锂电池理论容量公式

锂电池理论容量公式
锂电池理论容量公式

1.法拉第常数F代表每电子所携带的电荷,单位C/m o l,

F=N A*e=96500C/mol

阿伏伽德罗数N A=×1023

元电荷e=×10-19 C

在锂离子电池中1mol Li+完全脱嵌时将转移的1mol电子的电量,即

1F=96500C/mol(法拉第常数)

进行单位转换:1mAh=1×10-3A×3600s=3.6C

1Ah=1A×3600s=3600C

所以96500C=96500 / 3600Ah= Ah ≈Ah

2.锂电池理论容量公式:C0= / M

C0为理论容量,单位为mAh/g

n为成流反应的得失电数

m为活性物质完全反应的质量

M为活性物质的摩尔质量

3.例子:

例1钴酸锂LiCoO2 ,其摩尔质量为,反应式如下:

LiCoO2 = Li+ + CoO2+ e-

其得失电子数为1,即1mol LiCoO2完全反应将转移1mol电子的电量,所以1g LiCoO2完全反应时将转移1/ mol电子的电量。

其理论容量C0= M=×1×1/=g =g

例2碳,其摩尔质量为12,反应式如下:

6C + Li+ + e- = LiC6

其得失电子数为1/6,即1mol C完全反应将转移1/6mol电子的电量,

所以1g C完全反应时将转移1/12 mol电子的电量。

其理论容量C0=M=×(1/6)×1/12=g =372mAh/g

太阳能电池方阵及蓄电池容量计算的一般方法

太阳能电池供电系统设计步骤 ⑴列出基本数据 ①确定所有负载功率及连续工作时间 ②确定地理位置:经、纬度及海拔高度 ③确定安装地点的气象资料: ★年(或月)太阳辐射总量或年(或月)平均日照时数 ★年平均气温和极端气温 ★最长连续阴雨天数 ★最大风速及冰雹等特殊气候资料 ⑵确定负载功耗:Q=ΣI2H 其中:I-负载电流,H-负载工作时间(小时) ⑶确定蓄电池容量:C = Q X d X 1.3 式中:d-连续阴雨天数 C-蓄电池标称容量(10小时放电率) C = (10~20)3Cr /(1-d) ⑷确定方阵倾角:推荐方阵的倾角与纬度的关系 ⑸计算方阵β倾角下的辐射量: Sβ= S3sin(α+β)/sinα 式中:Sβ—β倾角方阵太阳直接辐射分量 α—中午时太阳高度角 S 其它:α=90°-Φ±δ 式中:Φ—纬度 δ—太阳赤纬度(北半球取+号)地面即:α=90°-Φ+δ δ=23.45°sin[(284+n)3360/365] 式中:n—从一年开头算起第n天的纬度 那么 Rβ=S3sin(α+β)/sinα+D 式中 Rβ—β角方阵面上的太阳总辐射量 D—散射辐射量(查阅气象资料) ⑹计算方阵电流: Tm = (Rβ3mwH/cm2)/(100mw/cm2) 式中:Tm—为平均峰值日照时数 Imin = Q/(Tm3η13η2) 式中:Imin—方阵最小输出电流η1—蓄电池充电效率 η2—方阵表面灰尘遮散损失 Imax = Q/(Tmin3η13η2) ⑺确定方阵电压: V = Vf+Vd 式中:Vf—蓄电池浮充电压(25‵)Vd—线路电压损耗 ⑻确定方阵功率: F=Im3V/(1-α(Tmax-25)) 式中:α—一般取α=0.5% Tmax—太阳电池最高工作温度 ⑼根据蓄电池容量、充电电压、环境极限温度、太阳电池方阵电压及功率要求,选取适

蓄电池容量计算方法

蓄电池容量计算部分 1、常用的蓄电池容量计算方法 (1)容量换算法(电压控制法) 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量,并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 (2)电流换算法(阶梯负荷法) 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法,考虑了大电流放电后负荷减小的情况下,电池具有恢复容量的特性,该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量,取电压系数Ku=0.885,则计算的单个电池的放电终止电压为: V (4-1) 蓄电池的计算容量: (4-2) 式中Cc—事故放电容量; Kcc—蓄电池容量系数; Krel—可靠系数,一般取1.40 对于阶梯型负荷,可采用分段计算法计算。以东直门车站为例,各阶段负荷分布如下图所示: 图中: I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 80 .1 108 220 885 .0 = ? = Ud cc s rel c K C K C=

