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電池是UPS的重要部件，在為UPS選用蓄電池時(shí)，合理的配置會提升UPS的整體性能、降低UPS的整體成本，在此簡述選用鉛酸蓄電池的一些注意事項(xiàng)，使UPS與電池能夠達(dá)到最優(yōu)化配置，以滿足不同應(yīng)用場所的需求。

一 鉛酸蓄電池種類的選擇

1 鉛酸蓄電池的種類及優(yōu)缺點(diǎn)[l1]

鉛酸蓄電池從制造結(jié)構(gòu)上分為兩類，第一類是開口電池(又稱富液電池)，開口電池的極板均浸泡在電解液中，反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣、氫氣從電池蓋的開口處逸出。開口電池優(yōu)點(diǎn)是①電池的外殼透明，能夠觀察到極板、液體的工作狀況，便于及時(shí)深度維護(hù)，從而保證了最高可靠性;②由于便于深度維護(hù)(加液、更換落后電池)，保證了整個(gè)電池系統(tǒng)能夠長時(shí)間服役，因而壽命長，開口電池一般設(shè)計(jì)壽命20年[l2] ;③浮充電流小，運(yùn)營成本低;缺點(diǎn)是：①需要專業(yè)的維護(hù)人員;②體積大，能量密度低;③需要通風(fēng)良好的專用電池室[l3] ;④由于有酸霧逸出，與其他電子設(shè)備適應(yīng)性較差。對于可靠性要求極高的場所，如核電廠核島一般都會選擇核級開口電池。第二類是閥控式密封電池(又稱貧液式電池)，閥控電池在電池蓋上裝有單向閥，電池內(nèi)部無游離酸，內(nèi)部反應(yīng)形成氧循環(huán)，正常運(yùn)行時(shí)，氣體不外泄。閥控電池又由于電解液的存在方式不同分為AGM和GEL兩種。兩類電池的優(yōu)缺點(diǎn)見如下比較表。

因此，AGM適合在溫度適宜、要求高功率放電的場合,而GEL適合于環(huán)境溫度變化較大，市電供電較差的場合。二 蓄電池容量的選擇蓄電池的容量不能簡單以蓄電池的AH數(shù)來確定，因?yàn)橄嗤珹H數(shù)的蓄電池，不同的放電時(shí)間，表現(xiàn)出來的能力有很大的差異。 例如C&D 12-100 LBT蓄電池的容量C20=100AH，是指該電池在25攝氏度時(shí)，放電電流為5A，放到截止電壓為10.5V時(shí)停止，放電時(shí)間能達(dá)20H。即5A×20H=100AH。通過以上表述，可以清晰的看到通常意義上的C20為100AH，表明了這個(gè)電池的20小時(shí)小電流的放電能力，而UPS應(yīng)用往往是2小時(shí)內(nèi)的短時(shí)間、大電流放電，我們應(yīng)該關(guān)注每款電池短時(shí)間的放電能力。C&D 12-100 LBT的C20=100AH,15分鐘放電能力為308.8瓦特;C&D 12-370 DNT的C20=102AH,15分鐘放電能力為369.7瓦特;相同都是100AH的電池，DNT電池15分鐘放電能力比普通電池高近20%。以300KVA的UPS后備15分鐘為例，需要LBT系列100AH電池140節(jié)，而DNT系列100AH電池僅需要114節(jié)，差異26節(jié)。所以，為UPS選擇蓄電池容量，科學(xué)準(zhǔn)確的方式是恒功率計(jì)算方式 1.蓄電池容量計(jì)算公式恒功率模型，即按照UPS負(fù)荷有功功率計(jì)算電池容量，計(jì)算方法如下：第一步：根據(jù)如下公式求出業(yè)主需求的單體功率數(shù)Pdc

第二步：蓄電池在某截止電壓(例如1.75V)時(shí)的放電功率應(yīng)大于此Pdc;2.蓄電池容量計(jì)算舉例

(1)UPS參數(shù)

(2)計(jì)算過程滿足此用戶要求，每單體電池需要的直流功率是：

(3)電池的選擇電池型號為：C&D 12-775A DNT的電池，在25℃的環(huán)境溫度下運(yùn)行,截止電壓1.7V：

狀態(tài)一 #1：在15分鐘時(shí)放電功率為776W;

狀態(tài)二 #2：在20分鐘時(shí)放電功率為570W。

根據(jù)如下公式推算，該電池組的預(yù)計(jì)后備時(shí)間為

(4)計(jì)算結(jié)果該800 kVA UPS 滿載配置C&D 12-775A DNT 電池共 38節(jié)×4組，運(yùn)行在25℃環(huán)境中，預(yù)計(jì)后備時(shí)間超過15分鐘。3.蓄電池容量計(jì)算中注意事項(xiàng)輸出功率因數(shù)、逆變器效率、串聯(lián)節(jié)數(shù)、截止電壓均由[l6] PS參數(shù)決定;負(fù)載率、環(huán)境溫度都是由最終客戶決定。如果環(huán)境溫度不是 25攝氏度，可根據(jù)如下公式折算(此公式適合15-30攝氏度計(jì)算)。Ct=Ce× [1+K(t-25)]- Ce—25攝氏度基準(zhǔn)溫度容量- t--放電時(shí)環(huán)境溫度- K--溫度系數(shù)(10h率K=0.006， 3h率K=0.008，1h率K=0.01)例如一個(gè)100AH的電池，在15攝氏度環(huán)境下，在后備時(shí)間30分鐘情況下使用。C=100×[1+0.01×(15-25)]=90AH即這個(gè)電池在15攝氏，電池已經(jīng)折算為90AH，相應(yīng)的放電功率表里的數(shù)據(jù)也要乘以0.9?？傊?，每個(gè)應(yīng)用現(xiàn)場都有不同需求和客觀情況，多用型、長壽命、高功率、前端子、深循環(huán)等越來越多種類的鉛酸蓄電池的應(yīng)用，將為每[l7] 位客戶打造個(gè)性化方案，提升關(guān)鍵設(shè)備電源系統(tǒng)的高性能及高可靠性。

