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汤浅UPS电池容量的简便计算方法

汤浅UPS电池容量的简便计算方法
汤浅UPS电池容量的简便计算方法
例如:一台120kVA的UPS,每组汤浅蓄电池32块,要求后备时间60min(即1h)。则所需电池容量为
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60min(欠缺一点)。
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:实际后备时间超过60min(超出一点)。
如果要求后备时间为30min,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汤浅蓄电池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,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。
2   对于126Ah·块/kVA设计寿命五年的汤浅蓄电池
计算方法和需乘以修正系数与前述完全一样,只是要把上式中的109换成126。
如果计算时间是一小时以上,要在按上述计算后再除以一个修正系数,见表2。
例如:前例的后备时间是3h,则109×120=13080Ah·块,13080/32=409Ah,409×3=1227Ah;还需除一个修正系数,1227/1.25=982Ah。
按照能量守恒原理,以上方法对于三相/单相或单相/单相UPS是一样的。如APC的秀康UPS,需正负两组(32块/组)电池,计算方法是一样的。注意“安时·块”的概念。
一般中大功率的UPS所配每组汤浅蓄电池都是32块;电池并联数最好不要超过4组,以免影响电池组的均流和充电效果。
由上述可见,一般来说,只要记住109(或126)和1.23这三个数字就够用了。
以上是快捷的粗算,不很精确。要想得到精确的结果,应参照电池厂家给出的电池放电特性。
近年来,随着欧美等老牌电池生产企业巨大的成本压力及国际铅价的持续上涨,使得这些国际知名的公司都纷纷在中国建厂,或者干脆在中国购买汤浅蓄电池进行贴牌销售。这种趋势在带给国内企业可观利润的同时,也因国内部分企业的产品质量问题给自身带来了毁灭性的打击。而国内部分企业电池产品质量与国外知名企业的显著差别,主要就是电池使用寿命尤其是循环使用寿命达不到要求。
铅酸蓄电池的寿命终止多因容量不足,而对于蓄电池来说,其循环寿命更是其众多指标中的关键指标。对于阀控铅酸蓄电池,延长电池循环寿命的公认措施是铅膏配方中增加长效添加剂、采用高锡低钙合金、极板高温固化、提高装配压力等等。
汤浅UPS电池容量的简便计算方法
但即使全部采取以上措施,生产出的汤浅蓄电池寿命也不一定能达到国外电池寿命的水平。尤其是随着成本压力的增加,很多国内中小企业为了降低生产成本,提高电池的大电流放电性能,不断地降低电池的极板厚度和增加电解液的比重,这对于电池的整体性能,尤其是循环性能来说无疑是杀鸡取卵的方法。
本项目的研究重点即是在上述各项延长电池循环寿命的措施都采取的情况下,重点研究电池正负极板厚度、电解液比重和不同充电条件对电池初期容量、国标循环寿命和1h率100%DOD循环寿命的影响。
1   试验内容
针对以上研究内容,采用两种极板厚度的电池结构,配合4种电解液比重,制作12V、7Ah汤浅蓄电池以进行各项性能试验。
1.1   电池制造
电池制造采用3正4负(正极板厚度为3.6mm)、4正5负(正极板厚度为2.8mm)两种结构装配,铅膏配方为今星光公司长寿命铅膏配方,极板为槽化成工艺生产,电池装配后分别加1.27、1.29、1.31、1.33四种比重电解液,加酸量控制单体内有效酸量均相同。电池按照工艺初充电完成后测试电池重量和内阻,两种结构电池的重量分别约为2.60kg和2.45kg,内阻分别约为19mΩ和17mΩ。
并结合表4中的循环寿命数据可以得出结论:对于酸比重为1.29的电池循环寿命终止的原因主要是充电过程中正极活性物质泥化、正极板栅腐蚀和失水等,充电过程电池失水的同时也提高了电解液比重。而对于酸比重为1.31的电池,现象和趋势基本相同,只是采用14.2V/只充电时易导致电池充电不足,出现负极硫酸盐化现象。
通过对不同极板厚度、添加不同比重电解液的电池,进行初期容量、国标循环寿命和不同恒流限压充电控制条件下的循环寿命试验,以及对循环寿命终止电池的解剖分析,得出以下结论:电池极板越厚,电解液比重越低,电池的初期容量相对越低,尤其是大电流放电性能降低得更加明显,但是汤浅蓄电池的循环寿命则明显延长。
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