蓄电池容量的选配方法

前面已经讲过，蓄电池实际可供使用容量与放电电流大小、工作环境温度、存储时间长 短等因素有密切的关系。只有在充分考虑上述因素之后，才能正确选择和确定蓄电池可供使 用容量与标称容量的比率，并在此基础上确定应该选用的电池容量。下面介绍两种UPS蓄 电池选用的主要方法和步骤。
1.根据最大放电电流确定蓄电池容量
当UPS规格型号、市电掉电后负载量和要求电池逆变维持的时间确定后，就可计算蓄 电池放电时的最大放电电流和电池的选用容量。电池最大放电电流为
式中，P为UPS输出额定功率（VA); CO蝴为系统负载功率因数（0.9左右）；7?为UPS输 出逆变器效率（0.85〜0.9);尺为电池放电效率（可取0.95); £lls界为蓄电池组临界放电 电压。
通常选用在规定的大放电率条件下的临界电压值，12V电池临界电压为10V，2V电池
临界电压为1.67V。如果电池后备时间较长，电池是在小放电率情况下放电，则12V电池临
界电压为10. 5V, 2V电池临界电压为1.75V。
再根据用户所确定的蓄电池组的后备供电时间，就可以从蓄电池厂家提供的所选用的电
池规格型号的放电曲线（如图4.53所示）中査出电池组的放电率，可用如下公式：
访由_电池组的实际最大放电电流 _ 电池组的标称容量
得出应该配置的电池组的容量（Ah)。
例如，对于1台输出功率为lOOkVA的UPS,要求电池后备时间为20min,若UPS逆变
器的工作电压是384Vx2 (半桥电路），蓄电池由两组32块12V的电池组串联组成，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320VX2，假定负
载功率因数为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
100 x 103 x0. 8 ,
/ = = 146
max 0.9 x0. 95 x320 x2
在要求电池后备时间为20min时，放电率为1.5C左右，于是电池选用
容量应为lOOAh。这里得到的是计算值，具体选用时应选用厂家提供的电池规格中接近
lOOAh的电池。
2.利用恒功率放电功率或恒电流放电功率来确定蓄电池容量
所谓恒功率放电，就是电池从放电开始，直到端电压下降到临界电压时为止，端电压和 放电电流的乘积是一个近似的常数。在UPS系统中，当进入电池逆变状态时，在允许电池 电压变化的范围内，因为UPS逆变器有自动稳定输出电压的功能，UPS对负载输出的功率 是恒定的，所以在此期间电池基本上是按恒定功率放电的。通常电池厂家一般都提供自己厂 家生产的不同型号的电池在不同放电时间内电压降到临界值时的放电功率数（W),所以恒 功率法也称为査表法。这种方法比较简便，根据蓄电池恒功率放电参数可以快速准确地选出 蓄电池的规格型号。
表4. 13所示是YUASA电池放电终止电压为1. 67V的放电功率表。根据实际放电时间， 在单体电池放电终止电压不低于1.67V的情况下，表中各型号电池相对应的功率瓦特数， 就是该电池最大的放电容量。也可以理解为只要实际放电容量不超过表中相应的数据，则该 电池的使用就在安全的范围内。
表4. 13每个电池在1.67V最终电压时的放电功率（W)
间（min)
型 号 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
还用上面的例子：UPS输出功率为lOOkVA，逆变器工作电压为384Vx2，负载功率因 数为0.8, UPS逆变器效率为0.9,电池放电效率为0.95，电池后备时间为20min。
恒功率放电表是以2V的单元电池为计算基准的，可以采用下式计算出 每个2V单元电池应提供电总功率：
=P ■ cos^ (4-26)
w K-v-6•N v '
式中，P SUPS输出功率，取值lOOkVA; CO蝴为负载功率因数，取0.8; r;为逆变器效率，
取0.9; /V为12V电池个数，W = 32X2; 6表示6个单体电池组成12V电池；[为电池放电
效率（可取0.95)。
将以上数值代入上式中，则每个2V单体电池应提供的功率为
_ 100 xlO3 xO.8 _24irwx P"-0.9 x 0.95 x 32 x 2 x 6 - 243(W)
在要求20min后备供电的情况下，从表4. 13中査出，可用UXL-110-6。它可承受 289W的功率。
当用此方法确定选用电池容量时，特别要注意电压放电终止电压。由图4.53可看出， 不同的放电率所允许的电池放电终止电压是不同的，高放电率时，允许电池放电终止电压 低，而低放电率时允许的电池放电终止电压高。为此，厂家针对不同的放电率和所允许的电 池放电终止电压给出了不同的恒功率放电功率表。