CN114487880A - 变桨后备电源钛酸锂电池soc在线检测与修正方法及系统 - Google Patents

Abstract

变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法及系统，方法包括以下步骤：步骤1，进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电，并在充电过程中采样，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC；步骤2，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC‑V散点图，拟合获得拟合函数E；步骤3，以变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正；步骤4，使用SOC‑V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC‑V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

Description

变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法及系统

技术领域

本发明属于风力发电机组变桨控制系统技术领域，更具体地，涉及一种以钛酸锂电池作为变桨系统后备电源的SOC在线检测和修正方法。

背景技术

随着风力发电技术的不断发展，大容量机型是风电行业发展的趋势。其中2MW、3MW机型已经成为陆上风电场的主流机型，6-8MW机型已在海上风电场应用，目前很多风力机制造商在研制10MW及以上机型。在不久的将来，中国风电市场将会进入10MW级时代。

伴随着风电机组容量的不断提升，叶片长度逐渐增加，对于风电机组变桨系统来说，其运行的载荷将会越来越大，同时，当风电机组出现脱网故障，其叶片需要顺桨回安全位置所需要变桨系统后备电源提供的能量也就越多。根据某厂家设计的10MW机型变桨载荷数据来看，其顺桨一次所需要的能量为普通3MW机型的2-3倍。若使用现有技术中超级电容作为系统后备电源，单轴至少使用15个模组才能满足能量需求，这对于厂家在设计使用时提出了较高的要求。

钛酸锂电池作为锂离子电池家族的一员，其继承了锂离子电池能量密度高的特点，是普通超级电容能量密度的10倍。在能量充足的前提下，钛酸锂电池还具备充放电循环次数多、高低温性能优异、充放电倍率大和较高的安全性等特点，适用于大容量风电机组变桨系统的后备电源。

由于钛酸锂电池和超级电容的工作原理不同，单纯使用超级电容健康评估方法是无法对钛酸锂电池做出判断的。钛酸锂电池需要具备其独特的电池管理系统(batterymanagement system，BMS)来判断电池的当前状态。荷电状态(state of charge，SOC)是用于标记电池状态的重要参数，它不仅仅可以给出电池组中当前剩余的容量，还可以指示电池组可用寿命，是BMS用于评估电池运行状态和健康状况的一个重要参数。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种以钛酸锂电池作为变桨系统后备电源并且可以在线检测和修正钛酸锂电池的SOC的方法。

本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面提供了变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，包括以下步骤：

步骤1，进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电，并在充电过程中采样，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC；

步骤2，以采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC-V散点图，拟合获得拟合函数E；

步骤3，以变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正；

步骤4，使用SOC-V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

优选地，步骤1具体包括：

步骤1.1，设置测试标准充电参数，包括：充电电流、采样参数和充电截止条件；

步骤1.2，以步骤1.1中设置的测试标准充电参数，经由电池测试装置为钛酸锂电池充电，判断是否满足充电截止条件，若满足充电截止条件，则停止充电，执行步骤1.3；若不满足充电截止条件，持续以采样间隔采集钛酸锂电池的电压和充电容量；

步骤1.3，以步骤1.2采集获得的数据，计算各个采样时刻的SOC，以如下公式(1)表示，

式中：

SOC(i)表示第i个采样时刻钛酸锂电池的SOC，

Q(i)表示第i个采样时刻当前充电电量，

Q_total表示总充电电量，

i＝1,2,…,N，N表示采样点总数；

步骤1.4，充电结束后，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC。

优选地，步骤1.1中，所述充电电流为钛酸锂电池的额定电流；采样参数包括：钛酸锂电池的电压、充电容量，以及采样间隔；所述充电截止条件为钛酸锂电池的电压大于等于设定值，且充电电流小于等于设定值。

优选地，步骤1.3中，以步骤1.2采集获得的数据，计算各个采样时刻的SOC，以如下公式(1)表示，

式中：

SOC(i)表示第i个采样时刻钛酸锂电池的SOC，

Q(i)表示第i个采样时刻当前充电电量，

Q_total表示总充电电量，

i＝1,2,…,N，N表示采样点总数。

优选地，步骤2具体包括：

步骤2.1，以步骤1中获得的采集获得的数据和各个采样时刻的SOC，绘制SOC-V散点图；

步骤2.2，对步骤2.1中获得的SOC-V散点图进行拟合，形成SOC-V拟合曲线；

步骤2.3，依照步骤2.2中的SOC-V拟合曲线，获得拟合函数E。

优选地，步骤2.1中，以SOC为纵轴，以各个采样时刻的钛酸锂电池的电压V为横轴，以各个采样时刻的(V_i,SOC(i))作为数据点，绘制SOC-V散点图，其中i＝1,2,…,N，N表示采样点总数。

