备用电池

备用电池续航时间是如何计算的

备用电池的续航时间等于其可用能量除以所供电的负载 — 而额定容量中并非每一千瓦时都能实际使用，因为放电深度和逆变器转换都会各自占用一部分。 选择您想计算现有电池能持续多久，还是需要多大容量的电池才能达到目标续航时间，输入您的负载和电池的实际降额系数，此计算器将双向给出答案。

这与 发电机选型计算器 计算器不同，后者确定的是燃油发电机的持续功率容量（运行负载加上最大的电机启动浪涌），而不是电池存储的能量及其持续时间。

需要考虑的关键因素

• 电池逆变器有自己的浪涌额定值，与持续输出功率是分开的。 与发电机类似，为电机驱动的电器（冰箱压缩机、深井泵）供电时，启动瞬间的功率消耗会远高于其稳定运行功率。本计算器的续航时间计算假设的是稳定的平均负载——请确认您电池系统逆变器的浪涌额定值确实能覆盖您设备的启动功率，而不只是其持续负载。
• 在多日断电期间，太阳能补充充电能使实际续航时间远超单次放电周期。 如果电池与太阳能板配套使用，在长时间断电期间，它可以在每个白天时段部分补充电量——本计算器的公式模拟的是一次持续放电，而不是白天不断补充电量的系统，因此在有日照的多日断电情况下，实际的备用时长可能明显长于单纯的续航数字所示。
• 电池容量会随系统使用年限逐渐衰减，与任何锂电池一样。使用数年后系统的实际可用容量通常会低于其原始额定规格——如果您知道自己的系统已经明显老化，值得使用一个打了折扣的容量数值来估算。
• 极端温度会降低电池的实际表现。 安装在没有温控的车库或室外机箱中的电池，在非常炎热或寒冷的条件下，提供的可用容量可能会低于其额定规格所假设的水平。

如何解读结果

此计算器返回的续航时间是电池在稳定恒定负载下的理论放电时间——这是一个有用的规划数字，但现实中的停电很少以如此均匀的方式耗电。冰箱压缩机的间歇启停、供暖风机的启动，或使用微波炉几分钟，都会产生远高于您输入的平均功率的短暂峰值，因此您实际体验到的续航时间通常会略低于计算值，而不是完全一致。请将此数字视为一个合理的规划估算，而不是一个保证准确的倒计时——如果希望估算更贴近实际情况，建议采用较小的”仅关键负载”平均功率数字，而不是您家的全部潜在用电量。

在反向求解目标续航时间时，此计算器返回的容量数字是在理想的稳定负载条件下您所需的最小电池容量。适当放大该数字——就像电工在布线时会为电路预留余量而不是刚好按最低要求布线一样——可以为现实中的负载峰值、已使用一两年后有所老化的电池，或持续时间超出最初计划的停电提供余地。

常见错误

• 使用电池的完整额定容量而不是其可用容量。 标注为”13.5 千瓦时”的电池实际上并不能向您的电器提供 13.5 千瓦时的电力——放电深度限制和逆变器转换损耗都会在这些能量到达插座之前实际扣除一部分。忽略这两个降额因素是备用电池估算过于乐观的最常见原因。
• 按照全屋潜在用电量而不是实际关键负载电路来确定容量。 大多数住宅备用电池系统只为专用的关键电路子配电盘供电，而不是整个房屋——将整个家庭的全部电力容量（或整个断路器盘）用作”负载”会严重高估电池在停电期间实际需要支撑的用电量。
• 忽略电器的启动浪涌，误以为平均功率就是全部情况。 冰箱或深井泵的运行功率可能不大，但压缩机或电机启动瞬间的功耗可能是运行功率的数倍——即使按平均负载计算出的续航时间看起来很宽裕，电池的逆变器也需要足够的浪涌容量来应对这一瞬间峰值。
• 认为某一厂家的放电深度或逆变器效率放之四海而皆准。 这些数值实际上会因电池化学成分和逆变器型号而有很大差异——铅酸电池通常只能安全放电到约额定容量的 50% 以保护其使用寿命，而许多锂电池系统可以放电得深得多。请使用您所用系统自身公布的数值，而不是假设一个通用的默认值。

计算公式

$$\vC{\text{可用能量 (Wh)}} = \vA{\text{电池容量 (kWh)}} \times 1000 \times \vD{\text{放电深度 \%}} \times \vE{\text{逆变器效率 \%}}$$ $$\vF{\text{续航时间 (小时)}} = \frac{\vC{\text{可用能量 (Wh)}}}{\vB{\text{负载 (W)}}}$$

将同一公式反向求解，即可得出达到目标续航时间所需的电池容量。

示例计算

一块 13.5 千瓦时 的电池为 3000 瓦 的负载供电，放电深度为 90%，逆变器效率为 90%：

1. 可用能量：$\vA{13.5} \times 1000 \times \vD{0.90} \times \vE{0.90} = \vC{10,935} \text{ Wh}$。
2. 续航时间：$\vC{10,935} \div \vB{3,000} \approx \vF{3.65} \text{ 小时}$。

反过来求解 — 以相同的 90%/90% 降额系数为 1500 瓦 的负载供电 8 小时 — 大约需要 14.8 千瓦时 的额定电池容量。

值得了解

锂电池系统存在一种真实且有据可查的安全风险，称为热失控（thermal runaway）——即受损、过度充电或存在制造缺陷的电芯内部发生连锁反应，产热速度超过散热速度，可能导致火灾。这正是通过 UL 认证的家用电池系统都配备专用电池管理电子设备以防止此类情况的原因，也是许多司法辖区要求系统按照 NFPA 855（美国固定式储能系统标准）及当地消防规范安装的原因——包括适当的通风、与生活区域保持距离，在某些地区还需要通知消防部门。这些都不会改变上面的续航时间计算，但在决定将备用电池安装在家中何处之前，了解这些是有益的：请务必使用合格且持证的安装人员，切勿为了获得更多额定容量而禁用或绕过电池自身的保护电子设备。