在4个不同阶段,任意一个时期的放电容量为: (4-3) 总的负荷容量为: (4-4) 在计算分段ta 内,所需要的蓄电池容量计算值为: (4-5) 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线),对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ,得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量,然后按照其中最大者选择蓄电池,则蓄电池的容量为: (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期,电压将降到最低,校验是否符合要求的方法如下: 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中,Cs —事故放电容量(Ah ),t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间,可以通过蓄电池的冲击放电曲线,求出单只电池的电压,再乘以蓄电池只数,得到蓄电池整组电压,该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中,放电时间极短,放电电流较大。尽管消耗电量较少,但对电压影响较大。所以,按持续放电算出蓄电池容量后,还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中,在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 mi i mi t I C =n a a i mi sa C C ...2,11 |==∑=n a Kcca KrelCsa Cca ...2,1|== Cca n a Cc max 1 =≥10 tC KrelCs K =

电压法计算锂离子电池容量

电压法计算锂离子电池容量 锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析 先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩余容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV). 100%----4.20V 90%-----4.06V 80%-----3.98V 70%-----3.92V 60%-----3.87V 50%-----3.82V 40%-----3.79V 30%-----3.77V 20%-----3.74V 10%-----3.68V 5%------3.45V 0%------3.00V 以下是这个表格的来龙去脉. 〓〓〓〓〓〓〓〓

一.首先几个概念解释: 1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压. 2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池. 3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数. 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑. 库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力. 4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思. 最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count). ★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂

正极材料理论容量计算

锂离子电池正极材料理论电容量的计算 常常看见文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g 下面给出理论计算方法: 1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C(96500C/mol是法拉第常数) 由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量:1mA·h=1×(10^-3)安培×3600秒=3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例: LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是 96500/157.756/3.6=170 mA h/g 关于法拉第常数 法拉第常数(F)是近代科学研究中重要的物理常数,代表每摩尔电子所携带的电荷,单位C/mol,它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可·法拉第命名,法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。 一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol,此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的,也被认为最具有权威性。 最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。 在物理学和化学,尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数,其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。 在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数,一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数,比如将电压演算为自由能。 如何计算电池材料的理论容量值 C=26.8nm/M,n是电子数,m是活性物质质量,M是活性物质的分子量 电池的化成,有的采用常温化成,有的采用高温化成,这两种化成的优缺点:主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧,高温化成形成的SEI较厚但不致密,消耗的锂比较多,常温或低温形成的较薄切致密。 电池配方: 负极配方:CMS:CMC:SBR:Super-P=94.5:2.25:2.25:1 电解液:1M-LiPF6 EC/DMC/EMC 负极设计比容量:300mAh/g 正极设计比容量:140mAh/g 充放电制度:1)恒流充电(1C,4.2V) 2)恒压充电(4.2V,20mA) 3)静置(10min) 4)恒流放电(1C,3.0V) 5)静置(10min) 6)循环(350周)

计算电池剩余容量的常用方法

计算电池剩余容量的常用方法 阅读次数:105 我要发表评论 作者:optimumchina发表时间:2010-10-13 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是,仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术,该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法:一种方法以电流积分(current integration)为基础;而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想,即如果对所有电池的充、放电流进行积分,就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时,使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点,特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用,或者几个充、放电周期都没有充满电,那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电,所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度,这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集,即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题,那就是只有在完全充电后立即完全放电,才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少,那么在电量监测计更新实际电量值以前,电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新,可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 以电压为基础的方法属于最早应用的方法之一,它仅需测量电池两级间的电压。该方法基于电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系。它看似直接,但却存在难点:在测量期间,只有在不施加任何负载的情况下,才存在这种电池电压与电量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下),电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外,即使去掉了负载,发生在电池内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成电压的连续变化。由于多种原因的存在,基于电池阻抗知识的压降校正方法仍存在问题,本

太阳能电池板与蓄电池配置计算公式

太阳能电池板与蓄电池配置计算公式 一:首先计算出电流: 如:12V蓄电池系统; 30W的灯2只,共60瓦。 电流=60W-12V= 5A 二:计算出蓄电池容量需求: 如:路灯每夜累计照明时间需要为满负载7小时(h); (如晚上8:00 开启,夜11:30 关闭1 路,凌晨4:30 开启2 路,凌晨5:30 关闭) 需要满足连续阴雨天5 天的照明需求。(5 天另加阴雨天前一夜的照明,计6 天) 蓄电池=5A X7h X(5 + 1)天=5A X42h= 210AH 另外为了防止蓄电池过充和过放,蓄电池一般充电到90%左右;放电余留20%左右。 所以210AH也只是应用中真正标准的70%左右。 三:计算出电池板的需求峰值(WP): 路灯每夜累计照明时间需要为7小时(h); ★:电池板平均每天接受有效光照时间为小时(h) ; 最少放宽对电池板需求20%的预留额。 W- = (5A X7h X120%— WP-= WP=162(W)

光伏发电系统计算方法 光伏系统的规模和应用形式各异,如系统规模跨度很大,小到几瓦的太阳能庭院灯,大到MV级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样,在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一,但其组成结构和工作原理基本相同。 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或11 0V,还需要配置逆变器。各部分的作用为: (一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。 (二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保 护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项; (三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。 (四)逆变器:在很多场合,都需要提供220VAC 110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般 都是12VDC 24VDC 48VDC为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电 能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能(注意,不是简单的降压)。光伏系统的设计包括两个方面:容量设计和硬件设计。