优选地，步骤2.2中，以高斯拟合函数对SOC-V散点图进行非线性回归，得到与SOC-V散点图近似的SOC-V拟合曲线，

步骤2.3中，依照步骤2.2中的SOC-V拟合曲线，获得拟合函数E，以如下公式(2)表示，

式中：

U表示钛酸锂电池的电压，为自变量，

SOC表示钛酸锂电池的荷电状态，为因变量，

y₀,xc,A,w表示常数。

优选地，步骤3具体包括：

步骤3.1，当变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电的过程前，记录一个电池电压值U₁，代入步骤2中的拟合函数E，得到充电或放电之前的初始荷电状态SOC₁；

步骤3.2，变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电，在充电或放电过程中，采集钛酸锂电池充电电流或放电电流I，采用安时积分法对所述钛酸锂电池进行在线检测，通过电流计算得到充电或放电过程电量SOC_c；

步骤3.3，充电或放电过程结束后，将钛酸锂电池静置设定时间，测量充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂，将充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂代入拟合函数E，获得计算钛酸锂电池充电或放电过程结束后第二剩余荷电状态，

步骤3.4，计算第一剩余荷电状态和第二剩余荷电状态差值的绝对值S_d，若S_d≥S_e，则执行步骤3.5，若S_d<S_e，表示拟合函数E不需要修正，结束步骤3，继续执行步骤4，其中S_e表示设定的误差阈值；

步骤3.5，对拟合函数E的常数xc进行修正。

优选地，步骤3.2中，采用安时积分法对所述钛酸锂电池进行在线检测，通过电流计算得到充电或放电过程电量SOC_c，以如下公式(3)表示，

式中：

SOC_c表示充电或放电过程电量，

C_N表示钛酸锂电池额定容量，

η表示充电或放电效率，

I表示充电或放电电流，

t表示充电或放电时间；

计算钛酸锂电池充电或放电过程结束后第一剩余荷电状态，以如下公式(4)表示，

SOC_r＝SOC₁-SOC_c (4)

式中：

SOC_r表示第一剩余荷电状态。

优选地，步骤3.5中，以拟合函数E的常数xc为修正因子，将第一剩余荷电状态SOC_r和充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂代入修正前的拟合函数E，求得新的常数xc，并以新的常数xc更新拟合函数E，得到修正后的拟合函数E从而修正函数表达式，进而修正了SOC-V曲线。

本发明的第二方面提供了变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正系统，运行所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，包括：电池测试装置、电压采集装置、电流采集装置和数据处理装置，其中：

所述电池测试装置用于进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电；

所述电压采集装置用于以设定间隔在充电测试中采集钛酸锂电池电压；

所述电流采集装置用于以设定间隔在充电测试中采集钛酸锂电池电流；

所述数据处理装置用于获取采样数据并计算获得的各个采样时刻的SOC；以采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC-V散点图，拟合获得拟合函数E；在变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正；使用SOC-V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

1、通过SOC-V曲线，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置；

2、通过SOC-V曲线的修正，可以防止因钛酸锂电池老化后导致的能量不足；

3、SOC-V曲线有其对应的函数表达式，方便写入PLC进行计算；

4、可以通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

附图说明

图1为通过电池测试系统测得的钛酸锂电池充电过程中随时间变化的SOC、电压散点图。

图2为通过origin8.5软件对钛酸锂电池SOC-V散点图进行高斯拟合(GaussAmp)得到的曲线图。

图3本发明实施例2提供的新电池、老化电池SOC-V曲线对比图。

图4为本发明实施例1提供的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

如图4所示，本发明提供了变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，包括以下步骤：

步骤1，进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电，并在充电过程中采样，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC。在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤1具体包括：

步骤1.1，设置测试标准充电参数，包括：充电电流、采样参数和充电截止条件。更进一步地，所述充电电流为钛酸锂电池的额定电流；采样参数包括：钛酸锂电池的电压、充电容量，以及采样间隔，优选地，采样间隔为1s；所述充电截止条件为钛酸锂电池的电压大于等于设定值，且充电电流小于等于设定值，优选地，所述充电截止条件为钛酸锂电池的电压大于等于钛酸锂电池的额定电压，且充电电流小于等于0.1A。

