稳频稳压式UPS交流不间断电源设计 ups不间断电源可以采用以下哪几类电池 _生活百科

本片文章着重对单相UPS系统在铅酸蓄电池与锂电池从成本角度做了分析。
单相UPS系统电池技术：阀控铅酸蓄电池与锂电池的比较
第266号白皮书版本1
：Victor Avelar Martin Zacho
摘要：
近几年，锂电池（Li-ion）的价格持续下降，目前正成为UPS 应用的可行性选择方案。本文将简要概述用于单相UPS 应用的锂电池与阀控铅酸蓄电池（VRLA）的差别。为期10 年的总拥有成本（TCO）分析显示，尽管存在投资成本溢价，但锂电池的TCO 比阀控铅酸蓄电池低53% 。通过敏感性分析，将揭示TCO 的驱动因素。
简介：
锂电池在各种不同应用中的商用化进程已有20 余载。那么，它们何以未被普及用于单相UPS 中的电池呢？事实上，其原因在于，与所有其他的应用一样，锂电池2在单相UPS 应用中无法为UPS 供应商提供价格、能量密度、功率、安全性和可靠性方面的合理平衡。但在过去10 年里，锂离子化学成分和技术的改进已为UPS 供应商提供了现实的方案。这些改进很大程度上是出于电动汽车产业提出的要求。图1 为应用于单相UPS 的锂电池示例。UPS 模块在其锂电池模块上方。
图1
锂电池模块与锂电适配单元模块组图

文章插图
锂电池具备诸多优于阀控铅酸蓄电池（VRLA）的合理优势，包括：
UPS 使用寿命内电池更换次数较少（可能无需更换），从而消除电池更换造成的宕机风险。
同等能量下，重量为铅酸蓄电池的四分之一。
放电次数是铅酸蓄电池的10 倍，取决于化学成分、技术、温度和放电深度。
自放电率约为铅酸蓄电池的五分之一（即，不使用时，电池放电迟缓）。
在多种主要断电场景中，充电速度提高4 倍以上。但是，相比阀控铅酸蓄电池，锂电池也存在两大主要缺点：
由于较高的制造成本加之必要的电池管理系统成本，投资成本约为等能量铅酸蓄电池的2-3 倍。
运输法规更严格。
本文简要概述锂电池不同于阀控铅酸蓄电池的特征。文中还对这两类电池之间的投资成本、运行成本和总拥有成本（TCO）进行分析。

锂电池概述

以下章节简要概述部分主要锂电池特征。
A.生命周期
提到电池寿命时，电池在需要更换之前能够持续使用多长时间是问题的关键。不过，了解供应商采用的不同寿命测量标准至关重要。其中，使用寿命尤其关键。这是电池在到达70-80%能量容量之前能够持续的预计时间，这是电池寿命结束的典型定义。使用寿命是指电池在指定应用的“实际”条件下运行，因此差异较大。相比之下，日历寿命是指如果电池在规定温度（通常25°C）无断电情况下仍能以微电流充电时能够持续使用的预计时间。铅酸蓄电池的使用寿命范围为3 至6 年，而锂电池的使用寿命可长达10年（利用加速寿命试验获得的预计时间）。请注意，对于新锂电池获得其实际使用寿命数据还需要多年时间，但是，一些锂电池提供10 年质保作为缺少服务数据的措施。
B.温度
当温度升高时，铅酸电池和锂电池的日历寿命和循环寿命都会缩短。但是，通常锂电池的使用寿命受到高温的影响小于铅酸电池。UPS 中使用的多数锂电池具有耐较高平均温度（例如40°C/104°F）设计，而且能够在所述高温下达到规定的使用寿命。
C.占地空间
由于锂电池具有较高的能量密度，因此它的占地空间或容积小于VRLA 电池。与外置VRLA 电池组相比，这种空间节省对于采用更紧凑的外置锂电池组的更长运行时间的应用独具吸引力。
D.重量
锂电池的较高能量密度也使得其重量比VRLA 电池更轻。这使得在安装或更换过程中更容易搬运外置电池组。
E.电池监测
电池监测系统（BMS）通常不是单相UPS 系统的VRLA 电池解决方案的组成部分，因为其单节电池不被管理。但是，锂电池标配有BMS，因为这些电池需要单节电池间的平衡及安全以改善系统的性能和寿命。
F.安全性
当谈及电池，尤其是锂电池时，安全乃重中之重。UPS 应用需要记住的一件重要事情是，UPS 供应商需与信誉良好的锂电池供应商密切合作来为特定UPS 寻求化学成分、技术、电池封装和电池管理的最佳组合。
根据定义，所有类型的电池均可储存化学能，因此如果误操作（例如扔入火中）或者过度放电，每个电池均可能释放危险材料或引燃大火从而构成危害。根据多起火灾报告案件以及它们较高的能量密度和更大的过度充电敏感性，锂电池被认为更不稳定。若管理不善，锂电池将更容易达到“热失控”状态，因为它的单元电阻和储能量分别低于和高于铅酸电池。