电池是 UPS 中真正提供后备时间的部件。UPS 决定电能质量和切换时间,电池决定负载能撑多久。一台配了小电池的 10 kVA UPS,只是能撑五分钟的 10 kVA,而不是能撑一小时的 10 kVA。
目前主流是两种化学体系:VRLA(密封铅酸)和 LiFePO4。VRLA 初始成本低,回收体系成熟;LiFePO4 可用容量更高、循环次数更多、重量更轻,但需要兼容的充电器和 BMS 通信。选哪种,取决于后备时间、机房空间和全生命周期成本。
如何计算 UPS 所需的电池容量?
从负载 kW、后备时间(小时)、直流母线电压、逆变器效率和可用放电深度入手。简化公式为:Ah = kW × 1,000 × 小时 ÷(直流母线 × 逆变器效率 × 放电深度)。一台 10 kVA UPS 在 80% 负载、0.9 PF 下取用 7.2 kW;按 192 VDC 母线、0.85 效率、0.6 可用放电深度计算,1 小时约需 73.5 Ah。
这只是初步估算。电池的高倍率放电曲线会降低短时间后备的可用容量,实际电池组可能更大。最终数值应以厂家在目标终止电压下的放电表为准。
192 VDC、0.85 效率、0.6 DOD 下的电池容量估算
| 负载 | 5 min | 15 min | 30 min | 60 min | 120 min |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 kW | 10 Ah | 20 Ah | 33 Ah | 55 Ah | 110 Ah |
| 3 kW | 25 Ah | 55 Ah | 100 Ah | 165 Ah | 330 Ah |
| 7.2 kW | 55 Ah | 130 Ah | 240 Ah | 395 Ah | 790 Ah |
| 14.4 kW | 110 Ah | 260 Ah | 480 Ah | 790 Ah | 1,580 Ah |
表中数值由简化公式推算,不能替代电池放电曲线。请同时确认充电电流和允许的最大电池容量。
VRLA 还是 LiFePO4:应该选哪种电池?
在温控机房内做 5–15 分钟短时过渡,VRLA 通常最经济。如果是 2 小时后备、机房空间紧张,或高频循环的太阳能场景,LiFePO4 虽然初始投入更高,全生命周期成本可能更低。
VRLA 与 LiFePO4 对比
| 对比项 | VRLA | LiFePO4 |
|---|---|---|
| 初始成本 | 每 kWh 更低 | 每 kWh 更高 |
| 可用放电深度 | 50–60% 以保证寿命 | 配 BMS 可达 80–90% |
| 循环寿命 | 50% DOD 下 300–600 次 | 80% DOD 下 6,000 次 |
| 重量 | 重 | 约为 VRLA 的三分之一 |
| 占地 | 同等能量下更大 | 更小 |
| 充电器 | 铅酸充电曲线 | 锂电池曲线 + BMS 通信 |
| 温度敏感性 | 高 | 中等 |
| 回收 | 成熟的铅回收体系 | 锂回收体系尚在发展 |
温度如何影响电池寿命?
VRLA 的环境温度每高于 25 °C 10 °C,寿命减半。35 °C 的电池房会把 10 年设计寿命缩短到约 5 年;45 °C 时只剩约 2.5 年。新电池或许仍能放出标称后备时间,但会更早失效。
电池房应保持在 20–25 °C,做好通风,并使用带温度补偿的充电器。不要把电池放在 UPS 排风口旁或阳光直射处。高温站点可考虑 LiFePO4,或把更大的 VRLA 电池组放到更凉爽的位置。
串联和并联电池组是如何工作的?
电池串联是为了达到 UPS 的直流母线电压,并联是为了增加容量。192 VDC 母线使用 16 只 12 V 电池块串联;两组各 16 只的并联电池组把 Ah 和后备时间翻倍,但需要监测的单体数量也翻倍。
不要在同一组中混用新旧电池;并联组数不要超过厂家建议值。使用电池监测仪或定期测量电压,在弱电池拖垮整组之前发现问题。
什么时候应该更换电池?
- 容量测试低于额定容量的 80%
- 电池块鼓包、发热或漏液
- 带载时电池组电压不平衡
- 在温暖机房中使用已超过 4–5 年
- UPS 后备时间已无法覆盖发电机启动过程
- 充电器故障,或电池曾深度放电
Which standards and documents are referenced on this page?
The table lists the model-specific standards and conformity documents a project buyer should ask for. Availability depends on the frame, the battery, and the destination market; request the document that names your model.
Battery standards and transport documents
| Reference | What it covers |
|---|---|
| IEC 60896-21 | VRLA stationary battery type tests |
| IEC 60896-22 | VRLA stationary battery performance tests |
| IEC 62485-2 | Safety requirements for stationary battery installations |
| IEC 62619 | Safety of lithium cells and batteries for industrial use |
| UN38.3 / MSDS | Transport test and material safety data for lithium |
| CE / RoHS | EU conformity and restricted-substance declaration |
| ISO 9001 | Manufacturing quality management system |
| IEC 61439-1 / -2 | Battery cabinet and assembly coordination (where supplied) |
Certificates are issued against the exact model and configuration. See the certifications page for how to confirm scope and revision, or send the model to request the current document.
打开选型计算器
把 kW 换算成 kVA,并估算电池组。
输入负载、后备时间与相数,计算器会套用设计余量,返回标准容量与 12 V 电池块估算。
UPS 电池能用多久?
VRLA 电池块在温暖机房通常用 3–5 年,25 °C 下可达 5–10 年,具体取决于型号。LiFePO4 模块按 80% DOD 下 6,000 次循环设计,寿命可以更长,但需确认质保条款和充电器兼容性。
10 kVA UPS 需要多少块电池?
192 VDC 母线每组 16 只 12 V 电池块。以 7.2 kW 后备 1 小时为例,降额后 16 只 100 Ah 的电池组大致在合理范围内,最终请用放电曲线确认。
可以用汽车电瓶给 UPS 供电吗?
不可以。汽车电瓶是为短时大电流启动设计的,不适合深度放电,用在 UPS 上会很快失效。
可以在现有电池组中再加一块电池吗?
不要向旧电池组中加入新电池,否则新电池会过充、旧电池会欠充。应整组更换,或另设一组带独立保护的电池组。
需要电池监测仪吗?
关键站点或大型电池组建议配置。监测仪能在 UPS 电池放电失败之前发现弱电池、温度异常和开路。
LiFePO4 可以装在机柜里吗?
可以,有 2U–3U 的机架式模块。需确认机柜深度、重量、BMS 通信和充电曲线。
把负载清单发给我们,我们返回配置。
告诉我们 kW、后备时间、相数与项目国家。您会得到容量建议、电池配置与型号表。
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