步骤1.2，以步骤1.1中设置的测试标准充电参数，经由电池测试装置为钛酸锂电池充电，判断是否满足充电截止条件，若满足充电截止条件，则停止充电，执行步骤1.3；若不满足充电截止条件，持续以采样间隔采集钛酸锂电池的电压和充电容量。

步骤1.3，以步骤1.2采集获得的数据，计算各个采样时刻的SOC，以如下公式(1)表示，

式中：

SOC(i)表示第i个采样时刻钛酸锂电池的SOC，

Q(i)表示第i个采样时刻当前充电电量，

Q_total表示总充电电量，

i＝1,2,…,N，N表示采样点总数。

步骤1.4，充电结束后，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC。

步骤2，以采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC-V散点图，拟合获得钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的拟合函数E。在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤2具体包括：

步骤2.1，以步骤1中获得的采集获得的数据和各个采样时刻的SOC，绘制SOC-V散点图。更具体地，以SOC为纵轴，以钛酸锂电池的电压V为横轴，以各个采样时刻的(V_i,SOC_i)作为数据点，绘制SOC-V散点图，其中i＝1,2,…,N，N表示采样点总数。

步骤2.2，对步骤2.1中获得的SOC-V散点图进行拟合，形成SOC-V拟合曲线。在本发明进一步优选但非限制性的实施方式中，以高斯拟合函数对SOC-V散点图进行非线性回归，得到与SOC-V散点图近似的SOC-V拟合曲线。

在本发明进一步优选但非限制性的实施方式中，判断SOC-V拟合曲线偏差是否满足条件，更具体地，如图2所示，拟合后的曲线，虽然纵坐标SOC在0.1以下拟合的偏差较大，但是钛酸锂电池作为变桨系统的后备电源，其SOC工作区间大于0.1，所以该曲线不影响钛酸锂电池的检测和修正。

步骤2.3，依照步骤2.2中的SOC-V拟合曲线，获得拟合函数E，更具体地，以如下公式(2)表示，

式中：

U表示钛酸锂电池的电压，为自变量，

SOC表示钛酸锂电池的荷电状态，为因变量，

y₀,xc,A,w表示常数。

以拟合函数E代表的曲线作为所述钛酸锂电池的初始状态SOC-V曲线。用其曲线可以对钛酸锂电池SOC值进行在线检测，将实时测得的电压值U代入函数E，计算得到的SOC值则为钛酸锂电池的当前荷电状态。

在本发明进一步优选但非限制性的实施方式中，步骤2.1中，使用软件origin8.5，将钛酸锂电池一次充电过程中得到随时间变化的电压值和SOC值添加进坐标系，纵轴为SOC值，横轴为电压值，构建散点图SOC-V如图1所示。

步骤2.2中，可以通过非线性回归构建SOC-V的曲线，包括以下步骤：

步骤2.2.1，使用软件origin8.5，选中电压、SOC数据，依次选择工具栏Analysis-Fitting-Nonlinear Curve Fit-Open dialog-Function Selection-Category(OriginBasic Functions)-Function(GaussAmp)；

步骤2.2.2，选择高斯拟合(GaussAmp)函数进行非线性回归，得到与图1中散点图近似的SOC-V拟合曲线如图2所示，纵轴为SOC值，横轴为电压值。

值得注意的是，本发明的核心构思之一在于，通过散点拟合为合适的曲线，并判断是否可用，过程中使用的软件仅是工具，使用任意工具实现该过程均落入本发明的范围之内。

步骤3，变桨系统外部供电断开时，使用钛酸锂电池为系统供电，系统采集电池放电电流；变桨系统检测钛酸锂电池电压低于设定值时，系统为钛酸锂电池充电，采集充电电流，以变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正。

在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤3具体包括：

步骤3.1，当变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电的过程前，记录一个电池电压值U₁，代入步骤2中的拟合函数E，得到充电或放电之前的初始荷电状态SOC₁。

步骤3.2，变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电，在充电或放电过程中，采集钛酸锂电池充电电流或放电电流I，采用安时积分法对所述钛酸锂电池进行在线检测，通过电流计算得到充电或放电过程电量SOC_c，以如下公式(3)表示，

