Napájecí moduly v DC nabíječích: Proč jsou modulární

Dvě DC nabíječky mají na štítku stejné hodnocení a na místě se chovají odlišně. Jeden doručuje hladce v celém rozsahu, o který vozidlo žádá. Druhý přeskakuje mezi velkými bloky, nechává kapacitu nevyužitou a slouží druhému vozu hůře než prvnímu. Rozdíl obvykle není v celkové síle, ale v tom, jak je tato síla postavena a rozdělena.

Jednotkou konstrukce je napájecí modul. Pochopení toho, co dělá, kde je efektivní a kolik z nich je za jednotlivými konektory, vysvětluje většinu chování, které datasheet shrnuje v jednom čísle.

Co dělá napájecí modul

Modul A je samostatný převodník. Odebírá třífázový střídavý proud z rozvodu skříňky, koriguje vstupní proud tak, aby napájení vidělo čistou zátěž, usměrní na stejnosměrnou sběrnici a poté tuto sběrnici převede na napětí a proud, které vozidlo požaduje. Nese vlastní řídicí smyčku, vlastní chladicí cestu a vlastní ochranu.

Moduly jsou zapojeny paralelně na straně DC. Jejich výstupy se sčítají, takže hodnocení skříně je přibližně počet modulů vynásobený hodnotou jedna. Tato aritmetika je jednoduchá a právě zde většina srovnání nákupů končí, což je chyba: paralelní uspořádání vytváří jak flexibilitu, tak i omezení, která z toho plynou.

Sestavení nabíječky z opakovaně stejných jednotek přináší tři praktické výhody. Návrhové úsilí se opakuje místo toho, aby se znovu vynalézalo, takže kvalifikační úsilí je sdíleno mezi konfiguracemi. Výrobní výtěžnost se zlepšuje, protože je vyměněn vadný modul místo kompletní přepracované skříně. A servis se stává výměnou místo opravy, což je rozdíl mezi tím, když se místo vrátí do provozu ještě ten den, a tím, když čeká na technika s páječkou.

Křivka efektivity není plochá

Převodník má dva druhy ztrát. Některé jsou úměrné zpracovávané síle: ztráty vodivosti v polovodičích a mědi. Jiné jsou zhruba fixované při provozu jednotky: ztráty v spínacím systému, řídicí elektronika, ventilátory a pomocné zdroje. Při nízkém zatížení dominuje pevná část, takže účinnost je špatná. S rostoucím zatížením se pevná část rozkládá na větší výkon a účinnost roste. Při téměř plném zatížení začínají převládat ztráty vedení a křivka se zplošťuje nebo klesá.

Důsledkem je, že nejlepší operační bod je někde uprostřed rozsahu, nikoli nahoře. Nabíječka s maximální účinností je uvedena na bodě zatížení, kterým může reálná relace projít jen krátce nebo vůbec.

Modulární konstrukce umožňuje tuto situaci spravovat. Místo toho, aby všechny moduly běžely při lehké zátěži během pomalé relace, může řadič provozovat méně modulů blíže k jejich efektivnímu pásmu a zbytek nechat nečinný. To je jeden z důvodů, proč modulární skříň může překonat jeden velký měnič v reálné spotřebě energie, přestože má celkem více komponentů.

To také znamená, že hodnota efektivity závisí na způsobu distribuce skříně, nejen na hardwaru. Dvě jednotky s identickými moduly a odlišnou logikou dispečeru ukazují odlišnou spotřebu během měsíce smíšených sezení.

Proč počet modulů určuje nejmenší krok výkonu

Moduly lze přepínat a zapínat, ale jsou nedělitelné. Pokud každý modul přispívá pevnou částkou, výstup může mít pouze hodnoty násobky této hodnoty plus částečnou schopnost, kterou modul sám nabízí při nízkém výstupu.

Toto je nejmenší krok síly a je to specifikace sama o sobě. Skříň se čtyřmi velkými moduly nemůže obsloužit vozidlo, které požaduje něco málo více než jeden modul, aniž by se zapnul celý druhý modul a pak ho zpomalil. Dodatečná kapacita existuje, ale v daném okamžiku ji nelze prodat nikomu jinému.

