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UPS蓄电池计算方法

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UPS蓄电池计算方法 辛颖

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UPS蓄电池计算方法

一、 概述

本文目的：UPS系统设计时，已知后备时间需求，计算电池配置。

UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断，蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备，保持对计算机设备供电的连续性。

12V的电池主要规格有38Ah，50Ah，65Ah，100Ah，120Ah，150Ah，200Ah

2V的电池主要规格有600Ah，800Ah，1000Ah…

组内串联，组与组之间并联。

一般原则

1.组数一般不超过4组；

2.12V电池一般较2V电池成本低廉，一般优选12V电池；

3.如果

UPS电池节数可调，一般不要配置为最少数量；

4.恒功率计算方法较恒电流计算方法更准确。

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二、 恒电流与恒功率法计算

例子已知：100kVAUPS高频机，支持电池节数在180到240个2V单体之间（30~40节12V电池），输出功率因数0.9，逆变效率0.94，后备1小时，分别用恒电流法和恒功率法计算电池配置。

第一步：确定关键的7个参数

７个参数：负载容量、负载功率因数、逆变器效率、每组电池节数、并联组数、单体截止电压、环境温度。 关键参数 后备时间 1 h 负载容量 100 kVA 负载功率因数 0.8 逆变器效率 0.94 每组电池节数 30~40 节 并联组数 1 组 单体截止电压 1.7 V 环境温度 25 ℃

第二步：计算放电电流（恒电流法）或直流功率（恒功率法）需求

恒电流法：计算放电电流

放电电流=（负载功率*负载功率因数）/（逆变器效率*每组电池电压）

即放电电流=（100000VA*0.8）/（0.94*30*12V）=236.41A（30节每组）

或放电电流=（100000VA*0.8）/（0.94*40*12V）=177.30A（40节每组）

根据系数表，C=KI（C为电池容量，K为容量计算系数，I为负荷） 电池放电小时数 0.5 1 2 3 4 6 8 10 20 单体电池终止电压 1.75 1.75 1.75 1.75 1.80 1.80 1.80 1.80 1.85 容量计算系数K 1.55 2.17 3.56 4.35 5.50 7.33 9.25 10.87 21.74

即电池容量需要配置：236.41*2.17=513.00（30节每组）

或电池容量需要配置：177.30*2.17=384.75（40节每组）

恒功率法：计算直流功率需求（单体）

计算每节电池需求的直流功率（单体一般按2V计）

直流功率=（负载容量*负载功率因数）/（逆变器效率*每组单体数）

即直流功率=（100000VA*0.8）/（0.94*6*30）=472.81W/cell（30节每组）

或直流功率=（100000VA*0.8）/（0.94*6*40）=354.61W/cell（40节每组） UPS蓄电池计算方法 辛颖

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第三步：选择电池

恒电流法

电池容量需要配置：513.00（30节每组）或384.75（40节每组）

12V电池目前最大250AH，只能配置2组电池，384.75/2=192.37，向上取最接近的规格是12V200Ah单体，即：需要配置2组200Ah电池，每组40节。

为了节省投资，对于电池节数可变的UPS机型，我们可以调整单体电池节数和组数来优化成本，最终目的是要做到多一节电池浪费，少一节电池不够的程度。用X节电池再算一次，如此反复，选出最优方案。

∴选用每组39节电池，计算电池容量需要配置394.62，394.62/2=197.31，即配置12V200Ah电池2组，每组39节。

恒功率法

电池容量需要配置：472.81W/cell（30节每组）或354.61W/cell（40节每组）

查电池恒功率放电数据表（附后）

200Ah，截止电压1.75V，放电1h的单体放电功率为207.9W。

354.61/2=177.30<207.9，所以选用12V200Ah电池2组，每组40节。

为了节省投资，对于电池节数可变的UPS机型，我们可以调整单体电池节数和组数来优化成本，最终目的是要做到多一节电池浪费，少一节电池不够的程度。用X节电池再算一次，如此反复，选出最优方案。