式中：

SOC_c表示充电或放电过程电量，

C_N表示钛酸锂电池额定容量，

η表示充电或放电效率，

I表示充电或放电电流，

t表示充电或放电时间。

计算钛酸锂电池充电或放电过程结束后第一剩余荷电状态，以如下公式(4)表示，

SOC_r＝SOC₁-SOC_c (4)

式中：

SOC_r表示第一剩余荷电状态。

步骤3.3，充电或放电过程结束后，将钛酸锂电池静置设定时间，优选地，半小时，测量充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂，将充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂代入拟合函数E，获得计算钛酸锂电池充电或放电过程结束后第二剩余荷电状态，以如下公式(5)表示，

步骤3.4，计算第一剩余荷电状态和第二剩余荷电状态差值的绝对值，以如下公式(6)表示，

S_d＝|SOC_r-SOC₂| (6)

式中：

S_d表示第一剩余荷电状态和第二剩余荷电状态差值的绝对值。

若S_d≥S_e，则执行步骤3.5，若S_d<S_e，表示拟合函数E不需要修正，结束步骤3，继续执行步骤4，其中S_e表示设定的误差阈值。

步骤3.5，对拟合函数E进行修正，更具体地，以拟合函数E的常数xc为修正因子，将第一剩余荷电状态SOC_r和充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂代入修正前的拟合函数E，求得新的常数xc，并以新的常数xc更新拟合函数E，得到修正后的拟合函数E从而修正函数表达式，进而修正了SOC-V曲线。

步骤4，通过SOC-V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

通过对SOC-V的修正，可以实现对变桨系统后备电源钛酸锂电池寿命的判断和预估。

本发明的实施例2以变桨系统使用额定127.4V 2Ah钛酸锂电池3组串联为例，循环充放电1000次进行电池老化。如图3所示，新电池与老化电池两条SOC-V曲线之间有较大差距，若不加以修正和预估，变桨系统钛酸锂电池老化后仍会使用新电池SOC和电压的对应关系，无法判断电池的真实状态。若加以修正和预估，就可以判断钛酸锂电池的剩余能量、健康状态以及寿命情况。

本发明的实施例3提供了变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正系统，运行所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，包括：电池测试装置、电压采集装置、电流采集装置和数据处理装置，其中：

所述电池测试装置用于进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电；

所述电压采集装置用于以设定间隔在充电测试中采集钛酸锂电池电压；

所述电流采集装置用于以设定间隔在充电测试中采集钛酸锂电池电流；

所述数据处理装置用于获取采样数据并计算获得的各个采样时刻的SOC；以采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC-V散点图，拟合获得拟合函数E；在变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正；使用SOC-V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

1、通过SOC-V曲线，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置；

2、通过SOC-V曲线的修正，可以防止因钛酸锂电池老化后导致的能量不足；

3、SOC-V曲线有其对应的函数表达式，方便写入PLC进行计算；

4、可以通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电，并在充电过程中采样，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC；

步骤2，以采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC-V散点图，拟合获得拟合函数E；

步骤3，以变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正；

步骤4，使用SOC-V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

2.如权利要求1所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤1具体包括：

步骤1.1，设置测试标准充电参数，包括：充电电流、采样参数和充电截止条件；

步骤1.2，以步骤1.1中设置的测试标准充电参数，经由电池测试装置为钛酸锂电池充电，判断是否满足充电截止条件，若满足充电截止条件，则停止充电，执行步骤1.3；若不满足充电截止条件，持续以采样间隔采集钛酸锂电池的电压和充电容量；

步骤1.3，以步骤1.2采集获得的数据，计算各个采样时刻的SOC，以如下公式(1)表示，

式中：

SOC(i)表示第i个采样时刻钛酸锂电池的SOC，

Q(i)表示第i个采样时刻当前充电电量，

Q_total表示总充电电量，

i＝1，2,…，N，N表示采样点总数；

步骤1.4，充电结束后，导出采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC。

3.如权利要求2所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤1.1中，所述充电电流为钛酸锂电池的额定电流；采样参数包括：钛酸锂电池的电压、充电容量，以及采样间隔；所述充电截止条件为钛酸锂电池的电压大于等于设定值，且充电电流小于等于设定值。

4.如权利要求2所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤1.3中，以步骤1.2采集获得的数据，计算各个采样时刻的SOC，以如下公式(1)表示，

