UPS電源蓄電池容量選擇探討

李朝輝

摘 要：在現(xiàn)代社會中，電能的使用不僅關系到了國家發(fā)展企業(yè)運行，更關系到了人民群眾日常生活，UPS電源是現(xiàn)代社會科技研發(fā)的成果，對經(jīng)濟、政治、文化甚至是社會生活都產(chǎn)生著不可估量的作用，隨著信息時代的來臨，計算機和大量通信設備飛速發(fā)展，電源系統(tǒng)的可靠性直接關系著這些設備能否穩(wěn)定、安全的運行。UPS電源作為一種重要的的電源，得到廣泛應用。目前，提高UPS電源的使用性能、延長其使用壽命亟待解決。蓄電池組作為UPS電源的重要組成部件，提高其使用性能變得至關重要。該文主要在探討UPS電源購置時蓄電池選配的方法與要求方面進行了論述，以期為正確選擇蓄電池容量做出評價。

關鍵詞：UPS電源 蓄電池容量 電池選配 研究 方法

中圖分類號：TM91 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（b）-0087-01

眾所周知，蓄電池作為UPS的心臟，有著舉足輕重的地位。根據(jù)相關統(tǒng)計，大約30%的UPS電源故障是由于蓄電池的損壞造成的。因此，蓄電池管理系統(tǒng)的好壞直接關系著UPS系統(tǒng)整體運行狀況是否正常。

1 UPS電源運用

UPS電源是常用的后備電源，廣泛的運用在企業(yè)、礦山、航天、政府、通訊、醫(yī)院、學校、工業(yè)、國防、電力、交通、能源、消防、電站、鐵路、公路、飛機、輪船、計算機存儲、應急照明、網(wǎng)絡服務等場所，能夠及時在在市電斷電后提供后備電力，是當今社會不可缺少的電源。現(xiàn)代設備最不愿意發(fā)生的事情就是突然停電，突然的停電會給生產(chǎn)和生活造成重大損失，特別是信息時代，數(shù)據(jù)的傳送、備份必不可少，一旦停電損失不可估量，它可以保障計算機系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。

UPS電源是是現(xiàn)代企業(yè)重要的供電后備電源，常規(guī)的日常管理主要是電源巡檢，電參數(shù)測量，故障檢查，定期放電，定期更換蓄電池。

2 UPS電源選型誤區(qū)

UPS電源是一種特殊的專用電源，很多用戶對此并不了解多少，在選購時往往對主機關注很多，對配套的電池不關注，或者不太知道需要配多少容量電池，這給一些經(jīng)銷商帶來一些商機，最常見的錯誤選擇有兩種。

2.1 低成本選型

有些客戶從成本考慮，希望買便宜的UPS電源，哪家經(jīng)銷商報價低就買哪家經(jīng)銷商的產(chǎn)品，這樣的選擇導致了經(jīng)銷商為了滿足用戶低報價的心里，只有大幅度減少電池的容量壓低整體成本降低售價獲得生意，這種配置在用戶今后實際使用中根本無法滿足用戶的實際需求，放電時間很短，起不到備份的作用，等用戶在使用發(fā)現(xiàn)這個問題后，生意已經(jīng)做完，后悔來不及了。造成這種結果主要是用戶不懂UPS電源的放電時間與電池容量、負載功率三者之間的關系，以為只要買了就能滿足使用，蓄電池是消耗品，以后還要更換，過多的投資屬于浪費，最后導致無法滿足使用要求。

2.2 高成本選型

有些客戶對價格承受力較強，希望買到好的產(chǎn)品，對這樣的優(yōu)質(zhì)用戶，經(jīng)銷商常采用大幅度增加電池的容量提高產(chǎn)品的整體報價，獲得較高的利潤，但在今后的實際使用中用戶發(fā)現(xiàn)根本不需要這么大的容量，浪費過多的電池，造成這種結果同樣是用戶不懂UPS電源的放電時間與電池容量、負載功率三者之間的關系，以為蓄電池越多越好，多了待機時間長，蓄電池是消耗品，以后還要更換，過多的投資屬于浪費，最后導致較大的浪費。

