CN103413983B - 风力发电机组用铅酸电池组的充电方法及充电管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机组用铅酸电池组的充电方法及充电管理***，所述充电方法步骤如下：检测单体电池电压是否低于60%，若是则提示故障，不是则再检测电压是否低于90%，若是则进行充电，若不是，则跳到下个单体电池继续检测；检测单体电池电压是否低于100%，若是则进行充电，达到100%后转到恒压充电；若不是，则直接转到恒压充电模式；接着判断电池是否完成此单体电池充电过程,若是，转到判断下一个单体电池；若不是，则继续恒压充电；完成了电池组各个单体电池补充充电阶段后，每半小时启动电压检测和相应的补充程序。本发明缩短了电池组充电时间，避免了电池的极化现象且能修复部分轻度损坏铅酸电池，延长了铅酸电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅酸电池组的充电管理***及充电方法，特别涉及一种风力发电机组用铅酸电池组的充电方法及充电管理***。
背景技术
风能是新能源的重要组成部分，并且风力资源十分丰富，具有广阔的开发应用前景。随着风力发电技术的日趋完善，风力发电机组单机容量也不断增大，而风力发电机组的控制***是风力发电机组的大脑，不仅承担了风电机组的安全运行任务，最主要的是通过适当的控制方法及控制策略实现最大风能捕获。变桨距是合理控制桨叶节距角，在额定风速以下运行时，与变速恒频技术结合能够最大限度地获取能量；在额定风速以上运行时，能够得到稳定的功率输出。考虑到风机在风场有风速过大和风力发电***必要维护等紧急情况，需要快速将风机桨叶收桨，此时就需要由铅酸电池组给变桨***紧急供电，以确保风机安全。由于铅酸电池本身不一致性及内部构造的特点，现有的铅酸电池组充电方式不能很好地实现快速充电及均衡充电，缩短了整个电池组的寿命，不利于整个风力发电***安全稳定运行。故保证变桨用电池组的稳定性和可靠性，具有重要意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种工作稳定可靠、充电效率高、能避免电池极化现象的风力发电机组用铅酸电池组的充电方法及充电管理***。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种风力发电机组用铅酸电池组的充电方法，其包括以下步骤：
(1)检测第一个单体电池电压是否低于60%，若是，则通过显示单元提示故障；若不是，则再检测电压是否低于90%，若是，则进入脉冲充电模式Ⅰ，实时检测所充电池电压，重复检测电压是否低于90%；若不是，则跳到下个单体电池继续检测；
(2)完成了对电池组各个单体电池的充电后，转到对电池组单体电池补充充电阶段；
(3)检测单体电池电压是否低于100%，若是，则进入脉冲充电模式Ⅱ，实时检测所充电池电压，达到100%后转到恒压充电；若不是，则直接转到恒压充电模式；
(4)通过充电电流反馈判断电池是否完成此单体电池充电过程,若是，转到判断下一个单体电池；若不是，则继续恒压充电；
(5)完成了电池组各个单体电池补充充电阶段后，每半小时启动电压检测和相应的补充程序；
(6)当控制芯片收到来自外部紧急使用信号时，停止充电，使电池组对***供电。
所述步骤(1)中的脉冲充电模式Ⅰ是正负脉冲充电，正负脉冲比例控制在7:1且正负脉冲转换间***停充时间(与负脉冲充电时间相等)，构成“正脉冲-停充-负脉冲-停充”模式，依此循环，此时充电电流控制在0.2C～0.3C之间。
所述步骤(3)中的脉冲充电模式Ⅱ是正负脉冲充电，正负脉冲比例控制在5:1且正负脉冲转换间***停充时间(与负脉冲充电时间相等)，构成“正脉冲-停充-负脉冲-停充”模式，依此循环，此时充电电流控制在0.1C。
一种风力发电机组铅酸电池组的充电管理***，包括电池组，电池组分别与温度检测单元、电压检测单元的输入端相连，温度检测单元、电压检测单元的输出端与光电隔离单元相连，光电隔离单元与单片机相连，单片机、脉冲控制单元、充放电管理单元、电池组依次连接，充放电管理单元与电压、电流反馈单元相连，电压、电流反馈单元与单片机相连。
所述风力发电机组铅酸电池组的充电管理***还包括显示单元，显示单元与单片机相连。
所述温度检测单元为温度传感器。
所述电压检测单元为电压传感器。
本发明的有益效果在于：本发明风力发电机组铅酸电池组的充电管理***能高精度检测所充电池组的电压和温度，并将电压和温度信号经光电隔离单元送给单片机处理；单片机控制脉冲控制单元对充放电管理单元充电，具有工作稳定可靠、成本低的优点；本发明风力发电机组用铅酸电池组的充电方法，可以大大缩短电池组充电时间并能有效消除各个单体电池由于不一致性而造成的问题，使用的正负脉冲充电模式极大地避免了电池的极化现象，且能修复部分轻度损坏铅酸电池，延长了铅酸电池组的使用寿命，在降低了成本的同时进一步确保了风力发电***的安全和稳定系数。