式中：

SOC(i)表示第i个采样时刻钛酸锂电池的SOC，

Q(i)表示第i个采样时刻当前充电电量，

Q_total表示总充电电量，

i＝1,2,…,N，N表示采样点总数。

5.如权利要求1至4中任一项所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤2具体包括：

步骤2.1，以步骤1中获得的采集获得的数据和各个采样时刻的SOC，绘制SOC-V散点图；

步骤2.2，对步骤2.1中获得的SOC-V散点图进行拟合，形成SOC-V拟合曲线；

步骤2.3，依照步骤2.2中的SOC-V拟合曲线，获得拟合函数E。

6.如权利要求5所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤2.1中，以SOC为纵轴，以各个采样时刻的钛酸锂电池的电压V为横轴，以各个采样时刻的(V_i,SOC(i))作为数据点，绘制SOC-V散点图，其中i＝1,2,…,N，N表示采样点总数。

7.如权利要求5所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤2.2中，以高斯拟合函数对SOC-V散点图进行非线性回归，得到与SOC-V散点图近似的SOC-V拟合曲线，

步骤2.3中，依照步骤2.2中的SOC-V拟合曲线，获得拟合函数E，以如下公式(2)表示，

式中：

U表示钛酸锂电池的电压，为自变量，

SOC表示钛酸锂电池的荷电状态，为因变量，

y₀,xc,A,w表示常数。

8.如权利要求1至4中任一项所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤3具体包括：

步骤3.1，当变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电的过程前，记录一个电池电压值U₁，代入步骤2中的拟合函数E，得到充电或放电之前的初始荷电状态SOC₁；

步骤3.2，变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电，在充电或放电过程中，采集钛酸锂电池充电电流或放电电流I，采用安时积分法对所述钛酸锂电池进行在线检测，通过电流计算得到充电或放电过程电量SOC_c；

步骤3.3，充电或放电过程结束后，将钛酸锂电池静置设定时间，测量充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂，将充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂代入拟合函数E，获得计算钛酸锂电池充电或放电过程结束后第二剩余荷电状态，

步骤3.4，计算第一剩余荷电状态和第二剩余荷电状态差值的绝对值S_d，若S_d≥S_e，则执行步骤3.5，若S_d＜S_e，表示拟合函数E不需要修正，结束步骤3，继续执行步骤4，其中S_e表示设定的误差阈值；

步骤3.5，对拟合函数E的常数xc进行修正。

9.如权利要求8所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤3.2中，采用安时积分法对所述钛酸锂电池进行在线检测，通过电流计算得到充电或放电过程电量SOC_c，以如下公式(3)表示，

式中：

SOC_c表示充电或放电过程电量，

C_N表示钛酸锂电池额定容量，

η表示充电或放电效率，

I表示充电或放电电流，

t表示充电或放电时间；

计算钛酸锂电池充电或放电过程结束后第一剩余荷电状态，以如下公式(4)表示，

SOC_r＝SOC₁-SOC_c (4)

式中：

SOC_r表示第一剩余荷电状态。

10.如权利要求8所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，其特征在于：

步骤3.5中，以拟合函数E的常数xc为修正因子，将第一剩余荷电状态SOC_r和充电或放电过程结束后钛酸锂电池电压U₂代入修正前的拟合函数E，求得新的常数xc，并以新的常数xc更新拟合函数E，得到修正后的拟合函数E从而修正函数表达式，进而修正了SOC-V曲线。

11.变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正系统，运行如权利要求1至10中任一项所述的变桨后备电源钛酸锂电池SOC在线检测与修正方法，包括：电池测试装置、电压采集装置、电流采集装置和数据处理装置，其特征在于：

所述电池测试装置用于进行充电测试，以设定的充电参数为变桨系统后备电源中的钛酸锂电池充电；

所述电压采集装置用于以设定间隔在充电测试中采集钛酸锂电池电压；

所述电流采集装置用于以设定间隔在充电测试中采集钛酸锂电池电流；

所述数据处理装置用于获取采样数据并计算获得的各个采样时刻的SOC；以采样数据和计算获得的各个采样时刻的SOC，绘制出钛酸锂电池的SOC关于钛酸锂电池的电压的SOC-V散点图，拟合获得拟合函数E；在变桨系统对钛酸锂电池进行充电或放电过程对拟合函数E进行检验，若拟合函数E计算精度不符合设定精度，对拟合函数E进行修正；使用SOC-V曲线即拟合函数E，可以根据钛酸锂电池电压在线检测其剩余能量，防止因能量不够导致桨叶无法回到安全位置，通过SOC-V曲线对钛酸锂电池进行健康监测和故障判断。

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