【UPS】UPS电池的配置

1、UPS电池电池的的配置配置N2梅兰日兰电子（中国）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. 电池的工作原理电池的工作原理w电池在电池在UPS中的作用：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。

2、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。N3梅兰日兰电子（中国）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电池的分类电池的分类： 电池在电池在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：酸性电池酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者

3、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：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。电池也可以按照使用方式进行分类，可以分为电池也可以按照使用方式进行分类，可以分为开口型开口型、密封型密封型两大类电池两大类电池。1. 电池的工作原理电池的工作原理N4梅兰日兰电子（中国）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电池的充电：电池的充电： 电池的电池的充电特性充电特性曲线具有三个阶段：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电(Boostcharging)。放电越深则恒流充电阶段越长，反之则较短。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68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

5、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)。1. 电池的工作原理电池的工作原理N5梅兰日兰电子（中国）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电池的放电：电池的放电： 电池的电池的放电特性放电特性曲线具有三个曲线具有三个特征特征：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

6、有回升的现象，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。1. 电池的工作原理电池的工作原理N6梅兰日兰电子（中国）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. 电池后备时间的计算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。w按照按照UPS功率计算电池容量功率计算电池容量 举例：举例：一台一台200KVA UPS，要求使用使用上海西恩迪的十年免维护电池，后备时间要求使用使用上海西恩迪的十年免维护电池，后备时间为为30分钟。分钟。UPS的电池终止电压为的电池终止电压为338V，逆变器效率为逆变器效率为0.94，输出功率因，输出功率因数为数为0.8，试选择电池容量、串连只数、并联组数，试选择电池容量、串连只数、并联组数。电池型号电池终

8、止电压为1.65V/单体时的放电功率（W/cell）25C时间（分钟）5101520306090MPS12-8853037029023718010980MPS12-10057042433027720912488N7梅兰日兰电子（中国）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功率计算电池容量功率计算电池容量 UPS所需的直流功率为：所需的直流功率为： 每组电池的串连只数为：每组电池的串连只数为： 根据电池放电功率表，选择根据电池放电功率表，选择MPS12-100（12V-100AH）电池，每

9、个单电池，每个单体放电功率为体放电功率为209W（1.65V/cell, 30分钟时），则需要的电池组数为分钟时），则需要的电池组数为： 即需要的电池配置为：即需要的电池配置为：12V-100AH电池电池34只只4组。组。KWUPSPdc2 .17094. 08 . 0200逆变器效率功率因数容量）单体（电池终止电压终止电压cellVVUPSNo2058 .20465. 1338组组（单体数）单体数单体功率497. 32052092 .170WKWNoPdcG2. 电池后备时间的计算电池后备时间的计算N8梅兰日兰电子（中国）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按照放电电流计算电池容量按照放电电流计算电池容量 UPS所需的所需的最大最大直流直流电流电流为：为： C，则需要电池的容量为：则需要电池的容量为： 即：即：200KVA 30分钟后备时间，需要分钟后备时间，需要100AH-12V的电池的电池 5组并联，每组并联，每组组34只只，选择选择NP12-100电池电池。AVKWUBendPdcax5 .5033382 .170ImAHAHCAAC10055 .47905. 15 .503电池放电速率）电池放电电流（电池容量2. 电池后备时间的计算电池后备时间的计算N9梅兰日兰电子（中国）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实际后备时间显示实际后备时间显示微处理器微处理器计算软件计算软件初始电压Eo，初始内阻Ro，初始温度to，初始容量C10，放电系数k1-k2，充电系数1- 2串联只数，并联组数，终止电压等全面全面考虑电池参数考虑电池参数: :市电正常时，显示额定后备时间市电正常时，显示额定后备时间市电停电时，显示剩余后备时间市电停电时，显示剩余后备时间根据实际环境根据实际环境及及电池参数电池参数测量电池的实际后备时间测量电池的实际后备时间电池电压电池电压电池电流电池电流负载功率负载功率

12、电池电池溫度溫度电池电池使用年期使用年期放电结束预报警放电结束预报警电池寿命终止预报警电池寿命终止预报警3. 电池的监测与保护电池的监测与保护w电池后备时间的监测功能电池后备时间的监测功能N10梅兰日兰电子（中国）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电池过放电的自动保护电池过放电的自动保护 当电池电压低于终止电压时，逆变器自动停机，切换至旁路供电；同时为了避免电池长时间小电流放电，造成电池永久性损坏，UPS可以设定时间T，在电池给逆变器供电达2T时，UPS会显示 “电池低电压”的预报警，当电池给逆变

13、器供电达3T时，逆变器自动停机切换至旁路供电。逆变器停止逆变器停止3t3t+2h电池开关断开电池开关断开tn市电停电市电停电t03. 电池的监测与保护电池的监测与保护N11梅兰日兰电子（中国）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浮充电压浮充电压 U下降下降溫度溫度 T上升上升!w温度补偿式充电温度补偿式充电环境温度对电池的使用影响很大，电池温度上升，意味着化学反应增强，电池的放电能力也增强，但电池寿命会降低。因此UPS中专门设置了电池温度传感器，用以控制浮充电压和电流。w电池电池使用使用寿命寿命的的计算计算UPS监视器还应设置计算电池寿命的计算器，根据电池温度和使用时间自动修正电池寿命，到电池寿命终止时，产生更换电池的报警提示3. 电池的监测与保护电池的监测与保护N12梅兰日兰电子（中国）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自动测试周期由用户设定：自动测试周期由用户设定：XX周，周，XX天，天，XX小时小时浮充电压浮充电压终止电压终止电压0 几秒钟几秒钟2分钟分钟微处理器计算得到的 终止时