附图说明
图1为本发明风力发电机组用铅酸电池组的充电方法流程图。
图2为本发明风力发电机组铅酸电池组的充电管理***结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，风力发电机组用铅酸电池组的充电方法流程如下：
(1)判断第一个单体电池电压是否低于60%，若是，则通过显示单元提示故障；若不是，则再判断电压是否低于90%，若是，则进入脉冲充电模式Ⅰ，定时检测所充电池电压，重复判断电压是否低于90%；若不是，则跳到下个单体电池继续检测；
(2)完成对电池组各个单体电池的快速充电后，此时已保证了电池组充入了90%左右的电量，然后转到对电池组单体电池补充充电阶段；
(3)检测电池电压是否低于100%，若是，则转到脉冲充电模式Ⅱ充电，定时检测电压，达到100%，然后转到恒压充电；若不是，直接转到恒压充电模式；
(4)通过充电电流反馈判断电池是否完成此单体电池充电过程,若是，转到判断下一个单体电池；若不是，则继续恒压充电；
(5)完成了电池组各个单体补充阶段充电后，每半小时启动电压检测和相应的补充程序；
(6)当控制芯片收到来自外部紧急使用信号时，停止充电，使电池组对***供电。
步骤(1)中的脉冲充电模式Ⅰ是正负脉冲充电，正负脉冲比例为7:1且正负脉冲转换间***停充时间，构成“正脉冲-停充-负脉冲-停充”模式，依此循环，此时充电电流控制在0.2C。
步骤(3)中的脉冲充电模式Ⅱ是正负脉冲充电，正负脉冲比例为5:1且正负脉冲转换间***停充时间，构成“正脉冲-停充-负脉冲-停充”模式，依此循环，此时充电电流控制在0.1C。
如图2所示，本发明风力发电机组铅酸电池组的充电管理***包括电池组、温度检测单元、电压检测单元、光电隔离单元、单片机、显示单元、脉冲控制单元、充放电管理单元，电池组分别与温度检测单元、电压检测单元的输入端相连，温度检测单元、电压检测单元的输出端与光电隔离单元相连，光电隔离单元与单片机相连，显示单元与单片机相连，单片机、脉冲控制单元、充放电管理单元、电池组依次连接，充放电管理单元与电压、电流反馈单元相连，电压、电流反馈单元与单片机相连。
电压检测单元能高精度检测所充电池端电压并将电压信号经光电隔离单元送给单片机处理；温度检测单元是由温度传感器检测所充电池内部温度并将温度信号经光电隔离单元送给单片机处理；单片机根据主程序执行情况控制正负脉冲的宽度及正负脉冲转换间停顿时间送到充放电管理单元实现对脉冲充电；充放电管理单元可充电电压及充电电流信息反馈给单片机处理；单片机外接显示单元显示充电状态相关信息(如充电电池号、电池温度、故障信息等)，同时单片机预留接受外部紧急控制信号端口，确保紧急变桨电源供应。
Claims (3)
1.一种风力发电机组用铅酸电池组的充电方法，其包括以下步骤：
(1)检测第一个单体电池电压是否低于60%，若是，则通过显示单元提示故障；若不是，则再检测电压是否低于90%，若是，则进入脉冲充电模式Ⅰ，实时检测所充电池电压，重复检测电压是否低于90%；若不是，则跳到下个单体电池继续检测；
(2)完成了对电池组各个单体电池的充电后，转到对电池组单体电池补充充电阶段；
(3)检测单体电池电压是否低于100%，若是，则进入脉冲充电模式Ⅱ，实时检测所充电池电压，达到100%后转到恒压充电；若不是，则直接转到恒压充电模式；
(4)通过充电电流反馈判断电池是否完成此单体电池充电过程,若是，转到判断下一个单体电池；若不是，则继续恒压充电；
(5)完成了电池组各个单体电池补充充电阶段后，每半小时启动电压检测和相应的补充程序；
(6)当控制芯片收到来自外部紧急使用信号时，停止充电，使电池组对***供电。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组用铅酸电池组的充电方法，其特征在于：所述步骤(1)中的脉冲充电模式Ⅰ是正负脉冲充电，正负脉冲比例控制在7:1且正负脉冲转换间***停充时间，构成“正脉冲-停充-负脉冲-停充”模式，依此循环，此时充电电流控制在0.2C～0.3C之间。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组用铅酸电池组的充电方法，其特征在于：所述步骤(3)中的脉冲充电模式Ⅱ是正负脉冲充电，正负脉冲比例控制在5:1且正负脉冲转换间***停充时间，构成“正脉冲-停充-负脉冲-停充”模式，依此循环，此时充电电流控制在0.1C。
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