維護(hù)蓄電池容量計(jì)算，及鉛酸蓄電池容量計(jì)算方法
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-19 12:16
點(diǎn)擊量：次
池容量是衡量電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下（放電率、溫度、終止電壓等）電池放出的電量（可用JS-150D做放電測(cè)試），即電池的容量，通常以安培·小時(shí)為單位（簡(jiǎn)稱，以A·H表示，1A·h=3600C）。
電池容量按照不同條件分為實(shí)際容量、理論容量與額定容量，電池容量C的計(jì)算式為C=∫t0It1dt （在t0到t1時(shí)間內(nèi)對(duì)電流I積分），電池分正負(fù)極。
蓄電池容量單位
通常我們講電池容量是以安時(shí)為單位，這是基于已經(jīng)確定的某一個(gè)電池。
比如我們說(shuō)這塊手機(jī)電池容量是多少；這塊電瓶車(chē)電池容量是多少，都是分別針對(duì)不同電池來(lái)說(shuō)的。針對(duì)電池電壓已經(jīng)確定，而沒(méi)有考慮實(shí)際電壓，只需要說(shuō)安時(shí)就能代表這塊電池容量。
然而對(duì)于不同電壓的電池，我們就不能單純的用安時(shí)來(lái)代表容量，比如一塊12V 20AH的電池，一塊15V20AH的電池，哪怕都是20AH，供給相同功率負(fù)載，設(shè)備都能正常工作，但持續(xù)時(shí)間是不一樣的，所以標(biāo)準(zhǔn)容量應(yīng)該以功為單位。
再舉個(gè)例子，一個(gè)設(shè)備能支持12V 、也能支持24V，用一塊12V（20AH）電池供電，能提供一個(gè)小時(shí)，那么用兩塊串聯(lián)會(huì)變成24V（20AH）其中安時(shí)沒(méi)有增加，但持續(xù)時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一倍，所以容量此時(shí)應(yīng)考慮為電池所容納的功，而不能單純考慮為安時(shí)。
W（功）=P（功率）*T（時(shí)間）=I（電流）*U（電壓）*T（時(shí)間）
這樣討論電池容量才有實(shí)際意義，必須實(shí)事求是，否則可能出現(xiàn)一塊手機(jī)電池還比電瓶車(chē)電池容量大的說(shuō)法，這顯然不科學(xué)。
電瓶
蓄電池計(jì)算方法一
蓄電池的容量必須是以所定的電壓、所定的時(shí)間可向負(fù)載提供的容量。 以下就容量計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。 1、 計(jì)算容量的必要條件 A、 放電電流 有必要明確放電過(guò)程中的增減變化和其隨時(shí)間變化情況。 B、 放電時(shí)間 可預(yù)期的負(fù)載的最大時(shí)間。 C、 最低蓄電池溫度 預(yù)先推定蓄電池放置場(chǎng)所的溫度條件，決定蓄電池溫度最低值。一般設(shè)置在室內(nèi)時(shí)為50C，設(shè)置在特別室內(nèi)時(shí)為-50C。用空調(diào)保證室內(nèi)溫度時(shí)按實(shí)際溫度作為最低溫度。 D、 允許的最低電壓 單格允許的最低電壓（V/單格）=（負(fù)載所允許的最低電壓+導(dǎo)線的電壓損失）/串聯(lián)格數(shù) 2、 容量的計(jì)算公式 C= 1*[K1I1+K2（I2-I1）、、、KN（IN-IN-1）]/L C：250C的額定放電率換算容量（AH）、、UXL電池是10HR容量。 L：對(duì)因維護(hù)系數(shù)、使用年數(shù)、使用條件的變化而引起的容量變化而使用 的修正值。一般L值采用0.8。 K：由放電時(shí)間T、電池的最低使用溫度、允許的最低電壓而決定的容量 換算時(shí)間。 I： 放電電流 下標(biāo)1、2、、、、N：按放電電流變化順序依次加給T、K、I 3、 容量的計(jì)算舉例 A、 放電電流 140A（一定） B、 放電時(shí)間 30分 C、 最低蓄電池溫度 -550C D、 允許的最低電壓 1.6V/單格 按上述條件，從圖-11得出K=1.1 C= 1 X1.1X140=192（AH/10HR）/0.8 所以，可使用UXL220-2。 注：上述例子是針對(duì)放電電流一定的簡(jiǎn)單的負(fù)載類(lèi)型電池容量的計(jì)算。其他負(fù)載類(lèi)型的計(jì)算請(qǐng)參考日本蓄電池工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[SBA6001]。
蓄電池計(jì)算方法二
對(duì)于109Ah塊/kVA設(shè)計(jì)壽命10年的UPS電池容量的算法