Kde je krok malý, kapacita je přidělena jemně a méně je strandováno. Když je krok velký, kabinet se chová dobře při plném výkonu a špatně uprostřed. Jednotka s výkonem 120 nebo 180 kW, která přepíná po krocích po 30 kW, nebo náboj, který přiděluje výkon po krocích po 40 kW, popisuje přesně tuto vlastnost — ne celkový výkon, ale rozlišení, s nímž lze celkový výkon

Central Dispatch vs Fixed Per-Connector

V pevném uspořádání každý konektor vlastní sadu modulů. Auto na jednom konektoru má tvrdý strop a nemůže si půjčit z prázdného stánku. To je snadné pochopit a snadno certifikovat, a plýtvá to kapacitou, kdykoli je poptávka nerovnoměrná.

V centrálním uspořádání jsou všechny moduly za společnou sběrnicí a řadič přiřazuje napájení konektorům podle potřeby relací. Jedno vozidlo může vytáhnout téměř celou skříň; Dvě vozidla si to rozdělují podle pojistky. Styl nabíjecí hub host je postaven tímto způsobem, přičemž hostitelská skříň obsahuje konverzní zařízení a terminály z něj čerpají.

Politika je důležitější než topologie. Spravedlivé rozdělení dává oběma vozům polovinu a může nechat téměř plné auto s výkonem, který už nedokáže přijmout. Politika sledování poptávky dává každému autu to, co požaduje, dokud nedojde zásoba, a pak přidělí zbytek. První je jednodušší vysvětlit řidiči; Druhý dodává více energie za hodinu ze stejného hardwaru.

Co N+1 redundance skutečně kupuje

Tento termín se často chápe tak, že skříň může přijít o modul a přesto dodat svůj jmenovitý výkon. To je špatné čtení. Redundance znamená, že skříň může modul ztratit a pokračovat v provozu s nižším výkonem, místo aby se vypnula.

Co kupuje, je dostupnost, nikoli kapacita. Lokalita s N+1 moduly zůstává otevřená i při selhání jednoho modulu; stránka bez ní přijde o skříň, dokud nepřijde náhrada. Na dálniční lokalitě, kde je uzavřený stánek hlavním tématem, stojí za to za to zaplatit. U depa, kde lze přesouvat tréninky přes noc, to často není možné.

Hodnota závisí také na druhém faktoru: zda lze modul vyměnit za živého. Schopnost hot-swap převádí selhání na údržbu bez přerušení služby. Modul, který vyžaduje vypnutí skříně, promění redundanci v plánovaný výpadek, což je mnohem menší přínos, než jak naznačuje štítek.

Porovnání dvou jednotek se stejným jmenovitým výkonem

Šest otázek odděluje dvě kabinety, které sdílejí číslo nadpisu.

Kolik modulů a s jakým hodnocením každý? Jaký je nejmenší krok výkonu, který může regulátor přidělit? Je pool sdílený mezi konektory, nebo pevně daný pro konektory, a jaká politika řídí rozdělení? Pochází hodnota účinnosti ze středu rozsahu zatížení, nebo z vrcholu? Je modul vyměnitelný, aniž bych musel vyřadit skříň ze služby? A když jeden modul vypadne, jaký výstup zůstane?

Tyto odpovědi předpovídají chování na webu mnohem lépe než udávaný výkon, který je pouze horní hranicí. Styl 120 a 180 kW jednotky zveřejňují konfiguraci modulů a přepínací krok právě pro toto porovnání, a stejné hodnoty stojí za to požádat u jakéhokoli dodavatele hodnoceného vedle nich.

Proto může stejná horní hodnota fungovat tak odlišně mezi rušným obchodem a klidným depotem. Maloobchodní místo se stará o tento krok, protože kapacita se musí každých pár minut přeřazovat. Sklad se stará o energii přes noc, kde hrubší krok stojí málo. Ani jedno není špatné; Ptají se na různé otázky se stejným specifikací.

Praktickým způsobem testování navrhované konfigurace je modelovat nejrušnější hodinu místo průměrného dne. Vezměte si počet vozidel očekávaných za danou hodinu, energii, kterou každé potřebuje, a dobu, po kterou zůstane. Pokud politika alokace a velikost kroku je dokážou obsloužit, aniž by moduly zůstaly nečinné během vzniku fronty, konfigurace je správná. Pokud ne, přidání celkového výkonu to nevyřeší, protože omezením je rozlišení, nikoli kapacita. Rozsah kombinací skříní a terminálů je uveden pod rychlé nabíjecí stanice.