ReVolt Holdings 公司的電源解決方案採用 Vicor 電源轉換器，能够提供清潔、可移動且永不斷電的電力

電影行業歷來將“便利性”置於“可持續性”之上，使用可擕式柴油發電機為現代電影製作所需的龐大供電系統供電。 這些基於內燃機的發電設備如今在好萊塢製片中極為普遍，從數碼攝像機、巨型燈陣到先進的運動控制設備及生活營地設施等，無不依賴其供電。

然而，這種依賴正對環境造成日益嚴重的危害。 《時代》雜誌指出，一個大型電影製片場的二氧化碳排放量，相當於 650 戶美國家庭一年的碳排放總量。 這一驚人的數字促使人們徹底反思娛樂行業的發電方式。

在接受《電力電子新聞》獨家專訪時，ReVolt Holdings 公司創始人兼首席執行官 JD Schwalm 分享了他們所開發的顛覆性技術。 這項技術正徹底改變電影行業為本地及外景片場供電的傳統模式。

對零碳排放電源解決方案的迫切需求

傳統柴油發電機的雜訊和污染問題，早已不止是環保問題。 一臺 10 千瓦柴油發電機產生的背景雜訊約為 75 分貝，相當於一臺吹葉機的雜訊水准； 而其二氧化碳排放量相當於一輛汽油車在 12 小時內行駛 225 英里（約362 公里）。

由於雜訊和空氣污染，發電機必須放置在距離拍攝現場 1000 英尺（約 300 米）以外。 這不僅需要鋪設大量電纜，還新增了材料成本、電纜輸電損耗以及耗費人力的安裝過程。

ReVolt 的移動電源架構

ReVolt 提出了一項創新構想：將整個電影拍攝現場轉變為可搭載在移動平臺上的直流微電網。 JD Schwalm 於 2020 年創立公司後，迅速與亞馬遜米高梅影業、蘋果影業、索尼影業、華納兄弟探索公司及其旗下 HBO 等頂級娛樂巨頭建立了合作關係。

ReVolt 的移動電源平臺提供多種規格，以滿足不同規模的拍攝需求。 小型 WeVolt（圖 1）的儲能容量為 17.5 千瓦時，持續輸出功率為 14 千瓦，其效能可媲美家用發電機，適用於特定吊裝場景。

Mule 平臺（圖 2）遠比其他平臺龐大沉重，其重達 8500 磅，儲能容量為 210 千瓦時，並支持以 480V、208V、240V 和 110V 四種不同電壓持續輸出 120 千瓦電力。

這種靈活的輸出設計使您能够靈活調配這些拖車式發電機——它們原本就是外景地及攝影棚後勤區的主要電力基礎設施。

持續電力合成技術的創新

ReVolt 技術的重大創新在於其獨有的能力：在為不斷變化的負載持續供電的同時實現同步充放電。這解决了電池供電系統長期面臨的一個根本難題。

傳統柴油發電機只要持續加油，理論上可不間斷運行，而電池系統則無法做到這一點。ReVolt 於 2024 年獲得了兩項解决此問題的專利，另有三項專利申請正在審批中。

當被問及在截然不同的負載情况下，如何通過拓撲結構和控制機制實現這種雙向功率流動時，Schwalm 表示：“我們的電池管理系統持續監測電池單元參數。”一個大型 DC 電池組為多臺並聯運行的逆變器供電，形成一個交流微電網。 這些逆變器為負載提供穩定的電網級三相輸出功率。 另一組由獨立電池組供電的並聯逆變器，具備相同的控制功能，既分攤負載，同時也從外部電源取電，為電池組充電。

該系統配備多層級先進監測功能。Schwalm 解釋道：“每臺逆變器即時監測 DC 母線電壓和電流，以及三相 AC 負載的電壓、電流、相位角及功率因數。一個獨立的模組化電能表分別量測每相的輸出電壓、電流和相位角，以及中性線的電流。 而一個定制設計的能源管理系統（EMS）通過 CAN 母線、Modbus 和以太網，對每個部件進行監控。”

確保供電品質

輸送到精密電影拍攝設備的電力品質是一項至關重要的性能指標。 柴油發電機輸出的“髒電”天然存在不穩定的問題，這意味著在連接數位燈光控制器和運動控制系統之前，需要額外配備電源過濾設備。 而 ReVolt 的電池供電架構可生成具有穩定電壓特性的純正弦波形，因此不再需要這些電源調節措施。

Schwalm 表示：“我們採用三相濾波模組來抵禦負載諧波。”這指的是用於濾波和控制輸出、使其在負載變化時保持穩定的方法。 該系統能够監測三相線路連接不平衡、中性線電流過高或功率因數過低等情况，並在其接近臨界狀態時向操作人員發出預警。

