SSB电池解决方案--5年质保8年寿命
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
60W_致冷试验 （环境温度恒温40℃）
环境温度40℃时，箱体内部温度与环境温度温差20℃，年平均温度可保持在25℃以内。
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电池选型—松下WTP电池
实际WTP电池加速寿命验证，环境温度60℃，24小时充放电2次，每次放电至截 止电压，截止到电池20%容量时，试验周期持续4.5个月。
根据电池10度法则，换算成20℃电池寿命为6年。试验时采用深度放电，而风场 每次顺桨放电量＜5%，所以WTP电池在实际使用情况下寿命远远＞6年（20℃环 境温度）。
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配置清单—6柜(MPC)系统
5年质保8年寿命
项目
器件
BPMM 放电电阻
电池健康监测
半导体致冷
温度传感器 接触器 接触器辅助触点 半导体致冷 24V电源--20A 继电器 断路器 温控器
保温泡棉 WTP电池组
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM测量原理：直流恒流放电
• 断开充电回路，检测蓄电池的端电压V1 （浮充电压）； • 把蓄电池与放电负载相连组成直流放电回路，对蓄电池进行直流放电，测量蓄电池的端电压V2（恒
流放电电压）；
• 放电一定时间 后断开直流放电回路，测量蓄电池的端电压V3（恢复电压） ； • 放电过程中，根据预建立的数学模型，判定电池是否处于健康状态。
环境温度：-15℃ to +40℃，最好低于30℃ 相对湿度：25% to 85%
存储地点禁止有震动、灰尘、阳光直晒和潮湿情况出现
• 定期重新充电
存储温度
低于20℃
重新充电间隔
9个月
20℃ 到 30℃
6个月
30℃ 到 40℃
3个月
• 更换风机变桨系统电池组时，应整体更换一个轴的所有电
池组。
如果仅更换一个轴的部分电池组，则新电池会因内阻低而分
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
充电器充电曲线
恒流恒压充电曲线
根据温度调整充电电压曲线
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM测量原理：单点交流内阻
电池组健康状态与其交流内阻有密切的联系，当健康状态良好时，内阻较 小；反之，当健康状态差时，内阻较大。
电池充放电解决方案：
•SSB系统采用高压低电流方案，电网正常时，电池不放电，只有电网故障时，电池放电。 •单次放电＜5%电池容量，确保电池不深度放电。 •BPMM在线监测电池健康状态，并将相关信号送给控制系统，在线监测电池状态，确保风 机安全； •BPMM根据电池健康状态，将信息传递给充电器，调整电池充电电压及电流，防止电池过 充或充电不足，延长电池寿命。 •充电器循环为三个轴电池组充电，每个轴充电15分钟，间隔30分钟，延长电池寿命； •充电器根据电池饱和状态，调节充电状态(恒流或恒压)，合理充电曲线，延长电池寿命； •充电器根据电池箱温度，调节充电电压，确保电池处于饱和状态并防止过充或充电不足；
C6.00.21*000059
数量 1 1
3 2 6 3 1 0 4 3 3 9
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配置清单—4/7柜(DGNR和DCtransD)、Moog系统
5年质保8年寿命
项目
器件 BPMM 放电电阻
wenku.baidu.com
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM介绍： BPMM电池组健康检测模块能够在不干扰风机正常使用的情况 下，实现对电池组多项参数的在线检测，获取统电池组的健康 状态，并根据预设健康状态报警值进行报警。 1）根据不同电池类型建立不同电池健康状态数学模型； 2）通过单点交流法测试电池组内阻； 3）通过频谱法测试电池组频谱内阻； 4）通过小电流直流放电测试电池组放电过程中三个状态的端 电压； 5）综合单点交流内阻+频谱内阻+直流恒流放电测试数据，根 据预建立数学模型综合诊断电池组健康状态，安全性预测准确 度100%； 6）根据电池状态，控制充电器调整充电电压及电流，延长电 池寿命。
2005电池
9
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
半导体致冷：电池箱冷热空调， 温度控制在15~25℃之间，延 长电池寿命。
10
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电池
器件描述/型号
电池健康度监控模块 300Ω/300W
378-9999-1-6-50-031500/317(DS18B20+1500mm) AL 9-30-10-1 CA5-10-1 60W 230AC Input, 24VDC 20A output 58.34.9.024.5050.M 1-pole, S 201-B 6
电池交流内阻等效电路图
电池健康状态与内阻关系曲线
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM测量原理：频谱内阻（开发中）
• 基于单点交流内阻测试法； • 交流恒流源产生多种频率的交流电流信号； • 根据电池组特性及失效模式状态，建立电池内阻
2
影响电池寿命因素—温度
来源于松下WTP电池产品手册
3
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影响电池寿命因素—温度
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影响电池寿命因素—充放电
循环充放电寿命特性
浮充充电电压与寿命的关系
深度放电会影响电池寿命！
来源于电池产品手册
来源于电池产品手册
充电不足和过充会影响电池寿命！
5
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影响电池寿命因素—电池存储管理和更换方法