使用時(shí)按下列公式計(jì)算:所需電池容量(Ah)= UPS容量（KVA）×109（Ah.塊）/KVA/每組電池塊數(shù)例如:一臺(tái)120kVA的UPS,每組電池32塊,要求后備時(shí)間60min(即1h)。則所需電池容量為120kVA×109Ah塊/kVA=13080Ah塊,13080Ah塊/32塊=409(Ah),即可選12V,100Ah電池4組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間不足60min(欠缺一點(diǎn))。如果每組33塊,則13080/33=396Ah,同樣可選12V、100Ah電池4組(33塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)60min(超出一點(diǎn))。如果要求后備時(shí)間為30min,則109×120=13080Ah塊,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。由于電池的放電功率與放電時(shí)間不是線性的,即不能只簡(jiǎn)單除以2,還需乘以修正系數(shù),見(jiàn)表1,因此205×1.23=252Ah。即可選12V、65Ah電池4組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)30min(超出一點(diǎn))。如果要求后備時(shí)間20min,則409/3=136Ah,還需乘以修正系數(shù)，136×1.41=192Ah,即可選12V、65Ah電池3組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)20min(超出一點(diǎn))。
繼2018年7月我國(guó)新能源汽車(chē)外資股比限制取消后，新能源汽車(chē)核心部件動(dòng)力電池的外資來(lái)華門(mén)檻，或迎來(lái)進(jìn)一步掃除。2月1日，國(guó)家發(fā)展改革委、商務(wù)部會(huì)同有關(guān)方面開(kāi)展了《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》、《中西部地區(qū)外商投資優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)目錄》修訂工作，并在合并兩個(gè)目錄基礎(chǔ)上形成了新的《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄（征求意見(jiàn)稿）》。
這是征求意見(jiàn)稿自1995年首次頒布以來(lái)，著手的第8次修訂。事實(shí)上，自1995年起，每隔三四年，中國(guó)政府都會(huì)頒布一份更新的《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》，以及時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要調(diào)整外商投資產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)方向。
經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者梳理發(fā)現(xiàn)，與此前的2017修訂版相比，此次的征求意見(jiàn)稿在動(dòng)力電池領(lǐng)域的筆墨和條款大幅增加，不僅首次鼓勵(lì)外商投資氫燃料電池生產(chǎn)存儲(chǔ)及液化，還明確鼓勵(lì)外商在動(dòng)力電池、燃料電池、智能汽車(chē)等關(guān)鍵零部件及其相關(guān)產(chǎn)品的投資。相關(guān)條款也從2017年修訂版的8項(xiàng)增至2019年征求意見(jiàn)稿的13項(xiàng)。“之前政府給了幾年的保護(hù)期，如今放開(kāi)是大勢(shì)所趨。應(yīng)看到，此時(shí)放開(kāi)或?qū)?duì)國(guó)內(nèi)中小型動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)帶來(lái)較大沖擊，新一輪行業(yè)洗牌在所難免。”中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟一位不愿具名的專家向經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者分析。
五大新增看點(diǎn)
此輪征求意見(jiàn)稿中，五大新增亮點(diǎn)頗受關(guān)注。不僅涵蓋近期勢(shì)頭正旺的氫燃料生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、液化，還涉及動(dòng)力電池、燃料電池、智能汽車(chē)等關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)。
在征求意見(jiàn)稿的第51條中，鼓勵(lì)外資在“氫燃料生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、液化”的意見(jiàn)赫然在列。此條出臺(tái)的背景是，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化的第一個(gè)高潮，前科技部部長(zhǎng)、現(xiàn)任全國(guó)政協(xié)副主席、致公黨中央主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼，近期不僅在《人民日?qǐng)?bào)》公開(kāi)發(fā)表署名文章，亦在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)等多個(gè)場(chǎng)合，協(xié)同數(shù)十位專家學(xué)者為氫燃料發(fā)展站臺(tái)呼吁。
