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电池容量的计算和选择

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-09-21 1:43:57 * 浏览: 17
在小容量UPS中,除了有限的电池容量(大约30分钟)外,用户通常还需要外接电池来延长备用时间。在大容量UPS中,通常没有标准电池,但要根据当时的需要。比赛。在这些情况下,需要选择电池容量,但是一般来说,不能仅通过计算获得正确的电池容量。原因是,如果电池的放电电流超过放电率指定的极限值,它将是非线性的,也就是说,放电电流与电池电压不再保持线性关系,因此一种方法需要结合使用计算和表格查找或曲线查找的组合才能确定电池容量。 var_bdhmProtocol =((“ https:” == document.location.protocol)?” https://”:“ http://”),document.write(unescape(“ 1使用恒定电流放电曲线确定电池容量在查找曲线之前,首先计算放电电流值Id:在公式中,Id-放电电流(A),S-UPS额定功率(VA),η,≤1,k-负载利用率,Umin- UPS即将关闭之前的电池电压(V)。示例1:功率因数为0.8的10kVA负载在市电停电后需要延迟8h。用户需要100Ah,您需要多少个电池?解决方案:根据要求,选择标称值为15kVA的UPS。众所周知,逆变器效率η= 0.95,DC电压使用16个12V电池,并且负载利用率k为1。这种情况经常发生。为了降低价格并提高竞争力,供应商任意选择了较小的负荷利用率,并给出了“基础”。在最初用户不知道它在哪里的情况下,供应商抓住了机会。隐藏着危险。通常,负载利用率k应该由用户选择。供应商应适当选择1。根据一般情况,额定直流电压应为Un = 12V×16 = 192V(2)浮动充电电压Uf =(2.25×6)×16 = 216(V)(3)逆变器的停机电压为Umin =(1.75V×6)×16 = 168V(4)首先,根据公式(1)求出满载电流Id:为什么在上式中使用Umin代替Un或Uf?这是因为,当电池放电至电压Umin时,逆变器会关闭,这意味着逆变器的关闭仅与Umin有关。其含义是:在UPS关闭之前仍可以提供100%的电源。为了解释这个问题,分别用Un和Uf代入方程式(1),得到相应的放电电流:In = 44A,If = 39A。是否会得到放电电流安培数乘以所需的备用时间即为电池的总安培小时?许多用户都这样做。将三个不同的电流值和备用时间相乘即可得到以下三个电池容量::Cn = 44A×8h = 352Ah,总容量Cnt = 352Ah×16 = 5632Ah Cf = 39A×8h = 312Ah,总容量Cft = 312Ah ×16 = 4992Ah h = 4992Ah h = 4992Ah h = 4992Ah h = 4992Ah t 16 = 6416Ah以上三个总容量值之差很远,尤其是Cdt与Cft之差为1424Ah。将其放在UPS上需要15节电池!如果一个100Ah电池是800元,则相差12,000元,而当前的15kVA UPS约为40,000元,这大约是UPS价格的三分之一。特别值得注意的是,由于电池容量的巨大差异,会使用户感到困惑:哪个容量值正确?哪个电池容量值可以满足要求?尽管电池容量很小,价格却降低了,但它却被掩埋了。使用户蒙受损失的隐患。以上只是容量差异引起的一些担忧,因为总电池容量尚未最终确定,对与错还需要进一步分析。由于电池的放电电流增加时的非线性放电定律,仅通过计算就无法获得正确的结果。因此,有必要检查图1所示的放电曲线。这是Panasonic电池100Ah的放电曲线。从图1可以看出,在不同温度下有四个放电曲线,从左到右分别是-15℃。 0℃,25℃和40℃。例如,这里只有一条对应于25℃的曲线。有两种检查方式:按时间检查电流和按电流检查时间。 ①按时间检查当前方法:从右8h的水平线上找到一条对应于25℃的曲线,该点向下垂直虚线,与电流轴相交约17A,即一组16根100Ah电池在17A电流下放电仅能持续8h。 17A约为50A的四分之一。根据冗余设计,需要使用四组16个100Ah的电池(即64个电池)以满足要求。 ②采用电流检查时间法从50A向上画一条垂直线,找到一条与25℃相对应的曲线的交点,大约2h,以满足8h的延迟时间,需要四组电池(即64节)才能满足要求。由此可以看出,用Cn和Cf选择电池容量的方法是错误的。可以得出结论Cd = Id×延迟时间h正确吗?不必要。这是一个巧合,因为4组电池中每组的放电电流都接近10h放电速率,因此结果是相似的,在其他情况下不一定是正确的。示例2:功率因数为0.8的25kVA负载在市电停电后需要1h的延迟。用户需要一个100Ah的电池。需要多少个电池?