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： PBATT ：电池负载功率；
POUT ：负载功率；
η ：逆变器的效率
这里的 POUT 就是第一步计算出的 P（负载功率），逆变器的效率
取 95%。
PBATT = 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：
N cell = 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：
VLOW = 低电池关机电压
UPS 的逆变器低电池关机电压。
Vcell low = 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
80KVA 默认关机电压为 305V
因此可求得：
80KVA： Vcell low =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
80KVA：P cell = 67.37kW/( 174) = 387 W/cell
5． 由以上计算值，确定自己所需的电池容量及数目。
根据电池供应商给出的恒功率放电的单体电池瓦特/时间关系表
和已有的参数值：
V cell low =1.75V
P cell = 387 W/cell
预期后备时间是 60 分钟，查下表（GNB 电池制造厂提供)可知：
l 在 60 分钟栏里，单元终止电压为 1.75V，S12V370 单元功率
可达到 129W/Cell。
80kVA UPS 电池配置：3×129=387 刚好等于 387 W/Cell
即三组并联为满足 387W/Cell 的要求，因此用户只需为 80kVAUPS
配 GNB S12V370 的电池 87 块即可达到满载 60 分钟的后备时间的要
求。
二、最大放电电流法
当 UPS 规格型号、市电掉电后负载量和要求电池逆变维持时间确
定后，就可以计算蓄电池的放电时间的最大放电电流和电池选用容
量。电池最大放电电流：
P ⋅ cos ϕ
η ⋅ E临界 ⋅ K
I max =
式（1）
其中： P 为 UPS 的输出视在功率（VA）
cosϕ 为负载功率因数（计算机类负载为 0.7 左右）
η 为 UPS 逆变器效率（0.85-0.9）
K 为电池放电效率（可取 0.95）
E临界 为蓄电池组的临界放电电压
A．在室温 25 摄氏度条件下，大电流放电的情况下：
12V 蓄电池的临界电压一般为 10V，2V 蓄电池的临界电压一般为
1.67V；
B．在室温 25 摄氏度条件下，大电流放电的情况下：
12V 蓄电池的临界电压一般为 10.5V，2V 蓄电池的临界电压一般
为 1.75V；
图1
根据用户所确定的蓄电池组后备供电时间，就可以从蓄电池厂商
提供的所选用的电池规格型号的放电曲线，如图 1 所示，查出电池组
的放电率，可用公式：
电池组的实际最大放电电流
电池组的标称容量
放电率 =
式（2）
得出应该配置的电池组的容量（Ah）
例如，1 台艾默生（EMERSON）iTrust 系列输出功率为 100kVA 的
UPS，要求电池后备时间为 20min，UPS 逆变器的工作电压是 384V*2
（半桥电路），蓄电池由两组 32 块 12V 的电池组串联而成，如果把
单块电池临界放电电压定为 10V，两组 32 块电池组的临界放电电压
为 320V*2，假定功率因素为 0.8，逆变器效率为 0.9，电池放电效率
为 0.95，于是最大放电电流为：
I max
P ⋅ cos ϕ100 ×103 VA × 0.8
=== 146A
η ⋅ E临界 ⋅ K 0.9 × 0.95 × 320 × 2
由图一可知，当要求后备时间为 20min 时，由式（1）并且综合
已有的蓄电池容量，得到在 1.5C 情况下，选用 100Ah 的蓄电池。
以上两种方法中，最大电流法一般用来大概估算蓄电池后备时
间，其计算方便快速，但是存在一定误差，而恒功率法则是从蓄电池
放电的本质计算，通过查找厂商提供的表格得出后备时间。在实际应
用中，还要考虑到蓄电池产品的质量、环境温度等影响，不同厂商留
有的余量也有所区别。
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