风电场变桨后备电池管理系统BMS项目可行性报告目 录 一、项目实施的背景和意义 1.1.风电场变桨后备电池管理系统BMS项目建设背景 1.2.项目先进性 1.3.项目重要性 1.4.项目建设可行性 1.5.项目经济及社会效益 二、技术发展趋势及国内外发展现状 2.1.项目相关技术发展趋势 2.2.市场需求情况 三、项目主要研究内容 3.1.项目涉及的技术领域、工艺范畴 3.2.拟解决的关键技术问题 四、项目实施方案 4.1.项目的组织管理方式 4.2.项目的技术实施步骤 4.3.科技资源综合利用 4.4.项目的成果产业化策略 4.5.知识产权和技术标准的对策措施 五、项目计划进度 六、现有工作基础和条件 6.1.公司现有的研发基础和主要研究成果 6.2.项目实施具备的支撑条件 七、项目合作情况及研究经费预算 7.1.项目合作情况 7.2.资金预算与筹措 7.3.拟采购的研发设备 八、研发团队规模和结构 一、项目实施的背景和意义 1.1.风电场变桨后备电池管理系统BMS项目建设背景 目前已建风电场风力发电机中电动变桨所占比例所占比例大幅提高，其中大部分变桨系统配备后备电池，来实现电网停电情况下紧急回桨保护风机和进行低压穿越功能，而早期后备电池大多采用铅酸电池，其特点是价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点，但是相较其它电池它的缺点是能量密度低、使用寿命短，如何提高现有产品的使用寿命和早期发现不良，减少风机故障停机几率，是本项目的研究课题，1.2.项目先进性本项目针对每节电池进行实时取样，可采集电压、电流、温度、进行数据分析，得出每节电池健康状态数据如容量SOC、内阻，并根据数据等级预设进行相应报警等级或触发安全链，同时对电池的充电放电进行均衡管理控制，使各电池保持同一电量水平。在客户端APP实时显示动态效果，可观测整个风电场所有风机的变桨备用电池健康状况，可为业主批量更换提供数据支持，同时批量更换既减少故障停机的损失又降低物料成本；本产品的运行独立于变桨系统的控制，互不产生电磁干扰，通过无线WiFi与主控系统部分安装的信号接收进行通信，减少客户现场改造的工作量，也减少了因硬件传送造成的接触不良故障几率。1.3.项目重要性变桨电池的可靠性关系到风机的安全运行，如果因个别电池的损坏导致无法回桨，必将造成重大故障事故，提前预判和早期维护是解决早期没有安装健康管理系统的最佳解决方案。1.4.项目建设可行性本项目在针对目标清晰，现有国内外产品正在可靠论证和实验运行，我们可结合美国POWIN的储能管理技术和SSB风电现有产品BPMM-2的技术特点进行整合，可以组成一个研发团队，利用国内生产的成本优势和公司已有的产品推广路线，可迅速进入市场。1.5.项目经济及社会效益目前SSB风电现有产品BPMM-2的价位初略估计在1.5万人民币左右，其产品硬件成本估计三分之一左右，软件占比三分之一，估计至少三分之一利润，如果产品研发成功，可应用领域不仅仅针对风电领域，可扩展到其它新能源领域再扩展如光伏、储能、新能源汽车等。二、技术发展趋势及国内外发展现状 2.1.项目相关技术发展趋势美国POWIN的储能管理技术目前在国内实现储能系统的研发、生产，其产品已应用于国外削峰平谷电网系统，针对锂电电芯的充放电管理，是该公司的主要技术特点；SSB埃思倍传动系统是风力发电机变桨领域的早期国内市场开拓者之一，其变桨产品国内占有率一直居前，其公司最近研发出的BPMM-2就是针对早期没有变桨电池管理系统的衍生产品。2.2.市场需求情况变桨后备电源早期以铅酸阀控免维护电池为主，后期出现超级电容、锂电池等应用，相较之下铅酸电池的价格低廉是用户考虑的主要因素之一，所以占得市场比重较大，这种产品的更换频率在两到三年，如果不加以管理，可能会因单个电芯的影响更换整个电池组，所以需求量是根据以往用户对铅酸电池故障率的认识决定的，如果验证产品可以显著提升电池的寿命，而且成本相较其它品牌有足够的优势，有理由相信客户具备相当的接收意愿。