• 推荐存储环境要求
频谱关系数学模型； • 采用不同频率测量的电池组内阻，并建立电池组
内阻曲线图；根据预建立的电池内阻频谱关系数 学模型，判断电池组健康状态。
备注：失效模式状态包括正常老化，失水，板栅腐蚀，枝晶短路等等
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电池选型—松下WTP电池
WTP电池寿命实例
• 山东荣成东楮岛风场，夏季气温较为凉爽。 • #5 Repower 风机，SSB变桨系统。2005年9月开始运行。 • LC-P电池（WTP电池前身）已经8年，还在服役 • 经测量54节电池内阻平均增加29%，容量在80%
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM功能：
•在线测量变桨系统电池组端电压，最高到460VDC； •在线测量电池组的交流内阻，测量范围：200～1500mΩ； •预测电池组健康状态，根据测量结果预测电池组的健康状态； •预警功能，通过干节点或通讯接口反馈模块本身及电池状态； •智能化测量，自动选择测试时间，紧急情况下终止测试； •参数化设计，可根据需求灵活设定参数； •内置自校准功能，自行修正测量数据； •充电循环控制； •导轨式或固定螺栓式安装方式可供选择； •丰富的通讯接口：USB、RS485、CAN
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
半导体致冷器特点 不需致冷剂，可连续工作，无旋转部件，不会产生回转效应，不受安装位置限制； 半导体致冷器具有两种功能，既可致冷，亦可加热； 半导体致冷器是电流换能型器件，通过温控模块控制，可实现高精度的温度控制； 半导体致冷器热惯性小，致冷致热时间快，在热端散热良好冷端空载情况下，通电不到一 分钟，致冷器就能达到最大温差； 半导体致冷器的反向使用可温差发电； 半导体致冷器的单个致冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的 方法组合成致冷系统可实现大功率； 半导体致冷器的温差范围大，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。
Art.No RD.90.02*000001 RD.02.99*000001
RD.02.99*000001 C1.06.02*000442 C1.06.02*000391 RD.90.01*000003 G6.00.02*000469 C1.00.02*000071 C4.09.02*000230 RD.90.01*000001
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
充电器与BPMM工作网络关系图
Charger
BPMM
Float charging monitor
电池组
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
290 285 280 275 270 265
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
电压(V)
电池恒流直流放电端电压曲线图
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得较小的充电电压，会造成长期充电不足而迅速损坏。
可以通过人工检测将健康度相似的还能使用的电池组放在一
个轴内使用。
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电池选型—松下WTP电池
如果将电池环境温度控制在25℃以内，WTP 电池可用6~10年
SSB电池解决方案
--5年质保 8年寿命--
1
SSB电池解决方案
影响电池寿命因素
环境温度 充放电
电池选型
WTP 实验室验证 风场实地验证
电池温度解决方案
半导体致冷
电池充放电解决方案
BPMM 充电器 充电器+BPMM工作关系网络图
配置清单
Emerson SSB 技术秘密，未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必究，并须赔偿损失，保留专利及试样注册的所有权。
电池环境温度解决方案—半导体致冷
60W_制热试验 （环境温度恒温0℃）
40
35
30
25
温度20
15
10
5
0
时间h
1
2
3
4
5
6
HL-12-30 冷端温度
HL-12-30 热端温度
轴箱内温度
环境温度
环境温度0℃时，箱体内部温度与环境温度温差19.8℃，可防止低温电池放电容量降低。
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
半导体致冷器工作原理
半导体致冷器（TEC）也叫热电致冷器，是一种热泵，它的优点是没 有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污 染的场合。
半导体致冷器的工作原理：当一块N型半导体材料和一块P型半导 体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能 量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由 P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小 是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
60W_致冷试验 （环境温度恒温40℃）
环境温度40℃时，箱体内部温度与环境温度温差20℃，年平均温度可保持在25℃以内。
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本文未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必纠，并须赔偿损失。保留专利及试样注册的所有权。
电池选型—松下WTP电池
实际WTP电池加速寿命验证，环境温度60℃，24小时充放电2次，每次放电至截 止电压，截止到电池20%容量时，试验周期持续4.5个月。
