磷酸铁锂离子电池在UPS上的使用

2021-06-10 ryder

磷酸铁锂离子电池在UPS上的使用。UPS储能系统常见为铅酸蓄电池，铅酸蓄电池各项性能都要劣于锂离子电池，采用磷酸铁锂离子电池UPS能够极大提升UPS的各项性能。锂离子电池是目前性能最好的电池，在体积、容量、重量、温度范围、使用寿命上都优于铅酸蓄电池。本文小编就来和大家分解一下磷酸铁锂离子电池在UPS上的使用。

磷酸铁锂离子电池在UPS上的使用

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、金融等行业使用广泛。UPS的储能系统常见为铅酸蓄电池。但是铅酸蓄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。锂离子电池是目前性能最好的电池，采用锂离子电池作为UPS的储能装置能够极大提升其各项性能。因此，本文基于锂离子电池技术，设计了一套磷酸铁锂离子电池UPS系统，极大地提升了UPS的性能。

锂离子电池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交流电持续向负载供应，使负载维持正常工作并保护其软硬件不受损坏。

锂离子电池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，锂离子电池UPS系统的储能装置采用的是一个独立的模块，即铁锂离子电池柜系统，其根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。

试验验证

利用磷酸铁锂离子电池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，以此来探测锂离子电池UPS系统的各项性能状况。

锂离子电池UPS探测

负载机台处于空载模式时，关掉主电源，模拟市电断电，此时锂离子电池柜开始放电。测得锂离子电池柜放电倍率达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，此时锂离子电池柜开始放电，测得锂离子电池柜放电功率为104.42KW，效果理想。

探测结果分解

模拟市电断电时，UPS切换到锂离子电池放电，回路正常，探测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，此时锂离子电池柜放电电流相比负载机台处于空载时，锂离子电池柜的放电电流增大分明，测得锂离子电池柜放电功率合计208.20KW，效果理想。

综上，本锂离子电池UPS系统安装与探测均达到预期效果，可以很好的满足负载机台的用电需求，保障设备良好运行。采用锂离子电池替代铅酸蓄电池作为UPS的储能装置，基于锂离子电池技术，设计了一套磷酸铁锂离子电池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。

随着信息技术的发展，人们对供电系统的可靠性要求更高，对实现绿色环保的意识更强，为此，对处理阀控式铅酸电池存在的许多问题就更加急切。

阀控式铅酸电池和磷酸铁锂离子电池相比较：

1、质能比低、体积能量比低，电池重量大，占地面积大。

2、充放电效率低，充放电效率约为92%左右，使用一段时间后充放电效率还会下降。

3、阀控式铅酸电池寿命短，设计寿命5-8年，实际使用大多为3～5年。

4、运行环境温度要求高，在温度超过25度时，环境温度每提高7～10℃时电池寿命折损一半。

5、蓄电池大量采用铅，其开采、出产和使用过程中均容易对环境造成严重污染。

　　磷酸铁锂离子电池具有如下优势：

1、输出电压高：磷酸铁锂离子电池工作电压范围：2.5～3.6V，平台约3.2V;

2、安全性强：磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定，可以过放电到零伏。即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性较好;

3、高温性能好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池的结构安全、完好;

4、高效率输出：标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电(10S)可达20C;