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1、UPS 蓄电池 计算 方法 辛颖 1 / 11 概述 计算方法 电池参数 电池安装 案例图片UPS 蓄电池 计算 方法 一、 概述 本文 目的： UPS 系统设计时，已知后备时间需求，计算电池配置 。 UPS 中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断，蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备，保持对计算机设备供电的连续性。 12V 的电池主要规格有 38Ah， 50Ah， 65Ah， 100Ah， 120Ah， 150Ah， 200Ah 2V 的电池主要规格有 600Ah， 800Ah， 1000Ah 组内 串联，组与组之间并联。 一般原则 1.组数一般不超过
2、 4 组； 2.12V 电池一般较 2V 电池成本低廉，一般优选 12V 电池； 3.如果 UPS 电池节数可调，一般不要配置为最少数量； 4.恒功率计算方法较恒电流计算方法更准确。 UPS 蓄电池 计算 方法 辛颖 2 / 11 概述 计算方法 电池参数 电池安装 案例图片二、 恒电流 与恒功率法计算 例子 已知： 100kVAUPS 高频机，支持电池节数在 180 到 240 个 2V 单体之间 （ 3040节 12V 电池） ，输出功率因数 0.9，逆变效率 0.94，后备 1 小时，分别用恒电流法和恒功率法计算电池配置。 第一步：确定关键的 7 个参数 个参数： 负载容量、 负载功率因
3、数、逆变器效率、每组电池节数、并联组数、单体截止 电压、环境温度。 关键参数 后备时间 1 h 负载容量 100 kVA 负载功率因数 0.8 逆变器效率 0.94 每组电池节数 3040 节 并联组数 1 组 单体截止电压 1.7 V 环境温度 25 第二步：计算 放电电流（ 恒电流法）或 直流功率 （ 恒功率法） 需求 恒电流法： 计算放电电流 放电 电流 =（负载功率 *负载功率因数） /（ 逆变器效率 *每组电池电压） 即放电电流 =（ 100000VA*0.8） /（ 0.94*30*12V） =236.41A（ 30 节 每组 ） 或放电电流 =（ 100000VA*0.8） /（
4、 0.94*40*12V） =177.30A（ 40 节 每组 ） 根据 系数 表 ， C=KI（ C 为电池容量， K 为容量计算 系数 ， I 为 负荷 ） 电池放电小时数 0.5 1 2 3 4 6 8 10 20 单体电池终止电压 1.75 1.75 1.75 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.85 容量计算系数 K 1.55 2.17 3.56 4.35 5.50 7.33 9.25 10.87 21.74 即 电池容量需要配置： 236.41*2.17=513.00（ 30 节 每组 ） 或 电池容量需要配置： 177.30*2.17=384.75（ 40 节
5、每组 ） 恒功率法： 计算直流功率需求 （ 单体） 计算 每 节电池 需求 的直流功率 （ 单体 一般 按 2V 计 ） 直流 功率 =（负载容量 *负载功率因数） /（ 逆变器效率 *每组单体数） 即 直流 功率 =（ 100000VA*0.8） /（ 0.94*6*30） =472.81W/cell（ 30 节 每组 ） 或直流功率 =（ 100000VA*0.8） /（ 0.94*6*40） =354.61W/cell（ 40 节 每组 ） UPS 蓄电池 计算 方法 辛颖 3 / 11 概述 计算方法 电池参数 电池安装 案例图片第三步：选择电池 恒电流法 电池容量需要配置： 513.