三、项目主要研究内容 3.1.项目涉及的技术领域、工艺范畴以往电池组的充电是以恒流恒压两段式直接进行，统一以充电电流的大小作为电池饱和的依据，而串联电池组的电流并不能保证每个电芯均处于饱和健康状态，个别电池会处于过充或过放状态，判断每个电芯的健康状态和主动均衡是本项目的核心技术，通过核心算法，较精确估算出电池电量和寿命，在统一充电状态下，可根据单个电池的状态自动进入充放电均衡状态，近距离旋转与固定目标的WiFi信号传输以及远距离的客户端实时状态显示及预警； 产品需设计成外观时尚铝合金外壳，采用尖端表面处理工艺、内部电子电路要有可靠电磁兼容、防护等级IP56、电路板有防腐护膜与空气隔离，无线WiFi传输天线，快速可靠外部连接接口。 3.2.拟解决的关键技术问题 1、电池管理系统的高度集成化、通用化。目前很多电池管理系统应用于某一类型的电池上效果很理想，但却难以应用到其它类型的电池上，此项目具有的通用性是超越其它品牌的第一要素。2、电池管理系统不仅要能够精确估算电池组的SOC，还要具有评估电池组的SOH(电池的健康状态)和RUF（剩余使用寿命）的功能，准确把握电池内部状态的变化规律，用更有效的方式和采用更适当的算法来准确评估电池性能，延长电池使用寿命是本项目的重点。3、先进的优化充放电控制算法使电池的均衡控制效果更加理想。4、电池组均衡方式向能量非耗散型逐步转变。5、提高电池管理系统的安全性，包括抗干扰技术、电池管理系统异常、报警技术和电池组热管理技术等。四、项目实施方案 4.1.项目的组织管理方式公司需要成立专门的项目研发团队，辅以采购人员，以项目负责人带队，统一协调项目需要的各项资源，公司管理层需给以足够的支持力度，以保障项目的逐步进行。4.2.项目的技术实施步骤 目前需结合已有的产品实物和有理念的研发设计工程师，编写出自己产品的功能框架，再依据功能需求分配合适岗位研发人员，由外协提供初样，进行各部门或客户参与评审，合理化改善，健全产品资料和老化测试，产品挂机运行，取得相关认证资格。4.3.科技资源综合利用 根据POWIN青岛设计人员可以快速联络供应商与加工商，省略各方评估环节，利用大唐、华创公司的人脉关系可以确保只要有产品就可挂机运行的优势，早日实地测试，4.4.项目的成果产业化挂机运行后可靠考虑工厂的组装生产线，由外协提供印刷合格外壳、功能测试完整的PCB板、定制产品线束等主要部件，辅助采购包装等材料，实现产品的批量化生产。4.5.知识产权和技术标准由专业人员第一时间进行专利申请，进行产权保护积极申请质量ISO9001认证为配合批量生产，提前完成生产工艺准备，使产品的生产标准化产品的测试应该涵盖全部功能，包含现场的模拟使用，各生产步骤的生产记录、检测记录老化测试、安规测试等必须完善，为提供客户文件做好准备。产品的CE或UL认证申请。五、项目计划进度前期需要一个月时间进行人员的沟通确定和得到SSB样品。第二个月和第三个月，确定产品框架结构。第四个月主要部件采购。第五个月外协初样试生产和测试软件研发。第六个月产品功能测试及评审，逐步改善。六、现有工作基础和条件 6.1.公司现有的研发基础和主要研究成果 公司目前不具备研发技术力量，没有相关技术成果，需要以零基础探索。6.2.项目实施具备的支撑条件公司有开发实体产业的意愿，看到风电产业的长远愿景，努力集聚人才，有足够的项目资金支持，领导层面的资源保障。七、项目合作情况及研究经费预算 7.1.项目合作情况 目前公司与大唐、华创合作众多项目，7.2.资金预算与筹措研发人员薪资预算六个月30万，项目所需材料制作成本10万，项目所需测试仪器仪表10万，总计50万7.3.拟采购的研发设备 计算机、示波器、工具、烧录下载工具、产品测试工装。八、研发团队规模和结构研发团队：一个固件工程师，一个软件工程师，一个硬件工程师，一个电气工程师，一个结构工程师，研发周期大概在3到6个月。