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一文给您讲透UPS电池怎么选:铅酸还是锂电?

2020-04-08

一文给您讲透UPS电池怎么选:铅酸还是锂电?

今天我们来聊聊UPS系统中那个“沉默的成本大户”——蓄电池。你知道吗?在一套完整的UPS供电方案中,电池的成本往往能占到总投资的30%甚至更高!选对了,系统稳定又长寿;选错了,不仅多花钱,还可能关键时刻“掉链子”。


一、先定类型—铅酸电池VS锂电池

这是最根本的选择。目前UPS电池的主流就两种:

▶铅酸蓄电池(传统主力)

这是用了很多年的“老将”,技术成熟,价格相对便宜,安全性高。它又主要分两种:

●阀控式铅酸电池(VRLA) :就是我们常说的“免维护电池”,密封性好,不用加水,现在数据中心最常用。

●胶体电池:电解液是胶状,更稳定,寿命更长,但价格也稍高。

▶磷酸铁锂电池(新兴力量)

这是近几年兴起的“新星”。它能量密度高(同样体积存更多电)、寿命长(循环次数是铅酸的数倍)、充放电快,而且不含重金属更环保。虽然单看价格比铅酸贵,但综合寿命和运维成本,长期看可能更划算。那怎么选呢?

●追求稳定、预算有限、对空间要求不苛刻:选铅酸电池,技术成熟,买着放心。

●空间紧张、希望电池用更久、负载有波动需要快速充放电:认真考虑磷酸铁锂电池。尤其像新型光储UPS系统,需要电池频繁充放电来平滑光伏发电波动,锂电池的特性就非常匹配。

算准大小—电池容量怎么定?

电池不是越多越好,关键是“够用且经济”。容量取决于两个核心因素:负载大小和需要坚持的时间(后备时间)。计算有专业方法,最常用的是 “恒功率法”原理很简单:电池放出的能量,要等于负载消耗的能量。


P为单只蓄电池额定放电功率(kW)Scosφ为UPS额定输出有功功率;μ为逆变器效率,N为蓄电池的只数。

简化公式如下:

电池需提供的功率 UPS负载功率 ÷ 逆变器效率

然后,根据这个功率值和你需要的后备时间(比如30分钟),去对照电池厂家提供的 “恒功率放电表”,选择能满足要求的电池型号和容量。

举个例子:

现以某电厂所需的50kVA,后备时间为0.5hUPS设备,其UPS主机效率为0.930.95,直流输入电压为480V,则选用4012V蓄电池,此时单节蓄电池的放电功率为P=(50×1000 ×0.8)/(0.93×40)=1075 W台士达12V电池为例,112V电池为6个单体,所以每个单体电池的放电功率为P' =P/6 =1075 /6 =179W台士达12V100AH在放电截止电压1.75V时恒功率189.8W,大于179W,可以选择。


重要提醒:实际配置时,供应商还会考虑温度、电池老化等因素,在计算结果上除以一个“容量换算系数”,最终得出设计容量。所以,专业的事最好交给专业的人算。

品牌决定了产品的品质和可靠性。

●铅酸电池常见品牌:双登、圣阳、理士、台士达、西恩迪(C&D)、光宇等。这些都是经过多年市场检验的品牌,可以放心选择。

●锂电池品牌与方案 :华为、科华数据、科士达、台士达、维谛技术(Vertiv)、易事特等主流UPS厂商,都推出了自己的锂电池解决方案或配套产品。选择与UPS主机同品牌或认证兼容的锂电池方案,通常集成度和管理会更好。

锂电池在UPS上应用可行吗?

答案是:不仅可行,而且正在成为趋势,尤其是在中高端和新型应用场景。 为什么这么说?对比铅酸电池,锂电池有几大突出优势,正好解决了UPS系统的痛点:

1.寿命长,更省钱:铅酸电池寿命一般5-8年,而磷酸铁锂电池循环寿命可达10年以上。虽然初期购买成本高,但把使用周期拉长来看,年均成本可能更低。

2.空间小,布置灵活:能量密度高,同样的电量,锂电池体积和重量只有铅酸电池的1/31/2。这对于寸土寸金的数据中心机房来说,简直是福音。

3.不怕频繁充放电:传统UPS电池大部分时间处于“浮充”状态,很少深度放电。但在像“光伏+储能”这种新型系统中,电池需要频繁充放电来调节功率。锂电池的循环寿命和充放电效率优势就发挥出来了。

4.智能管理更轻松:锂电池通常配备智能电池管理系统(BMS),可以实时监控每一节电芯的状态,管理更精细,安全性也更高。当然,锂电池的推广也面临挑战,比如初期投资高、用户对安全性的传统认知等。但随着技术成熟和成本下降,以及像维谛、华为等大厂的全力推进,锂电池正在快速进入数据中心、金融、通信等高端市场。