3 怎樣選擇蓄電池

選擇蓄電池的容量，要取決于幾個至關重要的參數(shù)，這每個參數(shù)都要根據(jù)客戶根據(jù)實際需要提供，不能盲目選擇或猜測。

3.1 UPS電源的輸出電壓

例如：比如客戶UPS電源功率需要220 V交流電，這就要根據(jù)UPS主機的技術指標，選擇相應的電源組，以12 V蓄電池為例，正常標稱12 V電壓的蓄電池，在充滿電壓時為13.8 V，再把相同的電池串聯(lián)和并聯(lián)就能組成需要的電壓，盡量選擇同廠家同型號的電池，這樣內(nèi)阻一致，使用壽命長。如用12 V蓄電池40節(jié)蓄電池串聯(lián)就可以得到理論直流電壓480 V，在剛充滿時552 V，在放電過程中蓄電池直流電壓逐漸下降，截止點一般單節(jié)蓄電池可以選在 10.5～11 V，整組電池截止點420～440 V，截止點電壓選太低蓄電池過放電容易損壞，截止點電壓選太高蓄電池不能充分放電造成UPS電源待機時間短。

3.2 斷電后負載的實際功率

在選擇UPS電源時，用戶必須了解在斷電后的延時時間，可以采用行業(yè)中通用的算法的計算，實際計算還要參考實際情況加以修正。

現(xiàn)在市場上的UPS電源效率不同，甚至差別很大，效率低的只有60%，效率高的可到90%，選擇效率高的UPS電源不但可以節(jié)省首次投資，今后也可以節(jié)省大量的電費。

現(xiàn)舉例說明一下計算原理，闡明UPS電源的計算方法，得到實際輸出的功率。

例如：標注一臺UPS電源功率10 kV，效率為80%，則實際輸出功率，

實際輸出功率=10 kVA X 0.8=8 kW

這8 kW就是UPS電源的實際輸出功率，只能按這個功率配負載，若負載超過實際輸出功率，則會導致UPS電源在工作時自動保護或損壞。

3.3 UPS電源在停電后延時時間

例如： 比如客戶UPS電源功率為在斷市電后能正常工作24 h以上，不能夠剛好設計在斷市電后UPS電源工作24 h，原因是蓄電池都是有衰減了，一般規(guī)定蓄電池容量下降到額定容量的60%時，蓄電池可以報廢更換，如果設計時沒有考慮到容量衰減，在蓄電池使用一段時間后，斷電將不能滿足客戶要求待機24 h以上，正確的計算方法是24/60%=40 h，新電池設計應按40 h設計，等到容量衰減到60%時仍能滿足客戶提出的待機時間要求。

3.4 計算出蓄電池需要的準確容量

（實際輸出功率/電池電壓）X延時時間=蓄電池組總容量

延時時間假如是需要24 h，UPS電源實際輸出功率8 kW，電壓480 V，計算如下

（8000 W/480 V）×24 H=400 AH（蓄電池組總容量）

3.5 蓄電池選型

蓄電池的種類很多，多少是12 V直流電壓，常見的12 V蓄電池主要有：12V5AH、12V7AH，12V17AH、12A24AH、12V38AH、12V65AH、12V100A、12V100AH等，如果需要蓄電池輸出電壓為480 V，根據(jù)據(jù)算480 V/12 V=40節(jié)，把40節(jié)蓄電池串聯(lián)在一起，就可以得到需要的電壓，40節(jié)電池串聯(lián)后的容量等于1只電池的標稱容量，如果需要更大的容量就必須并聯(lián)更多的蓄電池或者改用容量更大的蓄電池。

如果需要480V400AH的容量，就可以采用12V100AH的蓄電池160節(jié)蓄電池組合，每組40組，共4組并聯(lián)在一起。

4 結語

綜合上述分析計算，蓄電池的選擇需要考慮多種因素，最后拿出最經(jīng)濟合理的方案實施，采用在滿足客戶要求的前提下節(jié)約投資。

參考文獻

[1] 朱松然.鉛蓄電池技術[M].北京；機械出版社，2002.

[2] 郭炳焜.化學電源[M].長沙：中南工業(yè)大學出版社，2000.

[3] W.X.Shen，C.C.Chan，K.T.Chau.A new battery available capacity indicator for electric vehicles using neural network[J].Journal of Power Sources， 2007，43（6）：817-826.

[4] 華壽南.蓄電池的監(jiān)測及其方法[J].電池，2007（5）.endprint