1.檢查電池的正、負(fù) 有無被氧化的跡象?？梢杂脽崴畷r(shí)常澆電瓶的電線連接處，并用銅絲刷清理干凈，并涂上黃油。

2.檢查電路各部分有無老化或短路的地方。防止電池因?yàn)檫^度放電而提前退役。

3.蓄電池禁止虧電存放，若用完了閑置幾天再充電，極板易出現(xiàn)硫酸鹽化，容量下降。

4.定期檢查：定期測量單節(jié)電池的電壓，若其中有一塊電池的電壓低于10.5V，此時(shí)應(yīng)找維修站檢查或修理，以免損壞另外兩塊好電池。

5.電動自行車的設(shè)計(jì)載重量為75KG，避免帶過重的物件，在起步和上坡時(shí)請用腳蹬助力。

6.冬季電池容量隨氣溫的降低而下降這是正?，F(xiàn)象，以20℃為標(biāo)準(zhǔn)，一般-10℃時(shí)容量為80%。

7.長期保持電池表面的清潔，存放車輛時(shí)禁止曝曬，應(yīng)將車輛停放在陰涼通風(fēng)干燥處。

8.電池需要長時(shí)間放置時(shí)必須先充足電，一般每一個(gè)月補(bǔ)充一次。

9.車輛在起步、上坡、超載、頂風(fēng)時(shí)用腳踏加以助力，以免大電流放電。

原理簡介

蓄電池放電后，用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池，使它恢復(fù)工作能力，這個(gè)過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時(shí)，電池正極與電源正極相聯(lián)，電池負(fù)極與電源負(fù)極相聯(lián)，充電電源電壓必須高于電池的總電動勢。充電方式有恒電流充電和恒電壓充電兩種。

2詳細(xì)內(nèi)容

蓄電池充電器原理

蓄電池里面有大量的酸等可供電離的溶液，當(dāng)插上電源，電流就通過里面的鉛板（有些電池不是鉛）電離溶液，這樣就將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；如果要使用，溶液就會轉(zhuǎn)化為電能通過電輸送出去。這是原理上的描述，事實(shí)上，真實(shí)的情況十分復(fù)雜，可參考相關(guān)書籍。

充電方法制度

常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國際公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)法則設(shè)計(jì)的。其中著名的就是“安培小時(shí)規(guī)則”：充電電流安培數(shù)，不應(yīng)超過蓄電池待充電的安時(shí)數(shù)。實(shí)際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個(gè)現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的短時(shí)間具有重要意義。

恒流充電法

恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強(qiáng)度不變的充電方法?？刂品椒ê唵?，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過甚，因此，常選用階段充電法。

恒壓充電法

充電電源的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過程更接近于充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統(tǒng)。

這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報(bào)廢。鑒于這種缺點(diǎn)，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時(shí)采用。例如，汽車運(yùn)行過程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。

UPS所選用的蓄電池要注意標(biāo)機(jī)或后備時(shí)間較短必須具有在短時(shí)間內(nèi)能輸出大電流的特性。常用的蓄電池有3種，這3種都屬于鉛酸蓄電池，其型號為HS（涂漿式 鉛電池）、CS（覆蓋式鉛電池）和M（密封鉛酸電池），而密封鉛酸蓄電池是最常用的。密封鉛酸蓄電池的電解液基本恒定，無損耗。這是因?yàn)槊芊忏U酸蓄電池采用了先進(jìn)的負(fù)端吸收式密封技術(shù)。這一技術(shù)的采用，可把補(bǔ)加蒸餾水的間隔時(shí)間延長到5年以上，為了保證密封電池安全、可靠的工作，要求給蓄電池充電時(shí)的充電電流不得超過電池允許的較大充電電流值。UPS的充電器均采用分級恒流恒壓充電方式，即在充電初期采用恒流充電，其充電電流限制在規(guī)定值或電池額定容量十分之一的電流值。充電一定時(shí)間后，改為恒壓充電，即浮充電。

英飛科電蓄電池性能的影響因素：

理想情況下，為了延長UPS電池壽命，應(yīng)讓電池總保持在“浮”充電或恒壓充狀態(tài)。這種狀態(tài)下電狀態(tài)，充滿電的電池會吸收很小的充電器電流，它稱為“浮”或“自放電”電流。盡管電池廠商如此推薦，有些UPS的設(shè)計(jì)(很多在線式) 使電池承受一些額外的小電流，稱為紋波電流。紋波電流是當(dāng)電池連續(xù)地向逆變器供電時(shí)產(chǎn)生的，因?yàn)閾?jù)能量守恒原理，逆變器必須有輸入直流電才能產(chǎn)生交流輸出。這樣電池形成了小充放電周期，充放電電流的頻率是UPS輸出頻率(50或60Hz)的兩倍。

普通后備式、在線互動式或后備/鐵磁式UPS不會有紋波電流，其它設(shè)計(jì)的UPS會產(chǎn)生大小不等的紋波電流，這取決于具體的設(shè)計(jì)方法。只要檢查一下UPS的結(jié)構(gòu)圖就能知道該UPS能否產(chǎn)生紋波電流。

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