解决方案:根据要求,选择标称值为30kVA的UPS,逆变器效率已知为0.95,DC电压也使用16个12V电池Umin = 168V,根据公式(1)计算放电电流满载。根据Cd = Id×延迟时间h,电池容量为125Ah,刚好满足要求。如果使用以上两种方法检查图1中的曲线,则①按时间检查电流方法:从1h到右侧找到对应于25℃的曲线,交点为75A,电池的倍数应为125 /75=1.67,即167Ah,②从当前的检查时间方法:找到一条曲线,该曲线的交点从125A向上约25min,对应于25℃,电池容量60/37 = 1.62的倍数,即162Ah。两种曲线检查方法之间的5Ah差异是由于估计误差引起的。从该示例可以看出,两种曲线检查方法之间的电池容量差异为37Ah,接近总电池容量的三分之一。因此,Cd = Id×延迟时间h仅可在特殊情况下使用。 2使用恒功率放电仪确定电池容量。在查找表之前,首先计算放电功率值Pd:在公式中,Pd-放电功率,单位为A ,, P-UPS额定功率,单位为VA,,F-负载系数,F-负载系数F ≤1,η-逆变器效率,η≤1。示例1:功率因数为0.8的10kVA负载在市电停电后需要延迟8h。用户需要一个100Ah的电池。需要多少个电池?解决方案:根据要求,选择标称值为15kVA的UPS,逆变器效率已知为0.95,DC电压使用16个12V电池。根据一般情况,放电功率应为:表1的上表是100Ah恒定功率放电仪,在表中列出:最左端是12V电池的放电终止电压,在此示例中为10.5V。第一行是电池放电时间。其余的电池是对应于终止电压和放电时间的功率号,例如2h的放电功率应为10.5V,此时的放电功率应为330W。最后,电池端子电压降至10.5V。从放电表中还可以看出,表中没有对应于8h的功率,只有6h和10h。如果发生这种情况该怎么办?我们是否可以近似相邻两个值的平均值(此处为6h和10h),去除所得的放电功率值Pd。因此,可以计算出100Ah电池的数量nw:checking与通过检查曲线获得的4组电池(64个电池)相距甚远,该方法的误差太大。 3使用恒流放电仪确定电池容量。如果您使用下表中的恒流放电仪来查找100Ah电池组的数量nA,根据公式(5)Id = 50A,表1中相应的终止电压为10.5V,以6h和10h的放电电流值计算,此时电池的总容量为100Ah×16×4 = 6400Ah,这与检查6400Ah曲线得到的4组电池(64节)一致。但是,由此可能引起两个问题:①为什么使用恒功率放电仪来获取电池的电池数量,为什么使用恒流放电仪来获取电池的数量而不是组的数量? ②为什么要使用恒定功率放电仪?获得的电池数量是否不同于使用恒定电流放电仪或曲线获得的电池数量?对上述两个问题进行一一讨论:①从式(7)可知,式中的尺寸为功率单位(W),其结果是负载需要电池提供8421W的功率。恒定功率放电表显示了在满足备用时间的前提下电池可以提供的功率。电池可提供的近似功率(143 + 82)/2=112.5(W),因此使用此值当然,电池数量是通过减去总功率得到的。 50A是从公式(5)得出的,其中168V是一组电池的串联电压值,并且所有串联连接的电池都流过相同的电流。恒流放电仪显示流过电池(即一组电池)的电流,然后将总电流除以流过一组电池的电流,得出并联的电池组数量。 ②实际上应该相同。例如,通过公式(4)和公式(5)得到的50A×168V = 8421.84W与公式(7)一致。恒定功率放电仪获得的误差相对较大,因为8h内没有相应或非常相似的值,因此必须使用平均值。但这不会影响电池容量的选择,因为这种电池没有适当的对应值,并且可能还有其他品牌的电池。如果您必须认真对待,则不妨使用另一个品牌进行验证,因为通常相同容量的普通电池的性能是相似的。表2给出了SenryFM65(65Ah)恒功率放电仪,其数据对应于8h。从表中可以看出,当放电电压在8h内达到1.75V时,恒定功率数为14W。注意:此处的放电终止电压为1.75V,而不是10.5V,这意味着表中的功率值不是12V电池组的放电功率,而是单位电池的放电功率,因此得出的数字为单元电池的数量,将该数字除以6得到12V电池的数量。因此:N =(8421W÷14W)÷6≈100(仅)但是这里的数字为65Ah,总容量为6500Ah。这与上述结果一致,但是每组只有16个,因此实际上只能匹配6组(96)或7组(112)。 4如何调整UPS逆变器的关闭电压?上面的放电表中最左列显示电池放电的终止电压。由此可以提出两个问题:两个表的值为什么不同,它们的含义是什么?为什么会有这么多的最终值,这些值的用途是什么? ①放电终值不同的问题表1和表2中的恒定功率放电表实际上是相同的。表1给出了6个2V单位电池组成​​12V电池后的放电终止值,表2给出了1个2V单位电池的放电终止值。两者之间的对应关系如表3所示。②关于许多放电终止值的问题制造商给出了这么多的放电终止值,主要是