UPS电池的配置

THE UNINTERRUPTIBLE POWER PROVIDER
N°4
梅兰日兰电子（中国）有限公司
1. 电池的工作原理
?电池的放电：
> 电池的放电特性——曲线具有三个特征：
– 当负载(即放电电流)较小时，电池的放电曲线较平滑，放电的时间较长。 – 无论负载的轻重如何，在放电的初始阶段都有电池电压突然下降较多，然后略有回升的现
电池容量C＝电池电放池电放电电流速（率A）＝510.035.5CA ? 479.5AH ? 5 ? 100AH
> 即：200KVA 30分钟后备时间，需要100AH-12V的电池 5组并联，每 组34只，选择NP12-100电池。
举例： 一台200KVA UPS，要求使用使用上海西恩迪的十年免维护电池，后备时间
为30分钟。UPS的电池终止电压为338V，逆变器效率为0.94，输出功率因 数为0.8，试选择电池容量、串连只数、并联组数。
电池型号
电池终止电压为 1.65V/单体时的放电功率（W/cell）25°C
时间（分钟） 5
N°7
梅兰日兰电子（中国）有限公司
2. 电池后备时间的计算
?按照放电电流计算电池容量
> UPS所需的最大直流电流为：
I max ? Pdc ? 170.2KW ? 503.5A UBend 338V
> 根据汤浅电池放电曲线可知，当电池终止电压为1.65V/cell（9.9V/只 ）时，与30分钟的放电曲线交点为 1.05C，则需要电池的容量为：
体放电功率为209W（1.65V/cell, 30分钟时），则需要的电池组数为
：
G
?
Pdc 单体功率 ? 单体数 No
?
209W1?7200.2（5K单W体数）＝3.97组
?
4组
> 即需要的电池配置为：12V-100AH电池34只×4组。
THE UNINTERRUPTIBLE POWER PROVIDER
> 在市电正常供电时，电池在整流－充电电路中储存电能，同时对直流电路起到 平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。
THE UNINTERRUPTIBLE POWER PROVIDER
N°2
梅兰日兰电子（中国）有限公司
1. 电池的工作原理
?电池的分类：
电池在UPS电源中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各 异，但按其基本性质电池可以分为酸性电池和碱性电池两大类：
电池也可以按照使用方式进行分类，可以分为 开口型 、密封型 两大类电池。
THE UNINTERRUPTIBLE POWER PROVIDER
N°3
梅兰日兰电子（中国）有限公司
1.wk.baidu.com电池的工作原理
?电池的充电：
> 电池的充电特性——曲线具有三个阶段：
– 恒流充电阶段：恒流充电的控制方法是降压限流，随着电池容量的恢复，电池的电压不断 上升，一直达到恒压充电电压为止，因此这一过程也称之为升压充(B电oost－charging)。 放电越深则恒流充电阶段越长，反之则较短。
THE UNINTERRUPTIBLE POWER PROVIDER
N°5
梅兰日兰电子（中国）有限公司
2. 电池后备时间的计算
电池后备时间的计算，主要依赖于电池品牌的选择，包括电池的类型、电池 的使用寿命、电池的安装方式等，可参照该品牌的电池参数，来计算电池的 容量和数量。
?按照UPS功率计算电池容量
> UPS所需的直流功率为：
Pdc
?
UPS容量 ? 功率因数 ＝ 200 ? 0.8
逆变器效率
0.94
?
170.2KW
> 每组电池的串连只数为：
No ? UPS终止电压 ＝ 338V ＝204.8 ? 205单体（cell） 电池终止电压 1.65V
> 根据电池放电功率表，选择MPS12-100（12V-100AH）电池，每个单
10
15
20
30
60
90
MPS12-88 530 370 290 237 180 109
80
MPS12-100 570 424 330 277 209 124
88
THE UNINTERRUPTIBLE POWER PROVIDER
N°6
梅兰日兰电子（中国）有限公司
2. 电池后备时间的计算
?按照UPS功率计算电池容量
– 恒压充电阶段：这一过程电池的电压 保持不变，充电电流逐渐减小，对密 封电池来说，应维持在6～8小时，然 后转入浮充状态，恒压充电过程也称 之为恢复充电(Recharging)。
– 浮充电阶段：这一过程是为保持电荷 的储量及防止自放电所必需的维持充 电。通常认为每安培小时的充电电流 降至10毫安以下时即认为电池已进入 浮充电状态。浮充电流通常很微弱故 有时又称为涓流充电(Trickling charging)。
UPS电池的配置
1. 电池的工作原理
?电池在UPS中的作用：
> 线性负载 UPS要为负载提供一定的后备时间，就必须具有电能的储存；到目前 为止，还没有找到一种技术能够储存交流电能，也就是说电能的储存技术仍然 只能采用直流形式。
> 电池在 UPS 电源中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给 逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持 UPS电源的 正常输出，确保计算机在一定的时间内正常用电。
象，这个过程形成电池电压有较大的低谷；
– 无论放电电流的大小，电池的端电压最 终将出现急剧下降的拐点，以拐点连接 得到的曲线就称为安全工作时的终止电 压曲线，UPS的电池工作点都是设计在 这条拐点曲线附近的。
– 电池最低放电电压曲线以下的部分，表 示低于此电压将造成电池特性的永久损 坏；在UPS中，当直流电压过低时，将 引起逆变器脉宽调制波的进一步变宽， 而过大的直流分量将引起逆变变压器的 磁饱和现象，从而导致正弦波的失真。
– 酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸（H2SO4 ）或者胶体硫酸构 成，极板由铅Pb 和过氧化铝PbO2 构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池 储能的作用；
– 碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧化钠NaOH （烧碱）组成。极板由于电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧 化镍Ni(OH) 3，负极板是镉Cd；铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负 极板是铁Fe；银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn。