如何计算UPS蓄电池配置及蓄电池的放电时间

如何计算UPS蓄电池配置及蓄电池的放电时间？

以上问题是使用UPS的系统集成商、用户经常困扰的一个问题，甚至是很多UPS经销商都对这个问题也没法说清，或是错误的报给客户，结果造成很多问题发生。蓄电池的放电时间要根据实际负载的功率来计算。

I=（Pcosφ）/（ηEi）

其中P是UPS的标称输出功率;

cosφ是负载功率因数;

η是逆变器的效率;

Ei是电池放电终了电压，一般指电池组的电压。

将具体数据代入上式，求出电池最大放电电流后，即可从电池的各温度下放电电流与放电时间的关系图上查出相应的放电时间。

首先要明确一个概念，就是蓄电池的放电电流与放电时间不是线性的，有人认为20A放电5小时就要用100AH的，这样就错了。蓄电池的容量一般都是20HR（小时率）的，也就是说只有以5A放电20小时才是配100AH的，因为100AH的电池在5A可以放电20小时，在10A时只有9小时左右，20A时只有4小时左右。但在2A时确可以放60小时以上。这就是蓄电池放电时间与电流的非线性关系。正因为非线性关系就有了下面这个表。

请大家先来熟悉一下下面的电池恒电流放电参数表，以保护神电池为例，指在一定的电流下放电能达到多长时间

UPS用的12V电池一般终止电压为10.5V；2V电池一般终止电压为1.7V。

以下算法是按保护神电池在温度为25度时的计算结果，蓄电池的实际放电容量也与温度有关，如MF12-100的电池，在摄氏10度以0.1C 电流放电，蓄电池能表现的容量约为85AH，3-5年后蓄电池随着内部老化放电时间会渐渐缩短，是正常现象。

如果知道负载功率，如何来配置蓄电池组的数量来达到预定的时间？如负载的的功率为2000W，需要延时2小时。怎样配UPS及蓄电池呢？

首先算出蓄电池的放电电流，能量守恒，UPS的放电电量与蓄电池的放电电量是基本相等的。所以可以直接按2000W的功率来算出电池

的放电电流。如果我们配的UPS是山特3KVA的，12V电池个数是8只，终止电压是10.5*8＝84V，放电时的计算电流是2000W/84V＝23.8A，如逆变器的效率按95％来算，则实际电流为23.8/0.95＝25A。再对照上面的表，看有哪个电池的规格能在终止电压为10.5V、放电电流25A时可以达到2小时，很明显，MF12-65（12V-65AH）的这款可以达到。所以电池的配置就选12V-65AH 8只。这样就可以满足要求了。

其它规格也都是这样计算的，又比如，12V-100AH的电池在27.2A

时可以放电3小时，如果电流在55A时需要放电3小时，就需要选12V-100AH的电池2组并联使用才可以达到相应的时间。

如果知道蓄电池的容量，如何知道能放电多长时间？

比如现有一台6KVA的UPS，配了一组MF12-26（12V-26AH）的蓄电池，想知道能放电多长时间。6KVA的UPS功率因素是0.7，最大有功功率是4.2KW，首先要确定UPS后面接设备的实际功率是多大，可以估计一下，也可以用钳流表来测一下电流。

如果半载即2KW左右的话能延时多久呢？6KVA的直流电压是

240V，放电终止电压是210V，逆变器效率是95％，这样电池的放电电流是：2000W/210V/0.95＝10A，再对比上面的恒流参数表，MF12-26的电池在9.96时可以放电2小时，因此，如果设备功率为2KW时，这样一组电池的放电时间约为2小时。

如果按满载，即设备的功率为4200W时，这样一组12V-26AH的电池能放电多久呢？和上面一样，电池的放电电流是4200W/210V/0.95＝21A。再对比上面的恒流参数表，MF12-26的电池在21.7A6时可以放电45分钟，因此，如果设备功率为4.2KW时，这样一组电池的放电时间约为45分钟。

如何测蓄电池的容量

现在市场上蓄电池品牌很多，质量好坏不一，以次充好的现象很多，甚至把100AH做成50AH来卖，想要知道蓄电池的真实容量，只有一个办法：放电！最简单的就是用个UPS加白炽灯泡来放电。比如一组电池3只，接上500W的灯泡来放电，放了3个小时，那这个电池的容量是多少呢？还是与上面一样来计算放电的电流。计算结果约17A，对比上面的恒流放电参数表，看哪款电池在17A左右可以放3个小时，对比发现实际容量是65AH的。

UPS系统蓄电池放电时间的估算

为了提高有线电视前端供电系统的安全性与可靠性，旗县分公司基本都配备了前端UPS系统，了解前端UPS系统蓄电池正常放电时长是进行UPS系统维护的重要条件之一。因电池放电时间与放电电流、环境温度、负载类型、放电速率、电池容量等多因素相关，故实际放电时间无法直接用公式推导出。

我们可以先通过以下公式估算出UPS系统蓄电池平均放电电流：蓄电池平均放电电流I≈UPS负载功率P÷（Ev×η）

其中蓄电池组平均放电电压Ev可取蓄电池组标称电压与放电终止电压的中间值(标称12V的单块蓄电池平均放电电压取11.25V)，UPS效率η一般取0.8。

求出电池平均放电电流后，再算出放电倍率（放电倍率＝放电电流÷蓄电池标称容量）,即可从电池在各温度下放电曲线图上查出相应的放电时间。如果没有蓄电池放电曲线图,可依据以下规律估算放电时间(蓄电池放电时间＝蓄电池放电容量÷蓄电池平均放电电流): 放电倍率为0.05C时,蓄电池放电容量≥标称容量（环境温度25℃）

放电倍率为0.1C时,蓄电池放电容量≈0.95倍标称容量（环境温度25℃）

放电倍率为0.2C时,蓄电池放电容量≈0.85倍标称容量（环境温度25℃）

放电倍率为0.3C时,蓄电池放电容量≈0.8倍标称容量（环境温度25℃）

放电倍率为0.4C时,蓄电池放电容量≈0.75倍标称容量（环境温度25℃）

放电倍率为0.5C时,蓄电池放电容量≈0.7倍标称容量（环境温度25℃）

放电倍率为0.6C时,蓄电池放电容量≈0.65倍标称容量（环境温度25℃）