一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，包括CPU模块、MOS管、直流互感器以及温度电阻，所述MOS管、直流互感器以及温度电阻均与CPU模块连接，所述MOS管还与直流互感器连接；所述MOS管受CPU模块控制，根据需要调整MOS管的导通时间，并根据需要调整电池的充电电压、电流甚至关断电池充电，所述温度电阻用于检测电池环境温度以及电池温度，所述CPU模块用于根据温度数据控制对电池充电的电压、电流以及充电容量，所述直流互感器用于检测电池的充放电电流。可以保证风电变桨控制系统的电池永远处于安全的充电状态，而且，在电池充满电状态下，关闭电池浮充，极大提高电池寿命，既节能环保，又节约投资。
【专利说明】
一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及风电变桨控制系统电池寿命延长技术领域，特别涉及一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置。
【背景技术】
[0002]风电变桨控制系统内部的电池，是风电变桨控制系统一个很重要的组成部分。但是，由于受使用环境等诸多因素的影响，这个电池的寿命很短，严重影响了风电系统的可靠运行。风电变桨控制系统内部的电池的寿命，很多场合只有2-3年的寿命，部分场合甚至只有一年的寿命。电池报废带来很大的经济损失，也带来很大的环境污染。另外，由于电池寿命短，每次更换电池都需要把风机停下来进行维护，每次停机，都会导致风电发电的中断，这个发电中断，也导致经济上极大的损失。
[0003]风电变桨控制系统作为后备能源的电池，不管是铅酸蓄电池还是锂电池，或者其他类型的二次电池，都对外部环境温度有比较高的要求。但是，作为风电变桨控制系统的场合，基本上不可能给电池提供安全的工作环境温度。
[0004]其次，电池作为物理、化学物质共同作用的产物，电池报废带来极大的环境污染。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，可以将外部电路对电池施加的电压、电流根据电池的个数，容量、电压状况、工作环境温度进行智能调节，从而达到保护电池的目的。
[0006]为了到达上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]本实用新型的一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，包括CPU模块、MOS管、直流互感器以及温度电阻，所述MOS管、直流互感器以及温度电阻均与CPU模块连接，所述MOS管还与直流互感器连接;所述MOS管受CPU模块控制，根据需要调整MOS管的导通时间，并根据需要调整电池的充电电压、电流甚至关断电池充电，所述温度电阻用于检测电池环境温度以及电池温度，所述CHJ模块用于根据温度数据控制对电池充电的电压、电流以及充电容量，所述直流互感器用于检测电池的充放电电流。
[0008]作为优选的技术方案，所述MOS管内设有单向二极管，当外部设备缺电时，电池通过单向二极管给风电变桨控制系统提供后备电源。
[0009]作为优选的技术方案，还包括两个电压采集模块，其中一个电压采集模块设置在CPU模块和直流互感器之间，另一个电压采集模块设置在CPU模块和MOS管之间。
[0010]作为优选的技术方案，所述CPU模块包括CPU处理器、复位电路、时钟电路、程序存储器、RAM、A/D采集器以及PffM信号发生器，所述复位电路、时钟电路与CPU处理器连接，所述程序存储器、RAM、A/D采集器以及PffM信号发生器通过总线与CPU处理器连接。
[0011]作为优选的技术方案，所述直流互感器采用直流穿心互感线圈。
[0012]作为优选的技术方案，所述温度电阻的测试范围在-30°C—+100°C。
[0013]作为优选的技术方案，所述温度电阻采用金属片作为温度感应区，通过金属片与蓄电池连接头连接，直接探测蓄电池连接头温度。
[0014]作为优选的技术方案，所述电池是铅酸蓄电池、锂电池或者其他材料构成的二次电池。
[0015]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0016]1、本实用新型的一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，可以保证风电变桨控制系统的电池永远处于安全的充电状态，而且，在电池充满电状态下，关闭电池浮充，极大提高电池寿命，既节能环保，又节约投资。
[0017]2、采用本实用新型的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，延长风电变桨控制系统电池寿命延长内部电池寿命3倍以上，具备极大的经济价值及社会价值。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型装置的结构方框图；
[0019]图2是本实用新型CPU模块的结构原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0021 ]实施例
[0022]如图1所示，本实施例的一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，包括CPU模块、MOS管、直流互感器以及温度电阻，所述MOS管、直流互感器以及温度电阻均与CPU模块连接。
[0023]如图2所示，所述CPU模块包括CPU处理器(图2中简称CPU)、复位电路、时钟电路、程序存储器FLASH、RAM、A/D采集器以及P丽信号发生器(即图2中的P丽输出)，所述复位电路、时钟电路与CPU处理器连接，所述程序存储器、RAM、A/D采集器以及PffM信号发生器通过总线与CPU处理器连接。
[0024]所述温度电阻的测试范围在-30°C —+100°C;所述温度电阻采用金属片作为温度感应区，通过金属片与蓄电池连接头连接，直接探测蓄电池连接头温度。
