蓄電池容量的選配方法

前面已經(jīng)講過(guò)，蓄電池實(shí)際可供使用容量與放電電流大小、工作環(huán)境溫度、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng) 短等因素有密切的關(guān)系。只有在充分考慮上述因素之后，才能正確選擇和確定蓄電池可供使 用容量與標(biāo)稱容量的比率，并在此基礎(chǔ)上確定應(yīng)該選用的電池容量。下面介紹兩種UPS蓄 電池選用的主要方法和步驟。
1.根據(jù)最大放電電流確定蓄電池容量
當(dāng)UPS規(guī)格型號(hào)、市電掉電后負(fù)載量和要求電池逆變維持的時(shí)間確定后，就可計(jì)算蓄 電池放電時(shí)的最大放電電流和電池的選用容量。電池最大放電電流為
式中，P為UPS輸出額定功率（VA); CO蝴為系統(tǒng)負(fù)載功率因數(shù)（0.9左右）；7?為UPS輸 出逆變器效率（0.85〜0.9);尺為電池放電效率（可取0.95); £lls界為蓄電池組臨界放電 電壓。
通常選用在規(guī)定的大放電率條件下的臨界電壓值，12V電池臨界電壓為10V，2V電池
臨界電壓為1.67V。如果電池后備時(shí)間較長(zhǎng)，電池是在小放電率情況下放電，則12V電池臨
界電壓為10. 5V, 2V電池臨界電壓為1.75V。
再根據(jù)用戶所確定的蓄電池組的后備供電時(shí)間，就可以從蓄電池廠家提供的所選用的電
池規(guī)格型號(hào)的放電曲線（如圖4.53所示）中査出電池組的放電率，可用如下公式：
訪由_電池組的實(shí)際最大放電電流 _ 電池組的標(biāo)稱容量
得出應(yīng)該配置的電池組的容量（Ah)。
例如，對(duì)于1臺(tái)輸出功率為lOOkVA的UPS,要求電池后備時(shí)間為20min,若UPS逆變
器的工作電壓是384Vx2 (半橋電路），蓄電池由兩組32塊12V的電池組串聯(lián)組成，如果
把單塊電池臨界放電電壓定為10V，兩組32塊電池組的臨界放電電壓為320VX2，假定負(fù)
載功率因數(shù)為0.8，逆變器效率為0.9,電池放電效率為0.95，于是最大放電電流為
100 x 103 x0. 8 ,
/ = = 146
max 0.9 x0. 95 x320 x2
在要求電池后備時(shí)間為20min時(shí)，放電率為1.5C左右，于是電池選用
容量應(yīng)為lOOAh。這里得到的是計(jì)算值，具體選用時(shí)應(yīng)選用廠家提供的電池規(guī)格中接近
lOOAh的電池。
2.利用恒功率放電功率或恒電流放電功率來(lái)確定蓄電池容量
所謂恒功率放電，就是電池從放電開(kāi)始，直到端電壓下降到臨界電壓時(shí)為止，端電壓和 放電電流的乘積是一個(gè)近似的常數(shù)。在UPS系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)入電池逆變狀態(tài)時(shí)，在允許電池 電壓變化的范圍內(nèi)，因?yàn)閁PS逆變器有自動(dòng)穩(wěn)定輸出電壓的功能，UPS對(duì)負(fù)載輸出的功率 是恒定的，所以在此期間電池基本上是按恒定功率放電的。通常電池廠家一般都提供自己廠 家生產(chǎn)的不同型號(hào)的電池在不同放電時(shí)間內(nèi)電壓降到臨界值時(shí)的放電功率數(shù)（W),所以恒 功率法也稱為査表法。這種方法比較簡(jiǎn)便，根據(jù)蓄電池恒功率放電參數(shù)可以快速準(zhǔn)確地選出 蓄電池的規(guī)格型號(hào)。
表4. 13所示是YUASA電池放電終止電壓為1. 67V的放電功率表。根據(jù)實(shí)際放電時(shí)間， 在單體電池放電終止電壓不低于1.67V的情況下，表中各型號(hào)電池相對(duì)應(yīng)的功率瓦特?cái)?shù)， 就是該電池最大的放電容量。也可以理解為只要實(shí)際放電容量不超過(guò)表中相應(yīng)的數(shù)據(jù)，則該 電池的使用就在安全的范圍內(nèi)。
表4. 13每個(gè)電池在1.67V最終電壓時(shí)的放電功率（W)
間（min)
型 號(hào) 1 5 10 15 20 25 30 35 40
UXL-33 -12 208 179 131 104 86 .7 74.7 66.3 59.7 54.6
UXL-44-12 277 239 175 138 116 99.6 88.4 79.6 72.8
UXL-55-12 347 299 219 173 145 125 111 99.5 91
UXL-66-6 416 369 263 207 173 149 133 119 109
UXL-88-6 554 478 350 276 211 199 177 150 146
UXL-110-6 693 598 438 345 289 249 221 199 182
UXL —165-2 741 601 501 422 367 326 290 264 243
UXL-220-2 987 801 669 563 489 434 387 352 323
UXL-330-2 1 481 1 201 1 003 844 733 651 580 526 486
UXL-550-2 2 468 2 002 1 671 1 406 1 222 1 085 967 879 810
UXL-1100-2 4 937 4 003 3 343 2 813 2 444 1 170 1 933 1 757 1 618
UXL-1550-2 7 405 6 005 5 014 4 219 3 666 3 255 2 900 2 636 2 429
UXL-2200 -2 9 874 8 006 6 686 5 626 4 888 4 340 3 866 3 514 3 238
UXL-3300-2 14 811 12 009 10 029 8 439 7 332 6 510 5 799 5 271 4 857
還用上面的例子：UPS輸出功率為lOOkVA，逆變器工作電壓為384Vx2，負(fù)載功率因 數(shù)為0.8, UPS逆變器效率為0.9,電池放電效率為0.95，電池后備時(shí)間為20min。
恒功率放電表是以2V的單元電池為計(jì)算基準(zhǔn)的，可以采用下式計(jì)算出 每個(gè)2V單元電池應(yīng)提供電總功率：
=P ■ cos^ (4-26)
w K-v-6•N v '
式中，P SUPS輸出功率，取值lOOkVA; CO蝴為負(fù)載功率因數(shù)，取0.8; r;為逆變器效率，
取0.9; /V為12V電池個(gè)數(shù)，W = 32X2; 6表示6個(gè)單體電池組成12V電池；[為電池放電
效率（可取0.95)。
將以上數(shù)值代入上式中，則每個(gè)2V單體電池應(yīng)提供的功率為
_ 100 xlO3 xO.8 _24irwx P"-0.9 x 0.95 x 32 x 2 x 6 - 243(W)
在要求20min后備供電的情況下，從表4. 13中査出，可用UXL-110-6。它可承受 289W的功率。
當(dāng)用此方法確定選用電池容量時(shí)，特別要注意電壓放電終止電壓。由圖4.53可看出， 不同的放電率所允許的電池放電終止電壓是不同的，高放電率時(shí)，允許電池放電終止電壓 低，而低放電率時(shí)允許的電池放電終止電壓高。為此，廠家針對(duì)不同的放電率和所允許的電 池放電終止電壓給出了不同的恒功率放電功率表。