光伏电站蓄电池容量的计算方法

光伏电站蓄电池容量的计算方法 在确定蓄电池容量时,并不是容量越大越好,一般以20%为限。因为在日照不足时,蓄电池组可能维持在部分充电状态,这种欠充电状态导致电池硫酸化增加,容量降低,寿命缩短。不合理地加大蓄电池容量,加大蓄电池容量,将增加光伏系统的成本。 在独立光伏发电系统中,对蓄电池的要求主要与当地气候和使用方式有关,因此各有不同。例如,标称容量有5h 率、24h 率、72h 率、100h 率、240h 率以及720h 率。每天的放电深度也不相同,南美的秘鲁用于“阳光计划”的蓄电池要求每天40%~50%的中等深度放电,而我国“光明工程”项目有的户用系统使用的电池只进行20%~30%左右的放电深度,日本用于航标灯的蓄电池则为小电流长时间放电。蓄电池又可分为浅循环和深循环两种类型。因此选择太阳能用蓄电池应既要经济又要可靠,不仅要防止在长期阴雨天气时导致电池的储存容量不够,达不到使用目的;又要防止电池容量选择过小,不利于正常供电,并影响其循环使用寿命,从而也限制了光伏发电系统的使用寿命;又要避免容量过大,增加成本,造成浪费。确定蓄电池容量的公式为: a K U L P F D C ????=0 C -蓄电池容量,kW ·h (Ah );D -最长无日期间用电时数,h ;F —蓄电池放电效率的修正系数,(通常取1.05);PO -平均负荷容量,kW ;L为蓄电池的维修保养率,(通常取0.8);U 为蓄电池的放电深度(通常取0.5);Kα为包括逆变器等交流回路的损耗率(通常取0.7~0.8)。上式可简化为: C =3.75× D ×P0 这是根据平均负荷容量和最长连续无日照时的用电时数算出的蓄电池容量的简便公式。由于蓄电池容量一般以安时数表示,故蓄电池容量应该为: V Wh C Ah C )(1000)(?=' H I Ah C ?=')( C '为蓄电池容量,A ·h;V 为光伏系统的电压等级(系统电压),通常为12V 、24V 、48V 、110V 或220V 。 例如,按宁波太阳能电源有限公司提供的晶体电池组件,对浙江南都电源动力股份有限公司的阀控式密封铅酸蓄电池进行选型。基本要求为:可为400W 的负载连续5天阴雨天的

蓄电池容量计算方法之令狐文艳创作

蓄电池容量计算部分 令狐文艳 1、常用的蓄电池容量计算方法 (1)容量换算法(电压控制法) 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量,并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 (2)电流换算法(阶梯负荷法) 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法,考虑了大电流放电后负荷减小的情况下,电池具有恢复容量的特性,该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量,取电压系数Ku=0.885,则计算的单个电池的放电终止电压为: V (4-1) 蓄电池的计算容量: (4-2) 式中 Cc —事故放电容量; Kcc —蓄电池容量系数; Krel —可靠系数,一般取1.40 80.1108 220885.0=?=Ud cc s rel c K C K C =

I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 在4个不同阶段,任意一个时期的放电容量为: (4-3) 总的负荷容量为: (4-4) 在计算分段ta 内,所需要的蓄电池容量计算值为: (4-5) 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线),对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ,得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量,然后按照其中最大者 mi i mi t I C =n

选择蓄电池,则蓄电池的容量为: (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期,电压将降到最低,校验是否符合要求的方法如下: 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中,Cs —事故放电容量(Ah ),t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间,可以通过蓄电池的冲击放电曲线,求出单只电池的电压,再乘以蓄电池只数,得到蓄电池整组电压,该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中,放电时间极短,放电电流较大。尽管消耗电量较少,但对电压影响较大。所以,按持续放电算出蓄电池容量后,还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中,在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 ①事故放电初期,电压水平的校验 事故放电初期的冲击系数为 (4-8) 式中,Krel —可靠性系数,一般取1.1 I ch0—事故放电初期的放电电流,(A) 10 tC KrelCs K

