锂电池在UPS中的应用

2023-09-06 来源：独旅网

锂电池在UPS的应用同济大学摘要：铅酸电池的各项性能要劣于锂电池，采用锂电池作为UPS的储能装置能够提升UPS的各项性能。本研究基于锂电池技术，设计了锂电池UPS系统，搭建了系统的总体方案，对该系统进行了实验验证。实验结果表明：该系统各项指标达到设计要求。关键词：锂电池；UPS；性能测试 0 引言 UPS能够在市电异常或断电时提供能量给负载，在通信、电力、石油、金融等行业应用广泛。UPS的储能系统常见为铅酸电池。但是铅酸电池不仅能量密度低、体积大、重量大、温度范围窄，而且对环境温度要求高，污染环境。锂电池是目前性能最好的电池，在容量、体积、重量、温度范围、使用寿命等性能上都要优于铅酸电池，采用锂电池作为UPS的储能装置能够极大提升其各项性能。因此，本文基于锂电池技术，设计了一套锂电池UPS系统，极大地提升了UPS的性能。 1 锂电池UPS方案设计当市电正常时，传统UPS将输入的交流市电稳压后交流输出供应给负载使用，同时向机内电池充电；当市电中断时，UPS立即将机内电池的直流电能转换成220V交流电继续向负载供应，使负载维持正常工作并保护其软硬件不受损坏。锂电池UPS系统在具有上述功能基础上做了一定的改进。与传统UPS不同，锂电池UPS系统的储能装置采用的是一个独立的模块，即铁锂电池柜系统，其依据设备需求进行充放电控制，并可以和UPS及监控中心连线并通讯，实时传输电池使用状况以及系统报警讯号，极大地方便系统的维护工作。铁锂电池柜系统

市电交流输入

UPS

电池状况通讯

电池状况监控

直流充放电

交流输出

精密生产设备监控中心图1 锂电池UPS方案 3 实验验证利用锂电池UPS系统为负载机台供电，通过调节机台的工作模式（包括空载模式和升温模式），并模拟市电断电，以此来测试锂电池UPS系统的各项性能状况。 3.1 锂电池UPS测试负载机台处于空载模式时，关掉主电源，模拟市电断电，此时锂电池柜开始放电。测得锂电池柜放电倍率达86%，放电功率达65.7KW。负载机台处于升温模式时模拟市电断电，此时锂电池柜开始放电，测得锂电池柜放电功率为104.42KW，效果理想。详细的测试数据如表4。 1

3.2 测试结果分析

模拟市电断电时，UPS切换到锂电池放电，回路正常，测试放电数据与负载机台使用功率值吻合。在模拟市电断电时，负载机台处于升温模式时，此时锂电池柜放电电流相比负载机台处于空载时，锂电池柜的放电电流增大明显，测得锂电池柜放电功率合计208.20KW，效果理想。

上述测试均进行多次重复测试，数据均与上述吻合。综上，本锂电池UPS系统安装与测试均达到预期效果，可以很好的满足负载机台的用电需求，保障设备良好运行。

4 结语

采用锂电池替代铅酸电池作为UPS的储能装置，基于锂电池技术，设计了一套锂电池UPS系统，其工作稳定、可靠，模拟市电断电时，正常工作，并能够较好地满足负载机台升温时的工作要求，放电功率更大，性能优于传统UPS。

经测试，该系统的各项性能指标均达到预期设计要求，并具有相比铅酸电池更为优越的性能。

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