台达蓄电池补给方式上,充电模式与换电模式之争由来已久,换电模式一直处于下风的主要技术原因就是电池标准化的问题。以内燃机车为参照,充电模式就是加油,换电模式就是用一个装满油(电)的油箱(电池)来换掉一个空油桶(没电的电池),换电模式的提出是为了解决电动汽车充电时间长、电池续航能力的问题,其实质是希望以一种高效率的物理变化来取代低效率的电化学变化。但是,因为电池不像油桶那样只是一个容器那么简单,如果单单只是电池,不管方形还是圆形的电芯,都可以组装成成系列的标准电池模组(若干电芯并联成一串电池,若干串电池串接成一个电池模组),换电就不存在技术障碍。恰恰相反,电池是需要和电池管理系统(BMS)协同工作的,两者的关系密不可分。
BMS是电动汽车的核心技术之一,国内的BMS产品大部分是集中式的,也有小部分高端的做成分布式的。那么,是不是只要BMS是标准的,电池模组做成系列标准的,换电就没有技术问题了呢?我们一个一个分析。
要说明的是,以下分析首先是单纯从BMS与电池连接的技术实现角度考量,不涉及车型设计、电池组空间等其他因素,目标是保证同材料的电池组可以互换,换电只完成电池的更换、新电池组与BMS的连接动作。(BMS与车一体,不可拆换。)已知条件是假设电池模组是一个标准系列的,比如说三元锂200AH的电池模组系列分别有4串、8串、12串。
先看集中式管理系统。这是将所有采集单体电压和温度的单元全部集中在一块BMS板上,BMS与电池组之间只有线缆连接。其优点是相对而言比较简单,成本较低,由于采集在同一块板上,之间的通信也简化了。缺点是单体采样的线束比较长,导致采样导线的设计较为复杂,长线和短线在均衡的时候导致额外的电压压降;整个包的线束数量很多,排布也比较麻烦一些,整块BMS所能支持的高的通道也是有限的。
EPS应急电源为应用逆变技术,采取CPU控制、数字化电路、高集成度电子元件生产出的高科技环保型产品,其主要由逆变器、辅助电源、整流蓄电池、控制器等组成,为一、二级负荷和特别重要用电设备及消防设施、应急照明等提供第二或第三电源。EPS维护简单,可无人值守,可以消防联动,自动操作,也可实现远程或楼宇智能监控且其启动时间0.1S,大大小于柴油发电机组的启动时间,总投资与柴油发电机组相近。
EPS应急电源的一般工作原理:当市电输入正常,继电器常开触点闭合,市电经充电器对蓄电池智能充电。市电中断或异常时,控制器启动蓄电池或逆变器,同时控制继电器的常开触点闭合,电池的直流经过变频器或逆变器变换为交流电供给负载。本机采用IGBT器件及SPWM逆变技术和先进的智能CPU控制,结构简单,性能可靠,正弦波稳压稳频输出,自动切换,可消防联动,主要适用于疏散照明、事故照明及水泵、风机等。本公司提供集中供电的应急供电电源,安装方式可分为挂式,嵌装和落地式,应急时间一般为90分钟。
EPS应急电源规格很多,按输入方式可分为单相220V和三相380V;按输出方式可分为单相、三相及单、三相混合输出;安装形式有落地式、壁挂式和嵌墙式三种;容量有从0.5KW到800KW各个级别;按服务对象可分为动力负载和应急照明两种;其备用时间一般有90-120分钟,如有特殊要求还可按设计要求配置备用时间。因此EPS应急电源能满足一般工程中的需要。
而使用柴油发电机就需要考虑很多的问题。在设计柴油发电机房的时候,需要考虑一系列的问题:柴油发电机房的大小,机组的运输通道,进、排风口及烟道的设置,另外还须请环保公司对柴油发电机房进行专门的环保设计,以使其产生噪声及排放的烟气达到要求。而且在做消防设计时,因为柴油发电机组的存在,须增加 CO2气体灭火系统。因此,每次在设计柴油发电机组时,都得反复协调,既要考虑建筑的美观,又要满足柴油发电机组运行的要求。