[0025]本实施例的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置装置串联在风电变桨控制系统电池的充电输出与电池之间。MOS管受CPU控制，根据需要调整MOS管的导通时间，可以根据需要调整电池的充电电压、电流甚至关断电池充电，MOS管内部具备单向二极管，当风电变桨控制系统需要电池供电时，电池可以通过单向二极管给变桨控制系统提供后备电源;温度电阻的电阻值可以跟随外部温度变化而变化，采用它检测风电变桨控制系统电池的环境温度以及电池温度，CPU可以对这个变化数据进行A/D转化，获得温度数据，根据温度数据控制对电池充电的电压、电流以及充电容量；穿心直流互感线圈可以检测电池的充放电电流，这个数据经过外部电路提供给CPU进行A/D量化处理；电池的充电，放电电压通过电压采集模块连接到CHJ进行A/D量化处理，给CPU提供控制依据。
[0026]本实施例针对采用220V，7.2AH铅酸蓄电池的风电变桨控制系统对本实用新型专利进行描述，常规情况下，这种电池采用18个12V的蓄电池组成电池组。
[0027]首先，这个电池的充电电流，原则上需要采用0.1C的充电电流，也就是720mA的电流，CPU就必须严格控制这个电池的充电电流小于或者等于720mA。
[0028]其次，针对220V的电池，根据国际规范，它的浮充电压是240V，CPU需要严格保证，对蓄电池的浮充电压，不能超过这个电压值。
[0029]由于风电变桨控制系统的电池常规工作在直流电压比较高的场合，因此，本实施例中的电路中的直流电压检测电路需要采用隔离的检测方式。由于需要检测电池的充电电压以及电池本身的电压，图1中的Vl，V2就需要2路单独的电压检测电路。高压隔离的电压检测电路多种多样，但是，技术都比较成熟，这里，不做详细介绍。
[0030]图1中的电流检测，由于采用直流穿心互感线圈，本身具备很好的隔离措施，无需采用特殊的电路。然而，考虑到需要检测电池的充电、放电电流，这个互感线圈的输出具备不同极性的输出数据，需要采用运算放大器对这个极性信号进行处理，保证(PU可以获得这个不同方向的电流检测数据。
[0031]在实际使用中，环境温度对电池的寿命至关重要。相对标准工作环境温度为25°C，温度每升高10°C，电池寿命缩短一半。因此，本实施例严格检测环境温度以及电池本身温度。当环境温度高于35°C时，根据电池是否充满电的状态，降低甚至关断电池的充电。而当充电过程中，检测到电池的温度高于45°C时，也根据电池是否充满电的状态，降低或者关断电池的充电。在外部温度比较低时，适当提高电池的充电电压，保证电池可以充入更大的容量。当然，充电的前提是电池的温度不能过高，常规设定电池的高温限制在45°C。
[0032]由于电池是在外部供电中断的情况下，电池对变桨控制系统电路供电，保证风电变桨控制系统可以继续工作。实际工作中，外部供电中断的概率很低，电池基本处于充满电状态，这个情况下，CPU控制MOS管关断，停止对电池的浮充电，让电池处于静置状态。然而，由于电池本身存在自放电，因此，CPU需要间歇性对电池进行补充电操作。常规情况下，我们采用实时检测电池放电的情况，每次电池放电后都补充电一次。在电池没有放电的情况下，按照2天补充电一次，每次补充电30分钟方式，让变桨控制系统的电池永远处于满充电状
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[0033]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，包括CPU模块、MOS管、直流互感器以及温度电阻，所述MOS管、直流互感器以及温度电阻均与CPU模块连接，所述MOS管还与直流互感器连接;所述MOS管受CPU模块控制，根据需要调整MOS管的导通时间，并根据需要调整电池的充电电压、电流甚至关断电池充电，所述温度电阻用于检测电池环境温度以及电池温度，所述CHJ模块用于根据温度数据控制对电池充电的电压、电流以及充电容量，所述直流互感器用于检测电池的充放电电流。2.根据权利要求1所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，所述MOS管内设有单向二极管，当外部设备缺电时，电池通过单向二极管给风电变桨控制系统提供后备电源。3.根据权利要求1所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，还包括两个电压采集模块，其中一个电压采集模块设置在(PU模块和直流互感器之间，另一个电压采集模块设置在(PU模块和MOS管之间。4.根据权利要求1所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，所述CPU模块包括CPU处理器、复位电路、时钟电路、程序存储器、RAM、A/D采集器以及PffM信号发生器，所述复位电路、时钟电路与CPU处理器连接，所述程序存储器、RAM、A/D采集器以及PWM信号发生器通过总线与CPU处理器连接。5.根据权利要求1所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，所述直流互感器采用直流穿心互感线圈。6.根据权利要求1所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，所述温度电阻的测试范围在-30°C-+100°C。7.根据权利要求1或6所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，所述温度电阻采用金属片作为温度感应区，通过金属片与蓄电池连接头连接，直接探测蓄电池连接头温度。8.根据权利要求1所述的风电变桨控制系统电池寿命延长保护装置，其特征在于，所述电池是铅酸蓄电池、锂电池或者其他材料构成的二次电池。
【文档编号】G01R31/36GK205646918SQ201620437979
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】黄尚南, 徐培旺
【申请人】广州泓淮能源科技有限公司