埃斯倍风电科技(青岛)有限公司 应用工程总监兼战略市场总监王谦出席“上海国际海上风电+风电运维活动”时,就“电池5年质保8年寿命解决方案”发表技术演讲
中国风电材料设备网:SSB的系统能够实现5年质保、8年寿命,原因包括以下几个方面,一个是最佳电池选型,埃斯倍选用非常适合风电应用电池,第二是非常良好的电池环境温度控制,第三是合理系统电路设计。先看一下影响电池寿命的主要因素,首先温度是影响电池寿命的一个重要因素,高温影响电池寿命,对于电池来说,事实上在20度温度下电池可以达到10年寿命,温度每提升10度寿命下降一半。低温也影响电池寿命,低温下很容易造成充电不足,低温下放电容量降低很多,如果说环境温度降到-15度以下,基本上放不出电。在-10度左右,能放出低于5%左右的容量,刚好能放出一次电。所以说保持10度以上的温度工作是非常重要的。
另外一个对电池寿命影响比较大是充放电,电池的寿命分两种,一种是寿命,一种是循环放电,如果百分之百放电的话,电池的放电不到30次,如果放电30%的话可以达到1200次。埃斯倍认为变桨系统的电路设计,电池正常情况下是工作的情况下,不能总是对电池充放电,这种情况对电池有影响。充放电另外一个很重要的因素是不能过充,也不能欠充,充电管理是至关重要的。
下面看一下电池的选型,埃斯倍一直是使用松下电池,从2001年以后松下推出了LC-WTP电池,这个电池在20度温度下寿命达到10年。2005年华能购买的风机,当时是使用LC-P电池,从2005年开始运行,一直运行了9年,埃斯倍跟华能合作,以新换旧,它的容量可以达到80%以上,也就是说这个电池还可以使用一段时间。
现在看一下SSB的电池温度解决方案,埃斯倍可以在箱壁上安装风扇,它不受方向和安装角度的限制,在小功率制冷方面非常好,这种方案用在风机的电池制冷方面非常好。关于实验数据,60瓦的制冷器在十几个小时可以达到接近20度的温差,比原始温度降低20度的温度。埃斯倍认为电池箱内加热器影响很大,首先加热器必须是吹风式的,而不是辐射式的,辐射式的它的效率比较低。另外保温棉,如果白天的温度最高到45度,晚上20度,实际上有一个温度波动。经过电池箱的温度,这个波动已经小很多,电池内部的温度,电池是一个负载,基本上不会变化,在这个过程当中基本上是平的,也有微小波动。实际上这是一个平滑作用。在这个变桨系统应该具备低温加热延时启机功能,如果加热的时候,箱体温度达到十几度可以起机,电池内部零下几十度,电池加热到很高温度需要时间。
下面讲一下埃斯倍的充放电解决方案,埃斯倍标准的解决方案,大概是0.15C的充电电流,埃斯倍自我研发的一款电池健康状态监测模块叫做BPMM,可以对电压、内阻进行监测,来判断电池组的健康状态。另外埃斯倍通过交流法来测试电池内阻,最后综合来判断电池健康状态。实际上内阻增加的同时容量是下降的,通过内阻的估算可以判断出来电池健康状态,当然不同电池去是不一样的,通过很长时间实验来获得这些曲线。埃斯倍通过风场电池的失效模式分析,客户对埃斯倍提出要求,客户有一些电池有问题,希望埃斯倍给客户诊断一下,埃斯倍有一个电池实验室进行解剖分析,有的是充电不足造成硫酸盐化,有的是高温、充电电压不当造成失水,寿命很低。通过分析电池本身,包括结合分析风机的变桨系统的图纸,埃斯倍可以判断出来是否有设计问题。
最后介绍一点关于电池和超级电容的区别,实际上对温度来说对超级电容和电池是一样的,对电池和超级电容的品质来说差不多,超级电容可以使用十年。埃斯倍的电池也是使用十年,安装使用方面埃斯倍认为超级电容有问题。充放电管理方面,超级电容没有影响,但是电池需要有良好的充放电管理。总体来说,超级电容可以在零下40度工作,这是它的优点,但是超级电容很大一个劣势是它的费用非常高,更换一次费用3-6万,而电池比较低,是1-1.5万。总结来说,电池如果合理使用的话可以使用8年,超级电池比较适合在南方使用。