∴选用每组36节电池，计算所需单体电池容量为394.01，394.01/2=197.00，即配置12V200Ah电池2组，每组36节。

恒电流法与恒功率法对比

一般口算粗略估计电池配置时用恒电流法，后备时间越长越准确。对于1小时以下的电池后备式间，恒电流法误差较大，用恒功率法更精确。对于2小时以上的电池后备时间，两种方法计算结果相差就很小了。 UPS蓄电池计算方法 辛颖

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误差原因：

1，恒电流法的系数表不准确；

2，不同厂家同规格电池特性并不相同；

3，电池放电过程是恒功率的，而不是恒电流的，平均电压12V也只是个粗略值，随着电池老化偏差会更大。12V铅酸蓄电池，浮充电压一般是13.5V，均充电压是14.1V，放电终止电压是10.5V左右（2V电池浮充2.23-2.25V，均充2.35V，放电终止电压1.63-1.80V），恒电流法的前提是认为电池电压是线性变化的，12V（或2V）是电池的平均电压，而实际上不是线性变化的，尤其是11V以下，所以这种方法比恒功率法误差略大。

恒功率法使用前提是需要拿到电池厂家的电池恒功率放电特性表，常用品牌电池参数可见后附表。

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三、 电池参数参考

双登6-GFM系列（24AH-200AH）阀控密封铅酸蓄电池

规格参数

型号额定电压容量(10hr,1.80V/单体，25℃)重量内阻 (满充电状态)最大放电电流自放电(25℃)使用温度范围推荐使用温度最大充电电流充电电压 (25℃)壳体材料端子温度对容量的影响放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃放电: -40℃～50℃浮充: 2.25 V/单体105 % @ 40℃充电: -20℃～45℃温度补偿系数: -3 mV/℃85 % @ 0℃储存: -20℃～40℃均充: 2.35 V/单体60 % @ -20℃<4%/月15℃～25℃40AABS工程塑料M6 , HPb59- T16-GFM-20012V200 Ah约 64kg (140.8 lbs)约 3.7mΩ，25℃1240A (5s)930A (5s)<4%/月15℃～25℃30AABS工程塑料M8 , HPb59- T1<4%/月15℃～25℃24AABS工程塑料M6 , HPb59- T16-GFM-15012V150 Ah约 49kg (107.8 lbs)约 3.9mΩ，25℃6-GFM-12012V120 Ah约 36kg (79.2 lbs)约 4.2mΩ，25℃744A (5s)620A (5s)<4%/月15℃～25℃20AABS工程塑料M6 , HPb59- T1<4%/月15℃～25℃16AABS工程塑料M6 , HPb59- T16-GFM-10012V100 Ah约 29.5kg (64.9 lbs)约 4.2mΩ，25℃6-GFM-8012V80 Ah约 24kg (52.8 lbs)约 5.1mΩ，25℃496A (5s)403A (5s)<4%/月15℃～25℃13AABS工程塑料M6 , HPb59- T1<4%/月15℃～25℃10AABS工程塑料M6 , HPb59- T16-GFM-6512V65 Ah约 22kg (48.4 lbs)约 5.2mΩ，25℃6-GFM-5012V50 Ah约 16kg (35.2 lbs)约 7.0mΩ，25℃310A (5s)235A (5s)<4%/月15℃～25℃7.6AABS工程塑料M6 , HPb59- T1<4%/月15℃～25℃4.8AABS工程塑料M6 , HPb59- T16-GFM-3812V38 Ah约 13kg (28.6lbs)约 8.0mΩ，25℃6-GFM-2412V24 Ah约 9g (19.8 lbs)约 11.3mΩ，25℃148A (5s)UPS蓄电池计算方法 辛颖