根据电池10度法则，换算成20℃电池寿命为6年。试验时采用深度放电，而风场 每次顺桨放电量＜5%，所以WTP电池在实际使用情况下寿命远远＞6年（20℃环 境温度）。
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本文未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必纠，并须赔偿损失。保留专利及试样注册的所有权。
配置清单—6柜(MPC)系统
5年质保8年寿命
项目
器件
BPMM 放电电阻
电池健康监测
半导体致冷
温度传感器 接触器 接触器辅助触点 半导体致冷 24V电源--20A 继电器 断路器 温控器
保温泡棉 WTP电池组
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM测量原理：直流恒流放电
• 断开充电回路，检测蓄电池的端电压V1 （浮充电压）； • 把蓄电池与放电负载相连组成直流放电回路，对蓄电池进行直流放电，测量蓄电池的端电压V2（恒
流放电电压）；
• 放电一定时间 后断开直流放电回路，测量蓄电池的端电压V3（恢复电压） ； • 放电过程中，根据预建立的数学模型，判定电池是否处于健康状态。
环境温度：-15℃ to +40℃，最好低于30℃ 相对湿度：25% to 85%
存储地点禁止有震动、灰尘、阳光直晒和潮湿情况出现
• 定期重新充电
存储温度
低于20℃
重新充电间隔
9个月
20℃ 到 30℃
6个月
30℃ 到 40℃
3个月
• 更换风机变桨系统电池组时，应整体更换一个轴的所有电
池组。
如果仅更换一个轴的部分电池组，则新电池会因内阻低而分
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
充电器充电曲线
恒流恒压充电曲线
根据温度调整充电电压曲线
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Emerson SSB 技术秘密，未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必究，并须赔偿损失，保留专利及试样注册的所有权。
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM测量原理：单点交流内阻
电池组健康状态与其交流内阻有密切的联系，当健康状态良好时，内阻较 小；反之，当健康状态差时，内阻较大。
电池充放电解决方案：
•SSB系统采用高压低电流方案，电网正常时，电池不放电，只有电网故障时，电池放电。 •单次放电＜5%电池容量，确保电池不深度放电。 •BPMM在线监测电池健康状态，并将相关信号送给控制系统，在线监测电池状态，确保风 机安全； •BPMM根据电池健康状态，将信息传递给充电器，调整电池充电电压及电流，防止电池过 充或充电不足，延长电池寿命。 •充电器循环为三个轴电池组充电，每个轴充电15分钟，间隔30分钟，延长电池寿命； •充电器根据电池饱和状态，调节充电状态(恒流或恒压)，合理充电曲线，延长电池寿命； •充电器根据电池箱温度，调节充电电压，确保电池处于饱和状态并防止过充或充电不足；
C6.00.21*000059
数量 1 1
3 2 6 3 1 0 4 3 3 9
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本文未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必纠，并须赔偿损失。保留专利及试样注册的所有权。
配置清单—4/7柜(DGNR和DCtransD)、Moog系统
5年质保8年寿命
项目
器件 BPMM 放电电阻
wenku.baidu.com
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM介绍： BPMM电池组健康检测模块能够在不干扰风机正常使用的情况 下，实现对电池组多项参数的在线检测，获取统电池组的健康 状态，并根据预设健康状态报警值进行报警。 1）根据不同电池类型建立不同电池健康状态数学模型； 2）通过单点交流法测试电池组内阻； 3）通过频谱法测试电池组频谱内阻； 4）通过小电流直流放电测试电池组放电过程中三个状态的端 电压； 5）综合单点交流内阻+频谱内阻+直流恒流放电测试数据，根 据预建立数学模型综合诊断电池组健康状态，安全性预测准确 度100%； 6）根据电池状态，控制充电器调整充电电压及电流，延长电 池寿命。
2005电池
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
半导体致冷：电池箱冷热空调， 温度控制在15~25℃之间，延 长电池寿命。
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电池
器件描述/型号
电池健康度监控模块 300Ω/300W
378-9999-1-6-50-031500/317(DS18B20+1500mm) AL 9-30-10-1 CA5-10-1 60W 230AC Input, 24VDC 20A output 58.34.9.024.5050.M 1-pole, S 201-B 6
电池交流内阻等效电路图
电池健康状态与内阻关系曲线
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM测量原理：频谱内阻（开发中）
• 基于单点交流内阻测试法； • 交流恒流源产生多种频率的交流电流信号； • 根据电池组特性及失效模式状态，建立电池内阻
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影响电池寿命因素—温度
来源于松下WTP电池产品手册
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影响电池寿命因素—温度
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影响电池寿命因素—充放电
循环充放电寿命特性
浮充充电电压与寿命的关系
深度放电会影响电池寿命！
来源于电池产品手册
来源于电池产品手册
充电不足和过充会影响电池寿命！
