【UPS】UPS電池的配置

1、UPS電池電池的的配置配置N2梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R1. 電池的工作原理電池的工作原理w電池在電池在UPS中的作用：中的作用： 線性負(fù)載UPS要為負(fù)載提供一定的后備時間，就必須具有電能的儲存；到目前為止，還沒有找到一種技術(shù)能夠儲存交流電能，也就是說電能的儲存技術(shù)仍然只能采用直流形式。 電池在UPS電源中的主要作用就是儲存電能，一旦市電中斷，由電池放電供給逆變器，由逆變器將電池釋放出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檎医涣麟?，維持UPS電源的正常輸出，確保計(jì)算機(jī)在一定的時間內(nèi)正常用電。

2、在市電正常供電時，電池在整流充電電路中儲存電能，同時對直流電路起到平滑濾波的作用，并在逆變器發(fā)生過載時，起到緩沖器的作用。N3梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Rw電池的分類電池的分類： 電池在電池在UPS電源中已得到廣泛的應(yīng)用，其品種繁多，型號齊全，規(guī)格各電源中已得到廣泛的應(yīng)用，其品種繁多，型號齊全，規(guī)格各異，但按其基本性質(zhì)電池可以分為酸性電池和堿性電池兩大類異，但按其基本性質(zhì)電池可以分為酸性電池和堿性電池兩大類：酸性電池酸性電池：酸性電池的電解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者

3、膠體硫酸構(gòu)成，極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構(gòu)成，通過化學(xué)反應(yīng)貯存電荷，起到電池儲能的作用；堿性電池堿性電池：堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或者氫氧化鈉NaOH（燒堿）組成。極板由于電池的結(jié)構(gòu)不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負(fù)極板是鎘Cd；鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負(fù)極板是鐵Fe；銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3，負(fù)極板是鋅Zn。電池也可以按照使用方式進(jìn)行分類，可以分為電池也可以按照使用方式進(jìn)行分類，可以分為開口型開口型、密封型密封型兩大類電池兩大類電池。1. 電池的工作原理電池的工作原理N4梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I

4、N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Rw電池的充電：電池的充電： 電池的電池的充電特性充電特性曲線具有三個階段：曲線具有三個階段：恒流充電階段：恒流充電的控制方法是降壓限流，隨著電池容量的恢復(fù)，電池的電壓不斷上升，一直達(dá)到恒壓充電電壓為止，因此這一過程也稱之為升壓充電(Boostcharging)。放電越深則恒流充電階段越長，反之則較短。恒壓充電階段：這一過程電池的電壓保持不變，充電電流逐漸減小，對密封電池來說，應(yīng)維持在68小時，然后轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，恒壓充電過程也稱之為恢復(fù)充電(Recharging)。浮充電階段：這一過程是為保持電荷的

5、儲量及防止自放電所必需的維持充電。通常認(rèn)為每安培小時的充電電流降至10毫安以下時即認(rèn)為電池已進(jìn)入浮充電狀態(tài)。浮充電流通常很微弱故有時又稱為涓流充電(Trickling charging)。1. 電池的工作原理電池的工作原理N5梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Rw電池的放電：電池的放電： 電池的電池的放電特性放電特性曲線具有三個曲線具有三個特征特征：當(dāng)負(fù)載(即放電電流)較小時，電池的放電曲線較平滑，放電的時間較長。無論負(fù)載的輕重如何，在放電的初始階段都有電池電壓突然下降較多，然后略

6、有回升的現(xiàn)象，這個過程形成電池電壓有較大的低谷；無論放電電流的大小，電池的端電壓最終將出現(xiàn)急劇下降的拐點(diǎn)，以拐點(diǎn)連接得到的曲線就稱為安全工作時的終止電壓曲線，UPS的電池工作點(diǎn)都是設(shè)計(jì)在這條拐點(diǎn)曲線附近的。電池最低放電電壓曲線以下的部分，表示低于此電壓將造成電池特性的永久損壞；在UPS中，當(dāng)直流電壓過低時，將引起逆變器脈寬調(diào)制波的進(jìn)一步變寬，而過大的直流分量將引起逆變變壓器的磁飽和現(xiàn)象，從而導(dǎo)致正弦波的失真。1. 電池的工作原理電池的工作原理N6梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R

7、2. 電池后備時間的計(jì)算電池后備時間的計(jì)算電池后備時間的計(jì)算，主要依賴于電池品牌的選擇，包括電池的類型、電池的使用壽命、電池的安裝方式等，可參照該品牌的電池參數(shù)，來計(jì)算電池的容量和數(shù)量。w按照按照UPS功率計(jì)算電池容量功率計(jì)算電池容量 舉例：舉例：一臺一臺200KVA UPS，要求使用使用上海西恩迪的十年免維護(hù)電池，后備時間要求使用使用上海西恩迪的十年免維護(hù)電池，后備時間為為30分鐘。分鐘。UPS的電池終止電壓為的電池終止電壓為338V，逆變器效率為逆變器效率為0.94，輸出功率因，輸出功率因數(shù)為數(shù)為0.8，試選擇電池容量、串連只數(shù)、并聯(lián)組數(shù)，試選擇電池容量、串連只數(shù)、并聯(lián)組數(shù)。電池型號電池終