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恒流/恒功率放电数据

型号放电类型终压/时间15min30min1h2h3h4h5h6h8h10h1.90V/单体2317.811.48.16.34.94.23.52.82.41.85V/单体27.820.312.18.66.554.33.72.82.51.80V/单体32.322138.76.65.14.33.732.61.75V/单体34.923.213.28.86.75.24.43.832.71.70V/单体36.824.613.78.96.85.24.43.832.81.65V/单体38.425.414.19.26.95.24.53.83.12.91.90V/单体44.134.522.41612.69.98.67.15.651.85V/单体52.338.623.316.712.9108.67.45.751.80V/单体59.940.824.716.91310.18.77.55.95.21.75V/单体63.542.724.91713.110.28.77.55.95.41.70V/单体65.344.525.417.113.210.38.87.665.61.65V/单体66.245.525.917.513.510.38.97.66.15.81.90V/单体36.428.31812.8107.86.75.64.43.81.85V/单体4432.119.113.510.37.96.85.84.53.91.80V/单体51.234.820.513.810.58.16.95.94.641.75V/单体55.236.7211410.68.26.964.74.11.70V/单体58.238.921.714.210.88.2764.84.21.65V/单体60.940.322.314.5118.37.16.14.94.31.90V/单体69.954.735.425.32015.713.511.28.87.71.85V/单体82.861.136.926.520.415.813.611.78.97.91.80V/单体94.864.639.126.820.61613.711.89.281.75V/单体100.567.539.52720.716.213.811.99.48.11.70V/单体103.470.540.227.12116.313.9129.58.41.65V/单体104.972.140.927.621.316.414.2129.88.61.90V/单体47.837.223.716.813.110.38.87.35.75.11.85V/单体57.942.225.117.813.510.48.97.65.95.21.80V/单体67.445.82718.213.810.697.86.15.31.75V/单体72.748.427.618.413.910.89.17.86.25.41.70V/单体76.651.228.518.614.110.89.27.96.35.51.65V/单体80.15329.419.114.410.99.486.35.61.90V/单体91.971.946.633.426.320.717.814.811.610.31.85V/单体108.980.448.534.926.920.81815.411.810.51.80V/单体124.78551.435.327.121.11815.512.210.61.75V/单体132.388.95235.527.321.318.115.612.410.71.70V/单体136.192.752.935.727.621.418.315.812.5111.65V/单体13894.953.936.428.121.518.615.912.611.21.90V/单体62.248.330.821.917.113.311.59.57.56.61.85V/单体75.254.932.623.217.613.511.69.97.66.71.80V/单体87.659.535.123.717.913.811.710.186.81.75V/单体94.462.935.823.918.11411.810.28.171.70V/单体99.666.53724.218.414.11210.38.27.11.65V/单体104.168.938.224.818.814.212.210.48.37.21.90V/单体119.593.560.543.434.226.923.219.215.113.41.85V/单体141.5104.563.145.334.92723.32015.313.61.80V/单体162.2110.566.845.935.327.423.420.21613.71.75V/单体172115.567.646.135.527.723.620.316.113.91.70V/单体176.9120.668.846.435.827.823.820.516.414.21.65V/单体179.4123.37047.336.52824.220.616.614.41.90V/单体76.659.537.926.92116.414.111.79.27.81.85V/单体92.667.540.228.521.716.614.312.29.47.91.80V/单体107.873.243.229.122.11714.412.49.781.75V/单体116.277.444.129.422.317.214.612.59.98.11.70V/单体122.681.845.629.822.617.314.712.6100 8.31.65V/单体128.184.84730.623.117.51512.7101 8.41.90V/单体147.1115.174.553.442.133.128.523.718.615.91.85V/单体174.2128.777.655.84333.328.724.618.815.91.80V/单体199.613682.356.543.433.828.824.819.4161.75V/单体211.7142.283.256.843.734.1292519.816.21.70V/单体217.7148.484.757.144.134.329.325.22016.61.65V/单体220.8151.886.258.244.934.429.825.420.216.86-GFM-80恒流放电单位:A