不過(guò)，也應(yīng)看到，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈整體較薄弱，在制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫等環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)與國(guó)外仍有明顯差距。而外資在氫燃料電池領(lǐng)域的涌入，或?qū)⒅?guó)內(nèi)企業(yè)加快解決上述難題。1月18日，美國(guó)汽車(chē)制造商羅恩汽車(chē)集團(tuán)對(duì)外宣稱，已于2018年11月1日簽署兩項(xiàng)協(xié)議，將在中國(guó)建立起生產(chǎn)、銷(xiāo)售和開(kāi)發(fā)燃料電池汽車(chē)的三方合資公司，這意味著，由外資控股成立的中國(guó)首家氫燃料電池汽車(chē)合資公司呼之欲出。
動(dòng)力電池、燃料電池、智能汽車(chē)等關(guān)鍵零部件的投資，亦首次出現(xiàn)在征求意見(jiàn)稿中，并明確鼓勵(lì)外資在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域進(jìn)行投資，亦表明政府意欲引入“鯰魚(yú)”，以加快國(guó)內(nèi)企業(yè)在新能源汽車(chē)、智能汽車(chē)核心及前瞻技術(shù)領(lǐng)域的投資和競(jìng)爭(zhēng)力提升。
此前，瑞銀分析師對(duì)特斯拉/松下、LG化學(xué)、三星SDI以及寧德時(shí)代4家主流動(dòng)力電池企業(yè)的鋰離子電池進(jìn)行拆解分析，結(jié)果顯示，松下21700型圓柱形鋰離子電池成本為111美元/kWh，LG化學(xué)公司成本為148美元/kWh，三星SDI和寧德時(shí)代的成本均超過(guò)150美元/kWh，寧德時(shí)代最貴。
行業(yè)研究機(jī)構(gòu)高工鋰電也表示，目前國(guó)外已經(jīng)普遍使用鎳鈷鋁(NCA)材料，國(guó)內(nèi)主流的電池企業(yè)還停留在鎳鈷錳(NCM)材料532、622、811等產(chǎn)品型號(hào)。無(wú)論是材料還是價(jià)格，國(guó)外企業(yè)都更加豐富和低廉。而在補(bǔ)貼政策完全退坡，外資全面入華之后，動(dòng)力電池領(lǐng)域的外資和本土企業(yè)的較量也將逐漸展開(kāi)。
在征求意見(jiàn)稿中的第262條，鼓勵(lì)外資參與“鈉鹽電池”的意見(jiàn)亦首次出現(xiàn)。據(jù)了解，相對(duì)鋰離子電池和鉛蓄電池，鈉鹽電池具有安全可靠、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好特性等優(yōu)勢(shì)，可為電網(wǎng)儲(chǔ)能、通訊基站以及高能效汽車(chē)等大型混合動(dòng)力或純電動(dòng)交通工具提供解決方案。根據(jù)國(guó)內(nèi)專業(yè)媒體的報(bào)道，國(guó)內(nèi)首款鈉鹽電池即將在超威下線。
值得一提的是，除上述三項(xiàng)新增看點(diǎn)外，鼓勵(lì)外商投資進(jìn)入鋰電池正負(fù)極材料、熱管理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的內(nèi)容，也首次出現(xiàn)在此輪《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》征求意見(jiàn)稿中。
新一輪洗牌
外商投資門(mén)檻趨松，一旦放開(kāi)，會(huì)否引發(fā)國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)新一輪洗牌？多位受訪專家和企業(yè)人士，給出了肯定的答案。
在羅蘭貝格總監(jiān)時(shí)帥看來(lái)，未來(lái)動(dòng)力電池領(lǐng)域的格局必將是“頭部企業(yè)將持續(xù)做強(qiáng)做大，中部企業(yè)積極提升利用率和產(chǎn)品性能質(zhì)量，尾部企業(yè)則將逐步被整合淘汰出局”。他認(rèn)為，政府一直是鼓勵(lì)多元發(fā)展的，未來(lái)會(huì)更加注重結(jié)果指標(biāo)而非單純的技術(shù)指標(biāo)。“受行業(yè)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過(guò)剩、三角債拖累企業(yè)資金壓力、企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)積極性退熱等影響，2018年動(dòng)力電池企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏整體放緩，擴(kuò)充企業(yè)數(shù)量減少。”高工產(chǎn)研鋰電研究院所長(zhǎng)高小兵分析。規(guī)模龐大的企業(yè)數(shù)量并非行業(yè)良性健康發(fā)展的標(biāo)志，隨著大量社會(huì)資本的退潮，動(dòng)力電池企業(yè)終究逃不過(guò)“數(shù)量驟減”的命運(yùn)。