8、止電壓為1.65V/單體時的放電功率（W/cell）25C時間（分鐘）5101520306090MPS12-8853037029023718010980MPS12-10057042433027720912488N7梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Rw按照按照UPS功率計(jì)算電池容量功率計(jì)算電池容量 UPS所需的直流功率為：所需的直流功率為： 每組電池的串連只數(shù)為：每組電池的串連只數(shù)為： 根據(jù)電池放電功率表，選擇根據(jù)電池放電功率表，選擇MPS12-100（12V-100AH）電池，每

9、個單電池，每個單體放電功率為體放電功率為209W（1.65V/cell, 30分鐘時），則需要的電池組數(shù)為分鐘時），則需要的電池組數(shù)為： 即需要的電池配置為：即需要的電池配置為：12V-100AH電池電池34只只4組。組。KWUPSPdc2 .17094. 08 . 0200逆變器效率功率因數(shù)容量）單體（電池終止電壓終止電壓cellVVUPSNo2058 .20465. 1338組組（單體數(shù)）單體數(shù)單體功率497. 32052092 .170WKWNoPdcG2. 電池后備時間的計(jì)算電池后備時間的計(jì)算N8梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B

10、 L E P O W E R P R O V I D E Rw按照放電電流計(jì)算電池容量按照放電電流計(jì)算電池容量 UPS所需的所需的最大最大直流直流電流電流為：為： C，則需要電池的容量為：則需要電池的容量為： 即：即：200KVA 30分鐘后備時間，需要分鐘后備時間，需要100AH-12V的電池的電池 5組并聯(lián)，每組并聯(lián)，每組組34只只，選擇選擇NP12-100電池電池。AVKWUBendPdcax5 .5033382 .170ImAHAHCAAC10055 .47905. 15 .503電池放電速率）電池放電電流（電池容量2. 電池后備時間的計(jì)算電池后備時間的計(jì)算N9梅蘭日蘭電子（中國）有限

11、公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R實(shí)際后備時間顯示實(shí)際后備時間顯示微處理器微處理器計(jì)算軟件計(jì)算軟件初始電壓Eo，初始內(nèi)阻Ro，初始溫度to，初始容量C10，放電系數(shù)k1-k2，充電系數(shù)1- 2串聯(lián)只數(shù)，并聯(lián)組數(shù)，終止電壓等全面全面考慮電池參數(shù)考慮電池參數(shù): :市電正常時，顯示額定后備時間市電正常時，顯示額定后備時間市電停電時，顯示剩余后備時間市電停電時，顯示剩余后備時間根據(jù)實(shí)際環(huán)境根據(jù)實(shí)際環(huán)境及及電池參數(shù)電池參數(shù)測量電池的實(shí)際后備時間測量電池的實(shí)際后備時間電池電壓電池電壓電池電流電池電流負(fù)載功率負(fù)載功率

12、電池電池溫度溫度電池電池使用年期使用年期放電結(jié)束預(yù)報警放電結(jié)束預(yù)報警電池壽命終止預(yù)報警電池壽命終止預(yù)報警3. 電池的監(jiān)測與保護(hù)電池的監(jiān)測與保護(hù)w電池后備時間的監(jiān)測功能電池后備時間的監(jiān)測功能N10梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Rw電池過放電的自動保護(hù)電池過放電的自動保護(hù) 當(dāng)電池電壓低于終止電壓時，逆變器自動停機(jī)，切換至旁路供電；同時為了避免電池長時間小電流放電，造成電池永久性損壞，UPS可以設(shè)定時間T，在電池給逆變器供電達(dá)2T時，UPS會顯示 “電池低電壓”的預(yù)報警，當(dāng)電池給逆變

13、器供電達(dá)3T時，逆變器自動停機(jī)切換至旁路供電。逆變器停止逆變器停止3t3t+2h電池開關(guān)斷開電池開關(guān)斷開tn市電停電市電停電t03. 電池的監(jiān)測與保護(hù)電池的監(jiān)測與保護(hù)N11梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E RTminTmax浮充電壓浮充電壓 U下降下降溫度溫度 T上升上升!w溫度補(bǔ)償式充電溫度補(bǔ)償式充電環(huán)境溫度對電池的使用影響很大，電池溫度上升，意味著化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng)，電池的放電能力也增強(qiáng)，但電池壽命會降低。因此UPS中專門設(shè)置了電池溫度傳感器，用以控制浮充電壓和電流。w電池電池使用使用壽命壽命的的計(jì)算計(jì)算UPS監(jiān)視器還應(yīng)設(shè)置計(jì)算電池壽命的計(jì)算器，根據(jù)電池溫度和使用時間自動修正電池壽命，到電池壽命終止時，產(chǎn)生更換電池的報警提示3. 電池的監(jiān)測與保護(hù)電池的監(jiān)測與保護(hù)N12梅蘭日蘭電子（中國）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R自動測試周期由用戶設(shè)定：自動測試周期由用戶設(shè)定：XX周，周，XX天，天，XX小時小時浮充電壓浮充電壓終止電壓終止電壓0 幾秒鐘幾秒鐘2分鐘分鐘微處理器計(jì)算得到的 終止時