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教你UPS电池估算方法，UPS配置不再难

教你UPS电池估算方法，UPS配置不再难

教你UPS电池估算方法，UPS配置不再难

在实际项目中或与厂商的交流中，常常遇到这样的情况，根据UPS的输出容量和所要求的后备时，需要快速、粗略地给出相关电池的配置。而ups本身的计算方法非常复杂，一般人根本无法操作，所以掌握简单的方法或估算可以迅速做出结果，在实际中节约了时间。

一、ups的简单方法

对于ups的公式计算，我们在之前曾提到过，算起来比较复杂，很多人也不理解，那么今天我们来了解下简单的计算方法。

使用时按下列公式计算：

所需电池容量(Ah)= UPS容量（KVA）×109（Ah.块）/KVA/每组电池块数

举例一：

例如：对于109Ah·块/kVA设计UPS电池容量的算法，一台120kVA的UPS，每组电池32块，要求后备时间60min(即1h)。

则所需电池容量为（60min）：

120kVA×109Ah·块/kVA=13080Ah·块,

13080Ah·块/32块=409(Ah),

即可选12V，100Ah电池4组(32块/组)。

注意：实际后备时间不足与60min接近。

如果每组33块,则13080/33=396Ah，同样可选12V、100Ah电池4组(33块/组)。

注意：33块/组实际后备时间超过60min(超出一点)。

如果要求后备时间为30min时：

则

109×120=13080Ah·块

13080/32=409Ah,409/2=205Ah。

由于电池的放电功率与放电时间不是线性的，即不能只简单除以2，还需乘以修正系数。见表1，因此205×1.23=252Ah。即可选12V、65Ah电池4组(32块/组)。 注意：实际后备时间超过30min(超出一点)。

如果要求后备时间20min时：

则409/3=136Ah，还需乘以修正系数，见表1,136×1.41=192Ah,即可选12V、65Ah电池3组(32块/组)。

注意：实际后备时间超过20min(超出一点)。

其它情况，以此类推。

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍

蓄电池是UPS系统中的重要组成部分，其优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度,其容量的正确选择对UPS系统的正常运行也是至关重要的。电池容量过大会造成投资的浪费，容量偏小又不能满足UPS后备时间，造成安全事故，还会因电池放电倍率太大，严重影响电池使用性能和寿命。

因此介绍几种常用的电池容量计算方法以供大家参考。

一、恒功率法(查表法)

该方法是能量守恒定律的体现，蓄电池提供的功率等于后者稍大于负荷消耗功率。

W负荷≤W电池,P负荷≤P电池,P负荷={P,(VA)×Pf}/η;P电池=电池实际试验的恒功率数据;P负荷为电池组提供的总功率;P(VA)为UPS标称容量(VA);Pf为UPS功率因数;η为逆变器转换效率;Pnc为每cell需要提供的功率;n为机器配置的电池数量;N为单体电池cell数;Vmin为电池单体终止电压。具体计算步骤如下：

P负荷={P(VA)×Pf}/η

Pnc=P负荷/(N×n)

可以在厂家提供的Vmin下的恒功率放电参数表中，找出P电池等于或者稍大于Pnc的功率值所对应的型号蓄电池。如果表中所列的功率值P电池均小于Pnc。可以通过多组电池并联的方式达到要求。恒功率法(查表法)是UPS蓄电池容量计算的最常用方法，蓄电池容量及型号的确定是根据对应型号蓄电池实际试验数据得来的，电池放电功率数据有限，不能满足所有放电时间下的电池容量计算。不同电压等级电池和同电压等级不同容量电池因提供的恒功率与电池容量值没有线性关系，故不同电压等级和容量不可简单的数字换算来配置，需要严格按照提供的恒功率来配置。不同品牌蓄电池的产品性能存在差异，放电参数相差较大，顾同容量不同品牌电池也不可以互换。