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影响电池寿命因素—电池存储管理和更换方法
• 推荐存储环境要求
频谱关系数学模型； • 采用不同频率测量的电池组内阻，并建立电池组
内阻曲线图；根据预建立的电池内阻频谱关系数 学模型，判断电池组健康状态。
备注：失效模式状态包括正常老化，失水，板栅腐蚀，枝晶短路等等
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本文未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必纠，并须赔偿损失。保留专利及试样注册的所有权。
电池选型—松下WTP电池
WTP电池寿命实例
• 山东荣成东楮岛风场，夏季气温较为凉爽。 • #5 Repower 风机，SSB变桨系统。2005年9月开始运行。 • LC-P电池（WTP电池前身）已经8年，还在服役 • 经测量54节电池内阻平均增加29%，容量在80%
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
BPMM功能：
•在线测量变桨系统电池组端电压，最高到460VDC； •在线测量电池组的交流内阻，测量范围：200～1500mΩ； •预测电池组健康状态，根据测量结果预测电池组的健康状态； •预警功能，通过干节点或通讯接口反馈模块本身及电池状态； •智能化测量，自动选择测试时间，紧急情况下终止测试； •参数化设计，可根据需求灵活设定参数； •内置自校准功能，自行修正测量数据； •充电循环控制； •导轨式或固定螺栓式安装方式可供选择； •丰富的通讯接口：USB、RS485、CAN
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
半导体致冷器特点 不需致冷剂，可连续工作，无旋转部件，不会产生回转效应，不受安装位置限制； 半导体致冷器具有两种功能，既可致冷，亦可加热； 半导体致冷器是电流换能型器件，通过温控模块控制，可实现高精度的温度控制； 半导体致冷器热惯性小，致冷致热时间快，在热端散热良好冷端空载情况下，通电不到一 分钟，致冷器就能达到最大温差； 半导体致冷器的反向使用可温差发电； 半导体致冷器的单个致冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的 方法组合成致冷系统可实现大功率； 半导体致冷器的温差范围大，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。
Art.No RD.90.02*000001 RD.02.99*000001
RD.02.99*000001 C1.06.02*000442 C1.06.02*000391 RD.90.01*000003 G6.00.02*000469 C1.00.02*000071 C4.09.02*000230 RD.90.01*000001
电池充放电解决方案—Charger+BPMM
充电器与BPMM工作网络关系图
Charger
BPMM
Float charging monitor
电池组
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电池充放电解决方案—Charger+BPMM
290 285 280 275 270 265
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
电压(V)
电池恒流直流放电端电压曲线图
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得较小的充电电压，会造成长期充电不足而迅速损坏。
可以通过人工检测将健康度相似的还能使用的电池组放在一
个轴内使用。
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电池选型—松下WTP电池
如果将电池环境温度控制在25℃以内，WTP 电池可用6~10年
SSB电池解决方案
--5年质保 8年寿命--
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SSB电池解决方案
影响电池寿命因素
环境温度 充放电
电池选型
WTP 实验室验证 风场实地验证
电池温度解决方案
半导体致冷
电池充放电解决方案
BPMM 充电器 充电器+BPMM工作关系网络图
配置清单
Emerson SSB 技术秘密，未经许可不得转让及翻印，不允许引用或转载其内容，违者必究，并须赔偿损失，保留专利及试样注册的所有权。
电池环境温度解决方案—半导体致冷
60W_制热试验 （环境温度恒温0℃）
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温度20
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时间h
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HL-12-30 冷端温度
HL-12-30 热端温度
轴箱内温度
环境温度
环境温度0℃时，箱体内部温度与环境温度温差19.8℃，可防止低温电池放电容量降低。
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电池环境温度解决方案—半导体致冷
半导体致冷器工作原理
半导体致冷器（TEC）也叫热电致冷器，是一种热泵，它的优点是没 有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污 染的场合。
半导体致冷器的工作原理：当一块N型半导体材料和一块P型半导 体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能 量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由 P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小 是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。