的前景变得十分广阔。变桨距系统作为大型风机的重要部件之一，对于整个风电机组系统的安全性、可靠性和经济性有着很重要的影响。在电网停止供电时，变桨后备电源系统需要为变桨距系统的直流伺服电机供电完成紧急顺桨的工作。变桨系统通常采用两套电源供电，后备电源需要在电网停止供电时起到紧急顺桨的作用，紧急顺桨的动力由电池组提供，电池组并联在直流母线上，一旦电网系统断电，电池组马上给直流电机供电，使得叶片进行紧急顺桨。关于华锐风电SL1500系列风机变桨系统后备电源的电池改造方案，可参照公开文献：CN208939655U 风机变桨系统备用电源装置，CN2016112332168 交直流一体化后备电源系统。
[0003]电池电性能分析和解剖分析所确认的失效原因，一方面是风机未设置专用充电器管理后备用电源，电池实际充电电压低于额定充电电压，电池无法进入浮充状态，使得充电容量仅达到满容量的74%左右，现有充电逻辑无法将电池充电至饱和状态；另一方面，由于电池放电之前处于未饱和状态，整个顺桨放电过程电池容量输出为45%左右，属于中度放电，影响电池的循环寿命，长期使用可能导致电池容量不足以完成整个顺桨过程，影响风机安全。上述华锐风机后备电源位于机舱单个箱体内，通过滑环同时给三个桨叶提供后备电源，由于后备电源充放电管理不合理，导致电池使用寿命短、故障率高，影响风机使用率和安全，增加风机运营成本。电池箱体采用250W加热器加热，加热器距离电池组非常近，导致局部温度过高，电池箱加热温度不平衡。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为解决上述全部或部分问题，提出了一种用于风机后备电源的电池管理方法及装置和/或电池保护装置，以期为后备电源提供硬件和/或软件的管理保护措施，提高电池的使用效率。
[0005]上述目的是由以下技术方案实现的：
[0006]一种专用于风机后备电源电池管理保护的电池箱，其特征在于：
[0007]该电池箱包括箱体、风道、送风机、引风机，箱体呈长方箱形、用于容纳电池，风道设置在箱体上、用于输送气流，送风机设置在风道的起始端、用于向风道内送风，引风机设置在风道的终结端、用于从风道向外引风；
[0008]箱体包括顶盖、底板、长侧板、短侧板，长侧板和短侧板均分别设有两个，顶盖、底板、长侧板、短侧板围合成一个长方矩形的箱体，且顶盖活动地连接在箱体上；
[0009]风道包括进风道、排风道，进风道和排风道分别设置在箱体的两个长侧板的外部、且二者紧密接合，风道与长侧板相贴合处设有多组通风孔，通风孔的位置与电池箱内构成电池组的单个电池相对应；
[0010]风道的一端伸出箱体以外，进风道伸出箱体的一端设有送风机，排风道伸出箱体的一端设有引风机；分别从送风机和引风机向外伸出的风道之间设有连接风道，该连接风道连通进风道和排风道；
[0011]送风机、进风道、箱体、排风道、引风机、连接风道形成一个封闭的气流循环通道；
[0012]电池箱包括加热装置和/或冷却装置，加热装置用于对风道内的气流加热，冷却装置用于对风道内的气流降温；加热装置和/或冷却装置设置在连接风道上。
[0013]所述气流循环通道设有新风系统。
[0014]所述新风系统包括进风口、出风口，进风口和出风口均分别设有阀门和/或过滤罩，阀门用于控制进风口或出风口的启闭，过滤罩用于过滤进入或排出气流循环通道中的空气。
[0015]所述新风系统设有空气传感器，该空气传感器用于检测气流循环通道内流通空气的质量；空气传感器和阀门均分别与风机相关控制系统相电性连接。
[0016]所述箱体设有多个定位块，该定位块设置在箱体内壁、用于固定电池。
[0017]所述定位块固定地设置在底板、长侧板、短侧板的内壁上，定位块与电池之间采用点接触；
[0018]该点接触是指定位块使电池外表面与箱体内壁之间留有间隙，且电池分别与底板、长侧板、短侧板之间的间隙在水平和垂直方向上是贯通的。
[0019]所述加热装置是电加热器。
[0020]所述加热装置设有温度传感器，该温度传感器与风机相关控制系统相电性连接。
[0021]所述冷却装置是油冷装置。
