UPS选择锂电池系统的注意事项

“这种电池为什么要贵一些？”，“这些电池体积有多大？”，“这些电池寿数是多长时刻？”这些问题都是APC UPS和储能所有者提出的一些常见问题。跟着整个职业逐渐从阀控铅酸蓄电池过渡到锂电池，这些问题变得日益重要，也越来越杂乱。本文的意图不是教您怎么选购或规划一个电池体系，而是介绍一些决定电池选型的关键因素。把握这些常识还能够协助您提早做好与供应商讨论计划的预备，尤其是必须在诸多计划之间进行权衡取舍时。明智的电池决策有助于优化解决计划，从而带来长期价值。

 

跟着APC UPS 体系从阀控铅酸蓄电池过渡到锂电池，咱们必须把握正确评价电池的功用标准，以保证为某种特定运用场景挑选最佳解决计划。尽管电芯的规划和化学成分千差万别，锂离子（li-ion）电池有两种常用的类型，但他们有着巨大不同的特色，可分为能量电池和动力电池。尽管APC UPS 体系大多选用动力电池，但咱们经常在群众媒体看到的 是与能量电池相关的参数和标准。多数关于电池的新闻报导主要关注能量电池体系，比方新上市的电动轿车不断刷新续航路程纪录，储能体系延伸续航时刻以及能量电池体系本钱持续下降。对能量电池的这种过度曝光导致商场关于动力电池体系的价格和功用的认知混乱不堪。

动力电池体系尽管不像能量电池相同遭到新闻媒体的青睐，但它也有多种运用——UPS体系便是其间一种，但它们也广泛用于混合动力和微混合动力轿车（也称为削减怠速）、无绳电动工具、轿车起动器电池和电池跨接起动设备等。

UPS 电池体系一般规划用于高功率、短时放电的运用场合，由于APC UPS 的传统运用场景是在市电中断的情况下向负载供给备用电源。可是，由于锂离子电池的能量功用日益提高，使其运转时刻不断延伸，并且出现了一些新兴的APC UPS 运用场景。这些以节约能源为目标的APC UPS 运用包括调峰、需求响应、发电机代替、削峰和调频。UPS 各运用场景中运用各种类型的动力电池和能量电池，但最关键的是运用与运用相匹配的优化型电池体系。无论是小型便携式电子设备还是大型电网级储能体系，电池的优化关于所有由电池供电的体系都极为重要。

与铅酸电池比较，锂电池的特性要杂乱得多。因而，本文的意图不是教您怎么选购或规划一个电池体系，而是介绍一些决定电池选型的关键因素。把握这些常识还能够协助您提早做好与供应商讨论计划的预备，尤其是当您必须在诸多计划之间进行权衡取舍时。

 

电池的充放电特性

电池的充电和放电速率各不相同，这些速率可协助区别能量电池与动力电池。UPS 和储能电池配置的标准是按照满载进行放电的，但在实际运用中它们往往并不会达到满载。

 

 

均衡功用

均衡功用是一种完成电池目标（如元/瓦时、瓦时/千克和瓦时/升）标准化的办法，能够更准确地针对同一运用比较动力电池和能量电池的区别。影响典型APC UPS 场景下均衡功用的主要变量是放电功率。放电功率指针对一个给定运用，从电池体系中以设定的放电速率提取的电量。放电速率越快，则放电功率越低，尤其是能量电池。充放功率既包括充电功率，也包括放电功率，但关于充电速度慢但要求放电速度快的典型APC UPS 运用，咱们只需求关注放电功率。

 

铅酸电池均衡功用在能量运用和动力运用中差异显着。铅酸电池在 20 小时放电速率下释放的电量接近 100%，但在 5 分钟放电速率下释放的电量仅为 33%。假如铅酸电池在100%放电功率下的本钱为 700元/千瓦时，那么在 33%放电功率下，均匀本钱为 700元/千瓦时/33%功率=2121元/千瓦时。请注意，电池体系的尺度和分量等其他目标也很重要。锂离子的能量电池和动力电池单元和体系也是如此。与在相同运用中以相似速率运用的锂离子动力电池比较，用于动力运用的锂离子能量电池具有较低的放电功率。

 

许多重要的运用约束因素会影响电池体系的规划，包括尺度、外形、制冷和功率。由于这些外部规划的约束，企业在挑选电池体系时无法做出直观和正确的判别。 

 

受空间约束的场地或许无法运用尺度较大的电池，因而不得不挑选价格更高的电池体系。这是许多小型场所挑选电池会面对的应战，也是一个鼓舞创新和开发颠覆性技术的范畴。

 

当电池的运用场景需求密封并且处于高温环境时，工作温度对电池的约束会更大。这些应战或许会导致电池挑选需求权衡，比方在能量类的运用中会挑选较高功率的动力电池。由于动力电池具有更高的充电和放电功率，因而产生的热量较少。

 

能量转换功率指放电期间从电池中输出的总电量除以充电期间输入电池中的总电量。能量转换功率对能源收益、调峰和可再生能源并网消纳等运用非常重要。就像上一段提到的电池面对制冷方面的应战相同，能够运用功用更强壮的电池来提高能量转换功率。在

典型的电网稳定的APC UPS 运用中，由于很少产生断电，因而能量转换功率并不太重要，但功率会影响电池体系的制冷要求和寿数。较低的功率一般意味着需求较高的制冷容量。

 

例如，一个用于APC UPS 的动力电池或许会在满负荷下放电 10 分钟，但APC UPS 的负载率或许只要 50%，导致当要求电池运转 10 分钟时，实际上它的运转时刻超过 20 分钟。运转时刻过长会令人置疑电池体系配置是否合理。UPS 产品需求支撑各种类型的负载，这些负载的耗电量一般是动态的，因而不同负载率下的电池放电时刻各不相同。

电池充放电率（C-Rate）是电池职业中的一个常用术语，用于界说电池的充放电速率和运用场景。C-Rate 由“C”来界说。“C”是整个电池职业公认的标准时刻单位，相当于 1 小时（统一）。C-Rate 表明对电池充电或放电需求多长时刻，从 0 到 100%或100 到 0%。以下是一些常见的电池 C-Rate： • 1C = 1 小时 中速

• C / 2 = 2 小时 能量

• 2C =½小时（30 分钟） 动力

• 10C = 6 分钟 高功率

区别能量电池和动力电池一般很简单，但 C-Rate 在 30 分钟到 1 小时之间时，区别二者则比较困难。动力电池的 C-Rate 一般不超过 30 分钟，而能量电池的 C-Rate 一般在 1小时以上。1 小时电池恰好界说了“C”，一般将其视为中间点或中速。铅酸电池一般用于动力运用，可是在高充放电速率下其功率非常低，导致电池无法针对运用进行优化。铅酸电池在能量运用中较长放电时刻下功率更高。优化的解决计划必须满意实际运用要求的目标。请注意，运用的界说也包含 C-rate，当 C-rate 与电池特性不匹配时，此方 案并不是优选的最佳计划。

 

跟着APC UPS 和储能体系从铅酸电池逐渐过渡到锂电池，决策者需求清楚地了解正确的电 池评价目标，以保证为给定运用挑选优化的电池体系。锂电池较为杂乱而且种类繁多，使选定电池的任务困难重重，可是做出明智的电池决策极为重要，其结果影响深远