蓄电池恒功率数据都来自新电池试验数据，恒功率法(查表法)并没有考虑蓄电池的折旧以及温度的变化，顾该方法适用于UPS蓄电池运行环境稳定，且UPS负荷长时间在额定容量80%以下运行时选用。

如何计算UPS所配电池的数量

如何计算UPS所配电池的数量

如何计算 UPS 所配电池的数量

如何计算 UPS 所配电池的数量

蓄电池计算方法：

例如一台 40KVAUPS,直流电压为 384V，每组为 12V 电池 32 节，如果后备

时间要求 2 小时，则计算电池的容量为：

40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH

所以选择 3 组 100AH 电池，共 96 节。

电池组的电流为 40KVA/384V=104A，所以电池连线选择 50mm2 电缆。

电池总数=(功率/直流电压*小时)/每块安时*每组块数

其中功率为 UPS 的功率，直流电压为 UPS 电池供电所要求的电压，不同功

率的 UPS 直流电压不同，每组块数为所要求电池的最小块数，一般配置电池时，

必须为每组块数的整数倍，常见的 UPS 直流电压和每组块数如下(电池每块以

12V 为计算依据)：

举例来说，配置一台 5K8 小时延时的 UPS，其功率为 5000，直流电压为

96V，每组电池 8 块，配置 100AH 电池，其所需电池总数为：(5000/96*8)

/100*8=32 块

UPSUninterruptiblePowerSystem 是不间断电源系统的简称。作用是提供不间

断的稳定可靠的交流电源，在市电中断(停电)时 UPS 之所以能不间断的供电。

是有蓄电池储能的结果。所能供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定。现将

UPS 蓄电池配置的计算方法介绍如下：

一、下列因素影响备用时间：

1、负载总功率 P 总(W)，考虑到 UPS 的功率因数，在计算时可直接以 P 总

的伏安(VA)为单位来

UPS蓄电池后备时间计算方法

UPS蓄电池后备时间计算方法

UPS（不间断电源）蓄电池后备时间的计算方法详解

关于UPS(不间断电源）的后备时间以及所需蓄电池容量的计算

有很多种方法，这里介绍两种最常用的恒功率法、最大放电电流法.

一、恒功率法：

现在以美国GNB 蓄电池和胜为电气（SINWAY)OMEGA 系列容量

80kVA 的 UPS 为例，计算步骤（按100%线性满载核算）

1． 确定UPS 的负载功率。

给定的后备时间和相应的负载功率（kW）决定了电池的容量。

P=S ×PF

其中：P：有功功率；

S：视在功率;

PF：负载功率因素

根据要求按UPS 满载计算，功率因素0。8 计算.

S=80kVA，PF=0.8, 因此 P=80×0。8=64kW

2． 根据给出的负载功率计算出电池功率

PBATT = POUT /η

其中： BATT P :电池负载功率;

OUT P ：负载功率；

η :逆变器的效率

这里的OUT P 就是第一步计算出的P（负载功率)，逆变器的效率

取95%。

BATT P = 64kW / 95％ =67。37 kW

3． 确定电池的参数指标

对于普遍使用的铅酸电池常使用如下参数：

cell N = 构成每个电池的单体电池数目

大家通常所见的铅酸免维护电池实际上是单体电池的组合，每节

单体铅酸电池的额定电压是2Vdc，因此一块12V 的电池是由6 节单

体电池构成的.对于OMEGA 系列UPS 需2V 单体电池174 节,即29 节

12V 的电池：

V = 低电池关机电压

UPS 的逆变器低电池关机电压。

cell low V = 单体电池放电终了电压

以上几个参数不同的UPS 是不同的,SINWAY 80kVA UPS 的这些

直流参数见如下：

80KVA 默认关机电压为305V

因此可求得:

80KVA: cell low V =305 /174=1.75V

4． 计算单节电池负载功率

单节电池功率 =电池负载功率/单体电池节数