6、00（ 30 节 每组）或 384.75（ 40 节 每组） 12V 电池目前最大 250AH，只能配置 2 组电池， 384.75/2=192.37，向上取最接近的规格是 12V200Ah 单体，即：需要配置 2 组 200Ah 电池，每组 40 节。 为了节省投资，对于电池节数可变的 UPS 机型，我们可以调整单体电池节数和组数来优化成本，最终目的是要做到多一节电池浪费，少一节电池不够的程度。用 X 节电池再算一次， 如此反复 ，选出最优方案。 选用 每组 39 节 电池 ， 计算 电池容量需要配置 394.62， 394.62/2=197.31， 即配置12V200Ah 电池 2 组 ，
7、每组 39 节 。 恒功率法 电池容量需要配置： 472.81W/cell（ 30 节 每组）或 354.61W/cell（ 40 节 每组） 查电池 恒功率 放电数据 表 （ 附后） 200Ah， 截止 电压 1.75V， 放电 1h 的 单体放电功率为 207.9W。 354.61/2=177.30207.9， 所以选用 12V200Ah 电池 2 组 ，每组 40 节。 为了节省投资，对于电池节数可变的 UPS 机型，我们可以调整单体电池节数和组数来优化成本，最终目的是要做到多一节电池浪费，少一节电池不够的程度。用 X 节电池再算一次， 如此反复 ，选出最优方案。 选用每组 36 节 电
8、池 ， 计算 所需 单体电池容量为 394.01， 394.01/2=197.00， 即配置12V200Ah 电池 2 组 ， 每组 36 节 。 恒电流 法 与 恒功率法对比 一般口算粗略估计电池配置时用恒电流法，后备时间越长越准确。 对于 1 小时 以下的电池后备式间，恒电流法误差较大 ，用恒功率法 更精确。 对于 2 小时以上的电池后备时间，两种方法计算结果相差就很小了。 UPS 蓄电池 计算 方法 辛颖 4 / 11 概述 计算方法 电池参数 电池安装 案例图片误差原因 ： 1， 恒电流法的系数表不准确； 2，不同厂家同规格电池特性并不相同； 3，电池放电过程是恒功率的，而不是恒电流的
9、，平均电压 12V 也只是个粗略值，随着电池老化偏差会更大。 12V 铅酸蓄电池，浮充电压一般是 13.5V，均充电压是14.1V，放电终止电压是 10.5V 左右（ 2V 电池浮充 2.23-2.25V，均充 2.35V，放电终止电压 1.63-1.80V）， 恒电流法的前提是认为电池电压是线性变化的， 12V（或 2V）是电池的平均电压， 而实际上不是线性变化的，尤其是 11V 以下，所以这种方法比恒功率法误差略大 。 恒功率法使用前提 是 需要拿到电池厂家的电池恒功率放电特性表 ， 常用品牌 电池 参数可见 后附表。 UPS 蓄电池 计算 方法 辛颖 5 / 11 概述 计算方法 电池参
10、数 电池安装 案例图片三、 电池参数 参考 双登 6-GFM 系列（ 24AH-200AH）阀控密封铅酸蓄电池 规格参数 型号 额定电压容量( 1 0 h r , 1 . 80 V / 单体， 25 )重量内阻 ( 满充电状态 )最大放电电流自放电 ( 2 5 )使用温度范围推荐使用温度最大充电电流充电电压 ( 2 5 ) 壳体材料 端子温度对容量的影响放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6
11、 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 .
12、2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0
13、45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 :
14、 - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 放电 : - 4 0 50 浮充 : 2 . 2 5 V / 单体 1 0 5 % 4 0 充电 : - 2 0 45 温度补偿系数 : - 3 m V / 8 5 % 0 储存 : - 2 0 40 均充 : 2 . 3 5 V / 单体 6 0 % - 2 0 4 % / 月 15 25 40AABS 工程塑料M 6 , H P b 5 9 - T16 - G F M -20012V 2 0 0 A h约 6 4 kg ( 1 4 0 . 8 l b s)约 3 . 7 m ， 25 1 2 4 0 A ( 5 s)9 3 0 A ( 5 s) 4 % / 月 15 25 30AABS 工程塑料M 8 , H P b 5 9 - T1 4 % / 月 15 25 24AABS 工程塑料M 6 , H P b 5 9 - T16 - G F M -15012V 1 5 0 A h约 4 9 kg ( 1 0 7 . 8 l b s)约 3 . 9 m ， 25 6 - G F M -12012V 1 2 0 A h约 3 6 kg ( 7 9 .
