APCUPS电源如何配置蓄电池容量与智能化管理系统

（1）蓄电池容量计算方法

蓄电池容量要根据蓄电池实际放电电流和所要求的备用时间来决定。选择蓄电池的容量时，应先计算出要求放电的电流值，然后根据蓄电池生产厂家提供的放电特性曲线和用户要求的备用时间进行选择。

（2）蓄电池最大放电电流的计算

蓄电池最大放电电流值按下式计算：

（3）放电电流的计算

    由于在放电过程中蓄电池的放电电流是变化的，蓄电池刚放电时的电流明显小于最大放电电流 Imax。根据蓄电池的放电状态，一般取 0.75 作为校正因数。蓄电池实际所需的放电电流I= 0.75Imax。

（4）蓄电池容量的计算

   计算出蓄电池实际所需的放电电流值后，再根据所要求的备用时间按照蓄电池生产厂家所提供的蓄电池放电特性曲线找出要求蓄电池组提供的放电速率，按下式计算出要求配置的蓄电池容量：蓄电池容量（Ah）=蓄电池实际所需放电电流（A）/蓄电池放电速率（1/h） 根据计算的容量值，选择蓄电池的规格。

APC电源系统中蓄电池的智能化管理

（1）智能化的充电功能

蓄电池充电性能是影响蓄电池寿命的重要因素之一。早期的 UPS 只控制充电电压而不控制充电电流，这样在蓄电池充电初期，由于蓄电池端电压与充电电压存在较大的压差，极易因充电电流过大而造成蓄电池损坏。智能化的充电管理功能能够根据使用条件、使用环境自动调节充电机理。从而为蓄电池创造良好的运行条件，有效延长蓄电池的使用寿命。自动电池管理(ABM)型先进电池管理系统在当今的绝大多数APCUPS电源中，都将电池组置于长时期的“浮充充电”工作状态之下。APCUPS电源中配置有如下的 ABM 型先进电池充电管理系统， 这是一种由微处理器监控的“三阶”智能化 ABM 型电池管理设计方案：短时的快速恒流， 均充充电→恒压浮充充电→长时间的微小电流放电的电池管理十实时的电池性能老化检测的综合型电池充放电管理系统。同传统的连续浮充电方式相比，可延长电池的使用寿命 50%以上。是采用间隙式的周期充电方案，将每个充电周期分成三个时间段，其充电周期为 21 天。在 t0～t1 期间，对于电池进行“恒流、均充”是指在把电池的充电电压提高到均充电压（对联 2V 电池而言，均衡充电电压为 13.7V）的条件下，为防止电池因充电电压升高而出现“过流”充电的弊病，将充电电流限制在它的安全电值的范围之内）。在电池初充期间， 采用“恒流、均充”的好处是：快速充电（可以在 5-6 小时内，充到 90%的电池容量）可及时地消除位于电池组中的各电池之间可能发生的电池端电压和电池内阻的“不均衡度”，有利于延长整组电池的使用寿命。在t1～t2 期间，对电池进行“恒压、浮充”充电（12V 电池的浮充电压为 13.5V），在此期间，由小电流的浮充电流将电池组的容量从 90%充电到 100%的容量，按照这种系列APCUPS电源的设计方案，在上述的 t1～t2 期间，所需的总充电时间为 2 天左右。

（2）浮充电压温度补偿功能

  通过在蓄电池组现场安装温度传感器，APCUPS电源会实时取得蓄电池的环境温度数据，并根据蓄电池环境温度的变化自动调节浮充电压。铅酸蓄电池的额定运行温度范围是 1O℃～30℃， 在 15℃～25℃范围内，充电电压不必随温度的变化进行调整。如果运行温度不在此范围内， 充电电压应随温度的变化自动予以调整。温度调整系数可以在-3～-8mV/℃范围内设定。

