首先,负载总功率2000VA,功率因数0.7,电压72V,支持时间1小时,计算得出电池容量36Ah,选用38Ah。看起来公式是负载有功功率×时间=电池放出容量×电压×逆变效率。这里有几个关键参数:有功功率是VA乘以功率因数,电池放出容量要考虑放电效率,比如0.6,所以标称容量是放出容量除以0.6。
然后用户给的例子中,计算步骤是2000×0.7×1=电池放出容量×72×0.9,得出21.6Ah,再除以0.6得到36Ah,选38Ah。如果换用24Ah电池,反推需要9节,电压变成108V。这说明电池组电压变化会影响所需电池数量,而放电效率会影响实际需要的标称容量。
另外,参考内容里提到电池容量计算公式:每节Ah=负载总功率W×时间H/(12V×串联节数)。比如80K负载2小时,32节电池,计算是80000×2/(12×32)=约416Ah,再乘以1.2得到500Ah,用5组100Ah。这里有个1.2的系数,可能是考虑到放电效率或其他损耗。
还有大功率的例子,比如300KVA UPS,计算电池容量时涉及放电速率C,最大放电电流Imax=P×cosφ/(η×N×E),然后标称容量=Imax/C。这里C根据后备时间不同而不同,比如30分钟对应0.92,60分钟对应0.61等。这需要查表或根据厂家数据确定。
另外,注意电池的放电深度对寿命的影响,虽然计算时可能按100%放电,但实际使用中为了延长寿命,可能需要选择更大容量,减少放电深度。不过用户的问题主要是计算所需容量,可能不需要深入讨论寿命,但可以作为注意事项提及。
总结步骤应该是:1. 计算负载有功功率(VA×功率因数);2. 确定总能量需求(有功×时间);3. 考虑逆变效率,得到电池需要提供的能量;4. 计算电池放出容量(总能量/(电压×逆变效率));5. 根据放电效率或放电速率,计算标称容量;6. 确定电池组电压和串联节数;7. 根据单节电池容量选择所需并联组数或数量。
完整计算流程
确定电池组电压与串联节数
公式:
$$ N_{\text{串联}} = \frac{U_{\text{系统}}}{U_{\text{单节}}} $$
示例:72V系统需6节12V电池(72/12=6)
计算总能量需求
$$ E_{\text{需求}} = P_{\text{有功}} \times T = S_{\text{VA}} \times \cos\phi \times T $$
示例:2000VA负载运行1小时,需能量1.4kWh
计算电池放出容量
$$ C_{\text{放出}} = \frac{E_{\text{需求}} \times 1000}{\eta_{\text{逆变}} \times U_{\text{电池组}}} $$
示例:1.4kWh需放出容量21.6Ah(计算见下文)
确定标称容量
$$ C_{\text{标称}} = \frac{C_{\text{放出}}}{DOD} \times K_{\text{老化}} $$
示例:21.6Ah/0.6=36Ah(选38Ah电池)