UPS容量和蓄电池容量计算方法

UPS容量和蓄电池容量计算方法 UPS容量和蓄电池容量计算方法 蓄电池的放电时间定义为:当蓄电池以规定的放电电流进行恒流放电时,蓄电池的端电压下降到所允许的临界电压(终了电压)时所经过的时间。 UPS容量计算 P入=P出/(COSφ×ц) COSφ----功率因数(一般取0.8) P出-------额定输出功率(KVA) (注:计算时负载多为W) P入-------输入功率(KVA)(UPS容量) ц--------保险系数(一般取0.8) UPS蓄电池容量计算 电池放电电流计算: I=(S×COSφ)/(n×V×ц逆) S----------UPS额定输出容量(或实际或预期负载)(VA) ц逆-------逆变器效率(一般取0.8~0.85) n----------蓄电池只数 V---------蓄电池放电终止电压(2V电池对应1.8V;12V电池对应10.8V)COSφ---- UPS (或负载)功率因数(1~20 kVA为0.7,20~120 kVA为0.8) 艾默生UH31系列(10-20KVA)UPS电池电压240VDC(2组)20节(2组) 艾默生UL33系列(20-60KVA)UPS电池电压360VDC 12V电池30节 蓄电池容量计算 1、普通蓄电池计算(与华为计算方法相同) Q:蓄电池容量(Ah); K:安全系数; I:负荷电流(A); T:放电小时数(h); η:放电容量系数; t:实际电池所在地的最低环境温度数值,有采暖设备时,按15℃考虑;无采暖设备时,按5℃考虑; α:电池温度系数,电解液温度以25℃为标准时,放电小时率≥10时,取0.006;10>放电小时率≥1时,取0.008;<1时,取0.01 以上公式可以简化成:

蓄电池容量的计算方法

蓄电池容量的计算方法 1.蓄电池容量的计算方法 蓄电池的容量必须是以所定的电压、所定的时间可向负载提供的容量。 以下就容量计算方法进行说明: 1、计算容量的必要条件 A、放电电流 有必要明确放电过程中负载电流的增减变化和其随时间变化情况。 B、放电时间 可预期的负载的最大时间。 C、最低蓄电池温度 预先推定蓄电池放置场所的温度条件,决定蓄电池温度最低值。一般设置在室内时为50C,设置在特别寒冷地区室内时为-50C。用空调保证室内温度时按实际温度作为最低温度。 D、允许的最低电压 单格允许的最低电压(V/单格)=(负载所允许的最低电压+导线的电压损失)/串联格数 2、容量的计算公式 C= 1*[K1I1+K2(I2-I1)、、、、、、、KN(IN-IN-1)]/L

C:250C的额定放电率换算容量(AH)、、、、、、UXL电池是10HR容量。 L:对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正值。一般L值采用0.8。 K:由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。 I:放电电流 下标1、2、、、、N:按放电电流变化顺序依次加给T、K、I 3、容量的计算举例 A、放电电流 140A(一定) B、放电时间 30分 C、最低蓄电池温度 -550C D、允许的最低电压 1.6V/单格 按上述条件,得出K=1.1 C= 1 X1.1X140=192(AH/10HR)/0.8 所以,可使用UXL220-2。 注:上述例子是针对放电电流一定的简单的负载类型电池容量的计算。其他负载类型的计算请参考日本蓄电池工业标准[SBA6001]。 2.关于UPS容量的计算举例 计算机设备应该加装不间断电源保护,其有两个主要作用: 一是在市电中断时重要用电设备有干净纯洁的电源使用;

UPS电池容量计算

在用户和厂商的交流中,常常提到这样的情况:根据UPS的输出容量和所要求的后备时间,需快速、粗略地给出相关电池的配置。此时可用UPS电池容量的简便计算方法迅速做出。 1、对于109Ah?块/kVA设计寿命10年的UPS电池容量的算法 使用时按下列公式计算: 所需电池容量(Ah)= UPS容量(KVA)×109(Ah.块)/KVA/每组电池块数 例如:一台120kVA的UPS,每组电池32块,要求后备时间60min(即1h)。则所需电池容量为 120kVA×109Ah?块/kVA=13080Ah?块,13080Ah?块/32块=409(Ah),即可选12V,100Ah电池4组(32块/组)。注意:实际后备时间不足60min(欠缺一点)。 如果每组33块,则13080/33=396Ah,同样可选12V、100Ah电池4组(33块/组)。注意:实际后备时间超过60min(超出一点)。 如果要求后备时间为30min,则109×120=13080Ah?块,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。由于电池的放电功率与放电时间不是线性的,即不能只简单除以2,还需乘以修正系数,见表1,因此205×1.23=252Ah。即可选12V、65Ah电池4组(32块/组)。注意:实际后备时间超过30min(超出一点)。 如果要求后备时间20min,则409/3=136Ah,还需乘以修正系数,见表1,136×1.41=192Ah,即可选12V、65Ah电池3组(32块/组)。注意:实际后备时间超过20min(超出一点)。 其它情况,以此类推。 2、对于126Ah?块/kVA设计寿命五年的UPS电池容量的算法 计算方法和需乘以修正系数与前述完全一样,只是要把上式中的109换成126。 如果计算时间是一小时以上,要在按上述计算后再除以一个修正系数,见表2。

太阳能路灯蓄电池容量计算方法

太阳能路灯蓄电池容量计算方法.