[0022]所述油冷装置包括冷却箱、换热管、油管，冷却箱设置在连接风道上，冷却箱内设有盘绕的油管，该油管上设有鳍片，油管和鳍片外壁与冷却箱内壁之间形成气流冷却通道；
[0023]换热管采用包括但不限于螺旋管、蛇形管、圆形环绕管等弯折方式中的任一种，且换热管设在风机塔筒塔基的地下，换热管与冷却箱之间通过油管相连通，冷却箱、换热管、油管形成闭合的循环油冷系统。
[0024]所述油冷装置设有温度传感器、油泵，油泵设有控制开关，该温度传感器及控制开关均分别与风机相关控制系统相电性连接。
[0025]本技术的有益效果是：
[0026]（1）单体蓄电池故障使其接受充电的能力不足，导致其所在整组电池对于充电的接受能力不同以致欠充电、过充电现象。整组电池中部分电池处于一直“吃不饱”的状态；整组电池中部分电池不得不接受高电压充电，从而出现过充，处于一直“撑饱了”。长期的欠充与过充，是导致电池损坏加速。本技术采用加热或冷却系统控制电池箱内的温度，且通过循环给风使各电池单体的温度基本一致，防止单个电池出现温度异常、充放电异常，有利于电池组整体的寿命；
[0027]（2）在电池箱箱体长度方向的两侧设置通风装置，使气流能够分别对每个电池进行风冷散热或加热，且通过循环给风使各电池单体的温度基本一致，防止单个电池出现温度异常、充放电异常，有利于电池组整体的寿命；
[0028]（3）我国北方大部分风电场地处戈壁滩、高原、沙漠、草原等环境，6至9月份室外空气温度高达30℃以上，地表温度可达40℃以上，塔筒内温度可高达55℃以上，电器元件50℃报警至55℃自动退出，塔筒平台内发热设备有变频器、控制柜、各线路、干式变压器等，部分发热设备可高达80℃，并且持续发热，极易出现故障。本技术将冷却装置设置在塔筒塔基以下的地下，并通过温度传感器检测工作部件工况温度，通过控制系统启闭冷却或加热装置，为工作部件营造适宜的环境温度，减少故障、大幅延长使用寿命。
附图说明
[0029]图1 是本技术实施例2的结构示意图；
[0030]图2 是本技术实施例2中气流循环通道的结构示意图；
[0031]图3是本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机后备电源电池管理保护装置，该保护装置包括电池箱、电池组、电池管理系统、配电单元及电路，其特征在于：该电池箱包括箱体、风道、送风机、引风机，箱体呈长方箱形、用于容纳电池，风道设置在箱体上、用于输送气流，送风机设置在风道的起始端、用于向风道内送风，引风机设置在风道的终结端、用于从风道向外引风；箱体包括顶盖、底板、长侧板、短侧板，长侧板和短侧板均分别设有两个，顶盖、底板、长侧板、短侧板围合成一个长方矩形的箱体，且顶盖活动地连接在箱体上；风道包括进风道、排风道，进风道和排风道分别设置在箱体的两个长侧板的外部、且二者紧密接合，风道与长侧板相贴合处设有多组通风孔，通风孔的位置与电池箱内构成电池组的单个电池相对应；风道的一端伸出箱体以外，进风道伸出箱体的一端设有送风机，排风道伸出箱体的一端设有引风机；分别从送风机和引风机向外伸出的风道之间设有连接风道，该连接风道连通进风道和排风道；送风机、进风道、箱体、排风道、引风机、连接风道形成一个封闭的气流循环通道；电池箱包括加热装置和/或冷却装置，加热装置用于对风道内的气流加热，冷却装置用于对风道内的气流降温；加热装置和/或冷却装置设置在连接风道上。2.根据权利要求1所述的一种风机后备电源电池管理保护装置，其特征在于：所述气流循环通道设有新风系统；所述新风系统包括进风口、出风口，进风口和出风口均分别设有阀门和/或过滤罩，阀门用于控制进风口或出风口的启闭，过滤罩用于过滤进入或排出气流循环通道中的空气；所述新风系统设有空气传感器，该空气传感器用于检测气流循环通道内流通空气的质量；空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：高金波，王金宁，杜宝刚，李广海，
申请(专利权)人：华能新能源股份有限公司蒙东分公司，
类型：新型
国别省市：