2016年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)數(shù)量出現(xiàn)峰值，主要原因是當(dāng)年動(dòng)力電池需求增速超過(guò)80%，但產(chǎn)能卻嚴(yán)重不足，供不應(yīng)求的市場(chǎng)局面推動(dòng)動(dòng)力電池的毛利率高達(dá)35%以上。而從2017下半年開(kāi)始，新能源汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始彌漫著補(bǔ)貼退坡的危機(jī)感，行業(yè)技術(shù)門(mén)檻隨之提高，新能源客車(chē)及專用車(chē)發(fā)展低于預(yù)期、上游原材料不斷漲價(jià)，以及下游主機(jī)廠大幅壓價(jià)等連鎖反應(yīng)開(kāi)始傳導(dǎo)，隨之，電池企業(yè)退出車(chē)用動(dòng)力電池領(lǐng)域的現(xiàn)象開(kāi)始不斷出現(xiàn)，而這一趨勢(shì)在剛過(guò)去的2018年表現(xiàn)得更為明顯。
來(lái)自中汽協(xié)的最新數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)動(dòng)力電池規(guī)劃和在建項(xiàng)目較2017年明顯減少，盲目擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目大幅減少。2018年實(shí)現(xiàn)配套的動(dòng)力電池企業(yè)數(shù)量較2016年減少了一半，同時(shí)排名前10位的企業(yè)市場(chǎng)占比達(dá)到了83%，意味著產(chǎn)業(yè)集中度大幅提升。“也應(yīng)看到，部分新增產(chǎn)能同質(zhì)化嚴(yán)重，低端產(chǎn)能大量閑置，高端產(chǎn)能供不應(yīng)求，還不能充分滿足新能源汽車(chē)市場(chǎng)快速發(fā)展的需要。”在1月17日舉行的中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟2018年度會(huì)議上，工信部副部長(zhǎng)辛國(guó)斌指出。在其看來(lái)，美國(guó)制定了動(dòng)力電池單體能量密度500Wh/kg的目標(biāo)，日本計(jì)劃2020年研發(fā)出單體電池能量密度達(dá)500Wh/kg下一代新型動(dòng)力電池研發(fā)，歐洲計(jì)劃2030年本土生產(chǎn)的動(dòng)力電池占全球30%，韓國(guó)三星、LG、SK等三家企業(yè)聯(lián)合建立基金加速固態(tài)電池、鋰金屬電池和鋰硫電池等技術(shù)的商業(yè)化，世界主要汽車(chē)強(qiáng)國(guó)在新一代高比能量動(dòng)力電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面都正積極布局，未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加激烈。
值得關(guān)注的是，自2018年6月12日起，新能源汽車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始“斷崖式”下降，對(duì)動(dòng)力電池行業(yè)的價(jià)格行情也造成了直接影響。對(duì)此，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張雨分析，“整車(chē)廠要求電池廠家降低價(jià)格，而上游鈷等原材料價(jià)格持續(xù)上漲，導(dǎo)致電池生產(chǎn)成本增加，電池企業(yè)利潤(rùn)被嚴(yán)重壓縮。”
不過(guò)，對(duì)于外資企業(yè)能否順利分羹中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)，也有受訪者呈悲觀態(tài)度。“中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)不夠大，加之燃料電池商業(yè)化運(yùn)營(yíng)為時(shí)尚早，市場(chǎng)不會(huì)一時(shí)間快速起來(lái)。因此即便放開(kāi)，一些外資廠商也未必愿意進(jìn)來(lái)。”中銀電新一位不愿具名的分析師向經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者表示。