太阳能路灯蓄电池容量计算方法 随着传统能源的日益紧缺,太阳能的应用将会越来越广泛,尤其太阳能照明在短短的数年时间内已发展成为成熟的朝阳产业。 1:目前制约太阳能发电应用的最重要环节之一是价格,以一盏双火的太阳能路灯为例,两路负载共为60瓦,(北京地区有效光照3.5-4.5h/天、每夜放电8小时、增加电池板20%预留额计算)其电池板就需要200W左右,按每瓦10元计算,电池板的费用就要2000元,再加上200AH左右的蓄电池组费用也接近1800左右,整个路灯一次性投入成本大大高于市电路灯,造成了太阳能路灯应用领域的主要瓶颈。

2:蓄电池的使用寿命也应该考虑在整个路灯系统应用中,一般的蓄电池保修三年或五年,但一般的蓄电池在一年、甚至半年以后就会出现充电不满的情况,有些实际充电率有可能下降到40%左右,这必将影响连续阴雨天时期的夜间正常照明,所以选择一款较好的蓄电池尤为重要。 3:因为LED灯的寿命较长、且可以通过夜间分时段调低功率工作,一般工程商都会选用LED路灯做为太阳能光照度。所以一定要选择光衰50%半年就有可能衰减LED路灯的质量层差不齐,光衰严重的LED 路灯的照明,但是 较慢的LED路灯,LED路灯最主要的要做好散热与恒流问题,恒流可以通过另加恒流驱动或者使用控制器恒流,散热就必需依靠铝板来散热,最好是在铝板下面增加铜片或铜管来更有效的散热,控制好温度,

LED的寿命才会更长。 4:控制器的选择往往也是被工程商忽略的一个问题,控制器的质量层差不齐,12V/10A的控制器市场价格在80-200元不等,虽然是整个路灯系统中价值最小的部分,但它却是非常重要的一个环节。控制器的好坏直接影响到太阳能路灯系统的组件寿命以及整个系统的采购成本。 一:应该选择功耗较低的控制器,控制器24小时不间断工作,如其自身功耗较大,则会消耗部分电能,最好选择功耗在5毫安以下的控制器。 二:要选择充电效率高的控制器,具有MCT充电模式的控制器能自动追踪电池板的最大电流,尤其在冬季或光照不足的时期,MCT充电模式比其他高出20%左右的效率。 三:应选择具有调节功率的控制器,具有功率调节的控制器已被广泛推广,可以在夜间行人稀少时段自动调低LED灯的工作电流,节约用电,同时也节省了电池板的配置比例。除选择以上节电功能外,还应该注重控制器对蓄电池等组件的保护功能,像具有涓流充电模式的控制器就可以很好的保护蓄电池,增加蓄电池的寿命,另外设置控,防止蓄电池过放,蓄电池的过充、过放都会降低使用寿命。11.1V制器欠压保护值时,尽量把欠压保护值调在 ≥.

动力电池重要全参数定义及测量计算方法

动力电池重要参数定义及测量计算方法 1.概述 本文档的编写主要是为了方便公司内部研发人员更加快速清楚地认识电池的一些重要特性参数及其测量计算方法。主要包括动力电池的荷电状态SOC,电池健康状态SOH,内阻R等。 此文档主要参考了动力电池的国家标准与行业标准,以及网上的一些权威资料信息,同时结合自身工作经验整合编写而成。 2.电池荷电状态SOC及估算方法 2.1 电池荷电状态SOC的定义 电池的荷电状态SOC被用来反映电池的剩余电量情况,其定义为当前可用容量占初始容量的百分比(国标)。 美国先进电池联合会(USABC)的《电动汽车电池实验手册》中将SOC定义如下:在指定的放电倍率下,电池剩余电量与等同条件下额定容量的比值。 SOC=Q O/Q N 日本本田公司的电动汽车(EV Plus)定义SOC如下: SOC = 剩余容量/(额定容量-容量衰减因子) 其中剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿 动力电池的剩余电量是影响电动汽车的续驶里程和行驶性能的主要因素,准确的SOC估算可以提高电池的能量效率,延长电池的使用寿命,从而保证电动汽车更好的行驶,同时SOC也是作为电池充放

电控制和电池均衡的重要依据。 实际应用中,我们需要根据电池的可测量值如电压电流结合电池内外界影响因素(温度、寿命等)来实现电池SOC的估算算法。但是SOC受自身内部工作环境和外界多方面因素而呈非线性特性,所以要实现良好的SOC估算算法必须克服这些问题。目前,国内外在电池SOC估算上已经部分实现并运用到工程上,如安时法、内阻法、开路电压法等。这些算法共同特点是易于实现,但是对实际工况中的内外界影响因素缺乏考虑而导致适应性差,难以满足BMS对估算精度不断提高的要求。所以在考虑SOC受到多种因素影响后,一些较为复杂的算法被提出,例如:卡尔曼滤波算法、神经网络算法、模糊估计算法等新型算法,相比于之前的传统算法其计算量大,但精度更高,其中卡尔曼滤波在计算精度和适应性上都有很好的表现。 2.2几种SOC估算算法简介 (1)安时法 安时法又被称为电流积分法,也是计算电池SOC的基础。假设当前电池SOC初始值为SOC0,在经过t时间的充电或放电后SOC为: Q0是电池的额定容量,i(t)是电池充放电电流(放电为正)。 事实上,SOC定义为电池的荷电状态,而电池荷电状态就是电池电流的积分,所以理论上讲安时法是最准确的。同时,它也易于实现,只需测量电池充放电电流和时间,而在实际工程应用时,采用离散化计算公式如下:

山特UPS电源蓄电池容量和数量的计算方法

山特UPS电源蓄电池容量和数量的计算方法 在线式Castle系列UPS电源是目前国内市场上占有率最多的不间断电源产品,因为它的产品稳定性好、价格便宜,所以很受广大用户的喜爱。很多用户在购买Castle系列UPS电源时,不知道如何配备蓄电池组,这里为大家列一个详细的行业内计算方法,供大家参考。 工具/原料 计算器 方法/步骤 1.了解UPS电源的输出功率、蓄电池逆变电压 这里以C3K为例,这是功率为3KVA电池逆变电压为96V的UPS电源。这些资料一般由公司网站或者产品资料上获取,不同型号机器电池组电压也不一样。 2.计算UPS电源的实际输出功率 UPS电源功率X 0.7 = 实际输出功率, 3KVA X 0.7 = 2.1KW(实际输出功率),2.1KW = 2100 W 。 3.计算蓄电池组的总容量 (实际输出功率/ 电池电压)X 延时时间= 蓄电池组总容量(AH) 延时时间客户自己当然最清楚了,比如需要延时8小时; (2100W / 96V)X 8H = 175AH(蓄电池组总容量) 4.蓄电池选型 这里只以常规蓄电池为参考,常规12V蓄电池规格有:12V4AH, 12V7AH,12V17AH,1 2A24AH,12V38AH,12V65AH,12V100AH,这里有个问题需要说明一下,电池串联后的容量等于一只电池的容量,但是电压升高了。比如:12V24AH X 8只= 96V 24AH(串联电池组容量) 根据第三条计算结果,电池总容量为96V 175AH,我们对照电池规格型号,要想达到175AH,必须要2组100AH的电池。 175AH / 100AH = 1.75组(取2组100AH蓄电池) 这里还有个问题需要说明一下,电池的实际容量只有标称容量的 70%—90%,电池质量差的只有60%。 2组100AH并联= 96V200AH, 96V200AH X 0.85(取平均值) = 96V170AH(接近175AH计算结果) 电池型号确定为12V100AH。

电池理论电容量的计算

文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g 下面给出理论计算方法: 1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C(96500C/mol是法拉第常数) 由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量:1mA?h=1×(10**-3)安培×3600秒=3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例: LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是 96500/157.756/3.6=170 mA h/g 关于法拉第常数 法拉第常数(F)是近代科学研究中重要的物理常数,代表每摩尔电子所携带的电荷,单位C/mol,它是阿伏伽德罗数 NA=6.02214?1023mol‐1与元电荷e=1.602176?10‐19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可?法拉第命名,法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。 一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol,此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的,也被认为最具有权威性。 最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。 在物理学和化学,尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数,其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。 在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数,一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数,比如将电压演算为自由能。

电池计算公式

估算法 1、计算蓄电池的最大放电电流值: I最大=Pcos巾/ (n*E临界*N) 注:P T UPS电源的标称输出功率 cos ? T UPS电源的输出功率因数 n T UPS逆变器的效率 E临界T蓄电池组的临界放电电压(12V电池约为10.5V , 2V电池约为 1.75V ) N T每组电池的数量 2、根据所选的蓄电池组的后备时间,查出所需的电池组的放电速率值C,然后根据: 电池组的标称容量=I最大/C 计算出电池的标称容量。 3、由于使用E临界一一电池的最低临界放电电压值,所以会导致所要求的电池组的标称容 量偏大的局面。按目前的使用经验,实际电池组的实际容量可按下面公式计算:实际电池容量(AH)=电池组的标称容量*0.75