Schwalm 繼續道：“我們的能源管理系統採用閉環電壓控制，根據負載情况訓示逆變器調整電壓。”這確保了電壓不會出現驟降或驟升，這些波動由快速 PID 控制算法處理。”

採用模組化設計的高密度功率轉換

Vicor 的高密度功率轉換模組使 ReVolt 能够將其 800 伏牽引電池架構適配到電影拍攝設備所需的各種電壓。 該系統採用 BCM ® 母線轉換器、DCM™  隔離轉換器和 PRM™  穩壓器，將電力從高壓直流骨幹分配至受到精密控制的低壓電源軌。

BCM4414 模組（圖 3）負責電壓轉換的第一級，它將 800V 電池連結轉換並隔離為一個可在48V 電壓下提供 35A 電流的配電母線。 所有這些功能都集成在一個小巧的 VIA™ 封裝模組（4.35 × 1.4 × 0.37 英寸）內，其功率密度高達 770W/in³。 該模組還充當 48V 域的電池模擬器，使 ReVolt 能够在不影響負載瞬態回應速度的前提下減輕輔助電池的重量。

下游的 DCM 模組負責處理 24V 負載，而 PRM 非隔離升降壓穩壓器則以接近 96% 的效率在終端使用點創建電壓設定值，從而大幅降低散熱需求。

當被問及 Vicor 模組相較於其他方案的具體優勢時，Schwalm 表示：“客戶支援以及 Vicor 技術電氣工程團隊的協助對我們幫助極大。 “這些器件因其高效率和緊湊尺寸而展現出明顯優勢。他補充道：”我們不需要並聯運行這些設備，而是採用串聯方式。 我們的散熱管理技術能確保這些單元保持低溫運行。 “

熱管理考量

要在極熱或極寒的室外環境（例如沙漠直射陽光）下發揮電力系統的全部潜力，就需要採用先進的散熱管理技術。ReVolt 自主研發的電池模組採用最利於散熱的蜂窩式佈局。Schwalm 表示：“我們通過特定的電芯排布方式自製電池模組，並利用調速風扇陣列提供的強制風冷實現最佳散熱效果。氣流被引導通過每個電池組件中定制設計的通道。”

他補充道：“熱監控系統包含多個溫度區域。我們密切監測電芯內部、逆變器、功率級以及 Mule 平臺本身的溫度。 操作人員可以通過手機或我們的網路門戶實时查看系統的關鍵運行名額，實現全天候監控。 即使在酷熱沙漠的烈日直射下，該系統也能滿負荷運行。 “Schwalm 強調，即使在最惡劣的環境下，該系統也能保持其額定效能。

電池類型

基於實際運營經驗和供應鏈情况，ReVolt 對電化學儲能技術的選擇歷經演變。 該公司最初採用鎳錳鈷（NMC）化學成分製造鋰離子電池，後來轉為磷酸鐵鋰（LFP）配方。Schwalm 表示：“我們最初使用鋰離子 NMC 化學成分並取得了出色成果，但因供應鏈和採購環節的問題，我們轉而採用磷酸鐵鋰。磷酸鐵鋰在熱管理和使用壽命方面表現更佳。 "

這種模組化系統架構使得快速定位和更換故障部件變得簡便。 他表示：“我們採用模組化系統架構，能源管理系統就可以輕鬆定位故障或效能异常的模組。所有系統核心部件均設計為可輕鬆插拔、維修或更換，從而實現極短的停機時間。”

展望未來的技術進步，Schwalm 表示：“借助 ReVolt 租賃計畫，我們能够隨時將新一代固態電池等前沿技術引入現役平臺，保持技術領先。”

聲學效能

ReVolt 電池電力平臺與傳統柴油發電機在雜訊水准上的顯著差异，徹底改變了現場設備的佈局方式。由於 ReVolt 設備僅產生類似“電腦風扇”的輕微聲響，它們可以直接放置在用電設備旁邊； 而柴油發電機組則需放置在約一個足球場遠的距離，才能將其 75 分貝的輸出雜訊隔絕在錄音環境之外。這種近距離供電方式大幅减少了電纜基礎設施用量、電阻損耗、連接器數量以及系統安裝所需人力，同時顯著提升了整體系統運行效能。

電影製作場景以外的應用

ReVolt 的首個商業化應用雖聚焦於電影製片領域，但其便攜、清潔、持續供電的覈心優勢適用於更多場景。

該公司已在自然灾害應對、建築工地、醫療設施和現場活動等領域看到發展機遇。隨著全球對電氣化和永續發電的日益重視，ReVolt 的模組化架構技術正好處於多個高速增長細分市場的交匯點。這有望徹底改變眾多行業的移動供電模式，同時大幅降低碳排放與環境影響。