(3)蓄电池的自动检测功能

   该项功能的主要作用是检测蓄电池性能以及蓄电池回路是否正常。其基本原理是：通过强迫蓄电池放电，检测蓄电池在一定时间内的放电电流和电压降，然后与APCUPS电源内存储的放电曲线进行比较，给出蓄电池目前的品质状态。在检测技术上，各 UPS 生产厂家有所不同。

在强迫蓄电池放电方面，有些厂家采取停止整流器工作的方式，有些厂家采取降低整流器输出电压的方式。显然，后者更先进、更可靠，因为这种方式不会由于蓄电池或蓄电池回路存在故障而造成输出断电。

下面以“DC  Expert（专利）“电池管理技术为例来说明一套完善的电池管理系统到底能完成什么样的检测功能：

①定时、自动执行电池容量自诊断测试；执行放电容量小于 10%的轻度放电操作，以激活电池；通过可编程操作可自由控制电池自诊断测试之间的时间间隔（按季度或按月）和测试日期。

②当APCUPS电源在执行自诊断测试时，由 UPS 的整流器和电池组来共同承担负载。所以，绝不会出现因电池失效造成APCUPS电源将用户负载接到市电交流的弊端。

③在执行电池自诊断测试中遇到下述情况之一时，APCUPS电源可智能地中断上述测试操作，防止电池的容量被白白浪费；在执行预置的可编程电池自诊断测试前 24 个小时内，曾发生过市电停电事件；正在执行自诊断测试的过程中，突然遇到市电电源故障（停电或输入电压过低时）。

④通过“自诊断”测试所获得的“电池后备供电时间”的测试值不但精度高（小于±3%）；而且与用户的操作和专业知识水平无关。

⑤预报电池的“完好程度”及其变化趋势：测试电池组的内阴（判断电池好坏的最可靠指标是电池的内阻，而不是端电压）；当发现电池的实用容量下降到 80%的原始容量时，发出自动报警信号，提醒用户尽早检测和维护电池组。

⑥自动存储最近 30 次的电池自诊断测试结果，借用户分析电池性能恶化的发展趋势。过放电自动保护功能蓄电池过放电是指当蓄电池放电电压降至最低保护电压时，蓄电池已处于被深度放电的状态。

造成蓄电池过放电的原因主要有：

①蓄电池最低保护电压设置错误。

②小负载、长时间、小电流放电。在并机冗余系统中，由该因素造成的过放电情形很常见。这是因为，在系统设计时 UPS 的容量就留有一定的余量，而配备蓄电池时一般要求 按满负载设计。实际应用中，负载往往只能达到APCUPS电源容量的 30%左右。根据这一情况，如果设计系统后备时间为 3Omin，则实际放电时间可达到 4h 左右，极易造成蓄电池的过放电。通过修正相关设置可以纠正最低保护电压设置错误，但解决不了小负载、长时间、小电流放电造成的过放电问题。因此，更为先进的保护方式是APCUPS电源可以根据负载情况动态调整蓄电池最低保护电压。智能过放电保护单元中内置的微处理器会根据蓄电池的放电电流自动调节关断电压，保护蓄电池免受过放电损坏。

(5)后备时间显示及低电压报警功能

    当APCUPS电源由于各种原因切换到由蓄电池供电时，用户需要及时了解系统后备时间，采取相应措施。当蓄电池电压降到低限时，报警通知用户，然后自动关机以防止蓄电池深度放电。

蓄电池放电时，APCUPS电源会根据蓄电池的类型、蓄电池容量、浮充电压、蓄电池最低放电电压等信息，结合当前的负载情况，实时计算蓄电池的后备时间、电压过低的预警值以及系统关机的最低值。计算每 30s 更新一次以消除因负载变动引起的误差，确保检测精度。后备时间在液晶控制屏上实时显示。当蓄电池电压达到蓄电池预警低电压时，APCUPS电源声音报警频率会加快。蓄电池预警低电池电压和预警时间是两个独立的参数。预警时间可设，当电池可供电时间少于预警时间或电压低于预警电压时，均会报警。