5、修正 UPS 系统实际电池容量计算方法: 实际电池容量( AH )=功率*功率因数 *0.75/ UPS 逆变器的效率 /蓄电池组的临界放电电压/ 每组电池的数量 /放电速率 例如: 本方案 UPS 系统后备时间所需电池容量计算: 3KVA UPS 系统单机满负载后备时间为 8 小时。 注:功率 =3KVA ;功率因数 =0.8 ;UPS 逆变器的效率 =0.9 ;蓄电池组的临界放电电压 =10.5 ;每组电池的数量 =4; 8 小时放电速率 =0.12C ; ?本方案3KVAUPS 满载延时8小时所需电池容量 =3000 >0.8 >0.75电9 H0.5詔弋.12疋 396.83AH 综合上述计算,本方案配置的实际电池容量选定为400AH ,即4组共计16节12V100AH 电池。 采用恒功率法 (查表法) 这种方法比较简便,根据蓄电池恒功率放电参数可以快速准确地选出蓄电池的型号。 该方法是能量守恒定律的体现,蓄电池提供的功等于后者稍大于负荷消耗功。即: W 负荷w K*Pnc , P 负荷w P(W) 首先计算在后备时间内,每个 2v 单体电池至少应向 UPS 提供的功率 Pnc。 计算公式: 已知 P (W) ={P (VA) *Pf}/ n;Pnc=P (W) / (N*n*K ) 所以:Pnc={P (VA) *Pf}/ (n*N*n*K )

锂离子电池容量计算之电压法

锂离子电池容量计算之 电压法 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

锂离子电池容量计算之电压法 锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析 先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩余容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV). 100%----4.20V 90%-----4.06V 80%-----3.98V 70%-----3.92V 60%-----3.87V 50%-----3.82V 40%-----3.79V 30%-----3.77V 20%-----3.74V 10%-----3.68V 5%------3.45V 0%------3.00V 以前发过一个"如何判断电池的剩余容量",写得不够详细,且数据不够精确. 此次整理了一下试验数据,作为上篇文章的更新. 以下是这个表格的来龙去脉. 〓〓〓〓〓〓〓〓 一.首先几个概念解释: 1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压. 2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池. 3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数. 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑. 库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力. 4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思. 最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流

光伏电站蓄电池容量的计算方法.

光伏电站蓄电池容量的计算方法 在确定蓄电池容量时,并不是容量越大越好,一般以20%为限。因为在日照不足时,蓄电池组可能维持在部分充电状态,这种欠充电状态导致电池硫酸化增加,容量降低,寿命缩短。不合理地加大蓄电池容量,加大蓄电池容量,将增加光伏系统的成本。 在独立光伏发电系统中,对蓄电池的要求主要与当地气候和使用方式有关,因此各有不同。例如,标称容量有5h 率、24h 率、72h 率、100h 率、240h 率以及720h 率。每天的放电深度也不相同,南美的秘鲁用于“阳光计划”的蓄电池要求每天40%~50%的中等深度放电,而我国“光明工程”项目有的户用系统使用的电池只进行20%~30%左右的放电深度,日本用于航标灯的蓄电池则为小电流长时间放电。蓄电池又可分为浅循环和深循环两种类型。因此选择太阳能用蓄电池应既要经济又要可靠,不仅要防止在长期阴雨天气时导致电池的储存容量不够,达不到使用目的;又要防止电池容量选择过小,不利于正常供电,并影响其循环使用寿命,从而也限制了光伏发电系统的使用寿命;又要避免容量过大,增加成本,造成浪费。确定蓄电池容量的公式为: a K U L P F D C ××××=0 (公式4-1) C -蓄电池容量,kW·h (Ah );D -最长无日期间用电时数,h ;F—蓄电池放电效率的修 正系数,(通常取1.05);P O -平均负荷容量, kW ;L为蓄电池的维修保养率,(通常取0.8);U 为蓄电池的放电深度(通常取0.5);Kα为包括逆变器等交流回路的损耗率 (通常取0.7~0.8)。上式可简化为: C =3.75×D×P 0 这是根据平均负荷容量和最长连续无日照时的用电时数算出的蓄电池容量的简便公式。由于蓄电池容量一般以安时数表示,故蓄电池容量应该为: V Wh C Ah C )(1000)(×=′ H I Ah C ×=′)( C ′为蓄电池容量,A ·h;V 为光伏系统的电压等级(系统电压) ,通常为12V 、24V 、48V 、110V 或220V 。 例如,按宁波太阳能电源有限公司提供的晶体电池组件,对浙江南都电源动力股份有限公司的阀控式密封铅酸蓄电池进行选型。基本要求为:可为400W 的负载连续5天阴雨天的

UPS蓄电池容量的计算方法及举例

1.蓄电池容量的计算方法 蓄电池的容量必须是以所定的电压、所定的时间可向负载提供的容量。 以下就容量计算方法进行说明: 1、计算容量的必要条件 A、放电电流 有必要明确放电过程中负载电流的增减变化和其随时间变化情况。 B、放电时间 可预期的负载的最大时间。 C、最低蓄电池温度 预先推定蓄电池放置场所的温度条件,决定蓄电池温度最低值。一般设置在室内时为50C,设置在特别寒冷地区室内时为-50C。用空调保证室内温度时按实际温度作为最低温度。 D、允许的最低电压 单格允许的最低电压(V/单格)=(负载所允许的最低电压+导线的电压损失)/串联格数 2、容量的计算公式 C= 1*[K1I1+K2(I2-I1)、、、、、、、KN(IN-IN-1)]/L C:250C的额定放电率换算容量(AH)、、、、、、UXL电池是10HR容量。 L:对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正值。一般L值采用0.8。 K:由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。 I:放电电流 下标1、2、、、、N:按放电电流变化顺序依次加给T、K、I 3、容量的计算举例 A、放电电流 140A(一定) B、放电时间 30分 C、最低蓄电池温度 -550C

