UPS电池容量计算公式.pdf

UPS（不间断电源）蓄电池后备时间的计算方法详解 UPS（不间断电源）蓄电池后备时间的计算方法详解 关于 UPS（不间断电源）的后备时间以及所需蓄电池容量的计算 有很多种方法，这里介绍两种最常用的恒功率法、最大放电电流法 一、恒功率法： 一、恒功率法： 现在以美国 GNB 蓄电池和胜为电气（SINWAY）OMEGA 系列容量 80kVA 的 UPS 为例，计算步骤(按 100%线性满载核算) 1． 确定 UPS 的负载功率 1． 确定 UPS 的负载功率 给定的后备时间和相应的负载功率（kW）决定了电池的容量 P=S ×PF 其中：P：有功功率； S：视在功率； PF：负载功率因素 根据要求按 UPS 满载计算，功率因素 0.8 计算 S=80kVA，PF=0.8， 因此 P=80×0.8=64kW 2． 根据给出的负载功率计算出电池功率 2． 根据给出的负载功率计算出电池功率 BATTOUT PP/η= 其中： BATT P ：电池负载功率； OUT P：负载功率； η：逆变器的效率 这里的 OUT P 就是第一步计算出的 P（负载功率） ，逆变器的效率 取 95% BATT P = 64kW / 95% =67.37 kW 3． 确定电池的参数指标 3． 确定电池的参数指标 对于普遍使用的铅酸电池常使用如下参数： cell N = 构成每个电池的单体电池数目 大家通常所见的铅酸免维护电池实际上是单体电池的组合， 每节 单体铅酸电池的额定电压是 2Vdc，因此一块 12V 的电池是由 6 节单 体电池构成的。

对于 OMEGA 系列 UPS 需 2V 单体电池 174 节，即 29 节 12V 的电池： LOW V = 低电池关机电压 UPS 的逆变器低电池关机电压 cell low V = 单体电池放电终了电压 以上几个参数不同的 UPS 是不同的，SINWAY 80kVA UPS 的这些 直流参数见如下： 80KVA 默认关机电压为 305V 因此可求得： 80KVA： cell low V =305 /174=1.75V 4． 计算单节电池负载功率 4． 计算单节电池负载功率 单节电池功率 =电池负载功率/单体电池节数 80KVA：P cell = 67.37kW/( 174) = 387 W/cell 5． 由以上计算值，确定自己所需的电池容量及数目 5． 由以上计算值，确定自己所需的电池容量及数目 根据电池供应商给出的恒功率放电的单体电池瓦特/时间关系表 和已有的参数值： V cell low =1.75V P cell = 387 W/cell 预期后备时间是 60 分钟，查下表（GNB 电池制造厂提供)可知： l 在 60 分钟栏里，单元终止电压为 1.75V，S12V370 单元功率 可达到 129W/Cell。

80kVA UPS 电池配置：3×129=387 刚好等于 387 W/Cell 即三组并联为满足 387W/Cell 的要求， 因此用户只需为 80kVAUPS 配 GNB S12V370 的电池 87 块即可达到满载 60 分钟的后备时间的要 求 二、最大放电电流法 二、最大放电电流法 当 UPS 规格型号、 市电掉电后负载量和要求电池逆变维持时间确 定后，就可以计算蓄电池的放电时间的最大放电电流和电池选用容 量电池最大放电电流： max P cos I EK ϕ η ⋅ = ⋅⋅ 临界 式（1） 其中：P为 UPS 的输出视在功率（VA） cosϕ为负载功率因数（计算机类负载为 0.7 左右） η为 UPS 逆变器效率（0.85-0.9） K为电池放电效率（可取 0.95） E临界为蓄电池组的临界放电电压 A．在室温 25 摄氏度条件下，大电流放电的情况下： 12V 蓄电池的临界电压一般为 10V，2V 蓄电池的临界电压一般为 1.67V； B．在室温 25 摄氏度条件下，大电流放电的情况下： 12V 蓄电池的临界电压一般为 10.5V，2V 蓄电池的临界电压一般 为 1.75V； 图 1 图 1 根据用户所确定的蓄电池组后备供电时间， 就可以从蓄电池厂商 提供的所选用的电池规格型号的放电曲线，如图 1 所示，查出电池组 的放电率，可用公式： = 电池组的实际最大放电电流 放电率 电池组的标称容量 式（2） 得出应该配置的电池组的容量（Ah） 例如，1 台艾默生（EMERSON）iTrust 系列输出功率为 100kVA 的 UPS，要求电池后备时间为 20min，UPS 逆变器的工作电压是 384V*2 （半桥电路），蓄电池由两组 32 块 12V 的电池组串联而成，如果把 单块电池临界放电电压定为 10V，两组 32 块电池组的临界放电电压 为 320V*2，假定功率因素为 0.8，逆变器效率为 0.9，电池放电效率 为 0.95，于是最大放电电流为： 3 max P cos100 10 VA 0.8 I146A EK0.9 0.95 320 2 ϕ η ⋅×× === ⋅⋅××× 临界 由图一可知，当要求后备时间为 20min 时，由式（1）并且综合 已有的蓄电池容量，得到在 1.5C 情况下，选用 100Ah 的蓄电池。

以上两种方法中，最大电流法一般用来大概估算蓄电池后备时 间，其计算方便快速，但是存在一定误差，而恒功率法则是从蓄电池 放电的本质计算，通过查找厂商提供的表格得出后备时间在实际应 用中，还要考虑到蓄电池产品的质量、环境温度等影响，不同厂商留 有的余量也有所区别。