D、允许的最低电压 1.6V/单格 按上述条件,得出K=1.1 C= 1 X1.1X140=192(AH/10HR)/0.8 所以,可使用UXL220-2。 注:上述例子是针对放电电流一定的简单的负载类型电池容量的计算。其他负载类型的计算请参考日本蓄电池工业标准[SBA6001]。 2.关于UPS容量的计算举例 计算机设备应该加装不间断电源保护,其有两个主要作用: 一是在市电中断时重要用电设备有干净纯洁的电源使用; 二是在市电没有中断时,但是电源有杂波干扰,电压忽高忽低,频率变化频繁而影响计算机正常运行,如果经过UPS,其有稳压稳频的作用,电源干净可靠。 UPS的配置先要考虑哪些重要用电设备要做电源保护,从而计算出其负载;如PC机一般其容量为250W,计算机常用的服务器为700W,如果以PC机作为服务器一般以300W计算,HUB交换机为100W,(注意:计算容量时只能以最大负荷计算) 例如:一个计算机机房有4台PC机,一台服务器,一个网络交换机需要进行2小时电源保护, 计算如下: 1)总负载计算 4台PC机250W X 4 = 1000W 1台服务器700W X 1 = 700W 1台网络交换机100W X 1 =100W 以上合计:1800W 2)UPS容量计算 在线式UPS一般功率因数为0.8,1800W÷0.8=2250VA,考虑UPS 容量的冗余,一般以20%到30%(因为UPS的最佳工作状态就是负载70% 到80%);所以设计推荐UPS容量应该为2250VA X 1.3 = 2925VA,从 而可以得出选用3000VA的UPS 3)品牌的选择

浅谈蓄电池容量的计算方法

浅谈蓄电池容量的计算方法 发表时间:2019-03-26T09:43:00.633Z 来源:《电力设备》2018年第28期作者:邱庆臣[导读] 摘要:在工程中经常需要用到直流系统,直流系统最关键的设备是蓄电池,怎样合理的选择蓄电池的容量,做到既经济又可靠的服务于工程。 (江苏德能电力设计咨询有限公司江苏南京 200018)摘要:在工程中经常需要用到直流系统,直流系统最关键的设备是蓄电池,怎样合理的选择蓄电池的容量,做到既经济又可靠的服务于工程。基于此,本文从蓄电池容量的选择方法等方面展开了简要的论述。关键词:直流系统;蓄电池;容量我国社会经济的快速发展,基础建设也在发展,工程中需用到蓄电池设备的项目比比皆是,例如电厂、变电站、建筑工程等。在此背景之下,怎样合理选择蓄电池容量满足工程建设的需要,显得十分重要。本文介绍阶梯法和简化法两种蓄电池容量计算方法。 1、阶梯法快速计算蓄电池容量依据电力工程直流电源系统设计技术规程(DL/T5044-2014)附录C.2.3条。例如公式C.2.3-9第三阶段计算容量公式 ,可将计算容量公式理解为三个矩形面积之和与可靠系数的乘积。其中I1、I2、I3为第一、二、三阶段放电电流,Kc1、Kc2、Kc3分别为各计算阶段中全部放电时间对应的容量换算系数、各计算阶段中除第一阶段放电时间后的放电时间对应的容量换算系数、各计算阶段中除第一、二阶段放电时间后放电时间对应的容量换算系数。 各阶段面积的计算方法,将每一阶段分割为矩形,求出各矩形面积的代数和。每个矩形的高为该阶段的电流;每个矩形的长为该阶段时间轴上的时间所对应的容量换算系数的倒数。例如:某工程220直流系统蓄电池采用阀控铅酸蓄电池(胶体)(单体电压2V)放电终止电压1.87V。各阶段放电电流如下表: ①第一阶段容量计算方法:根据蓄电池类型和终止放电电压及附录C公式C.2.3-7,查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。1min对应的容量换算系数为0.94。 按照面积法计算:②第二阶段容量计算方法:同理根据附录C公式C.2.3-8,查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。29min、30min对应的容量换算系数分别为0.67、0.66。按照面积法计算: ③第三阶段容量计算方法:例如图1,同理根据附录C公式C.2.3-9及查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。30min、59min、60min对应的容量换算系数分别为0.66、0.46、0.45。 图1: 按照面积法计算: ④第四阶段容量计算方法:同理根据附录C公式C.2.3-10及查规范DL/T5044-2014附录表C.3-5。60min、90min、119min、120min对应的容量换算系数分别为0.45、0.37、0.292、0.290。按照面积法计算:

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