Výkonové moduly v DC nabíjačkách: Prečo sú modulárne

Dve DC nabíjačky majú na štítku rovnaké hodnotenie a na mieste sa správajú inak. Jeden doručuje plynulo v celom rozsahu, ktorý vozidlo vyžaduje. Druhý preskakuje medzi veľkými blokmi, necháva kapacitu nevyužitú a slúži druhému vozňu horšie ako prvému. Rozdiel zvyčajne nie je v celkovej sile, ale v tom, ako je táto moc postavená a rozdelená.

Jednotkou konštrukcie je výkonný modul. Pochopenie toho, čo robí, kde je efektívny a koľko z nich sa nachádza za každým konektorom, vysvetľuje väčšinu správania, ktoré datasheet zhrňuje v jednom čísle.

Čo robí výkonný modul

Modul A je samostatný konvertor. Odoberá trojfázový striedavý prúd z rozvodu skrinky, koriguje vstupný prúd tak, aby zdroj videl čistú záťaž, urovná sa na jednosmernú zbernicu a potom túto zbernicu prevedie na napätie a prúd, ktoré vozidlo požaduje. Nesie vlastnú riadiacu slučku, vlastnú chladiacu cestu a vlastnú ochranu.

Moduly sú zapojené paralelne na DC strane. Ich výstupy sa skombinujú, takže hodnotenie skrinky je približne počet modulov vynásobený hodnotením jedna. Táto aritmetika je jednoduchá a práve tu väčšina porovnávaní obstarávania končí, čo je chyba: paralelné usporiadanie vytvára flexibilitu aj obmedzenia, ktoré z toho vyplývajú.

Stavba nabíjačky z opakovane rovnakých jednotiek prináša tri praktické výhody. Návrhové úsilie sa opakuje namiesto toho, aby sa znovu vynaliezalo, takže kvalifikačné úsilie sa zdieľa medzi konfiguráciami. Výťažnosť výroby sa zlepšuje, pretože sa vymení chybný modul namiesto celej skrinky prerobenej. A servis sa stáva výmenou namiesto opravy, čo je rozdiel medzi tým, keď sa miesto vráti do prevádzky v ten istý deň, a tým, že čaká na technika s spájkovačkou.

Krivka efektivity nie je plochá

Konvertor má dva druhy strát. Niektoré sú úmerné výkonu, ktorý sa spracováva: straty vodivosti v polovodičoch a medi. Iné sú približne fixované vždy, keď jednotka beží: straty v prepínaní, riadiaca elektronika, ventilátory a pomocné zdroje. Pri ľahkom zaťažení dominuje pevná časť, takže účinnosť je nízka. Ako zaťaženie rastie, pevná časť sa rozkladá na väčší výstup a účinnosť rastie. Pri takmer plnej záťaži začnú dominovať straty vedenia a krivka sa sploští alebo klesá.

Dôsledkom je, že najlepší operačný bod je niekde v strede rozsahu, nie hore. Nabíjačka s maximálnou hodnotou účinnosti je uvádzaná v bode zaťaženia, ktorým môže reálna relácia prejsť len krátko alebo vôbec.

Modulárna konštrukcia poskytuje spôsob, ako to spravovať. Namiesto toho, aby všetky moduly bežali pri ľahkej záťaži počas pomalej relácie, môže kontrolér spustiť menej modulov bližšie k ich efektívnemu pásmu a ostatné nechať nečinné. To je jeden z dôvodov, prečo modulárna skrinka dokáže prekonať jeden veľký menič v reálnej spotrebe energie, aj keď má celkovo viac komponentov.

To tiež znamená, že hodnota efektivity závisí od spôsobu, akým je kabinet odoslaný, nielen od hardvéru. Dve jednotky s identickými modulmi a odlišnou dispečerskou logikou ukazujú odlišnú spotrebu počas mesiaca zmiešaných relácií.

Prečo počet modulov určuje najmenší krok výkonu

Moduly je možné prepínať, ale sú nedeliteľné. Ak každý modul prispieva pevnou sumou, výstup môže nadobudnúť hodnoty len násobky tejto hodnoty plus čiastočnú schopnosť, ktorú modul sám ponúka pri nízkom výstupe.

Toto je najmenší krok výkonu a je to špecifikácia sama o sebe. Skrinka so štyrmi veľkými modulmi nemôže obslúžiť vozidlo, ktoré žiada o niečo viac ako jeden modul, bez toho, aby sa zapnul celý druhý modul a potom ho obmedzil. Dodatočná kapacita existuje, ale momentálne ju nemožno predať nikomu inému.

Kde je krok malý, kapacita sa prideľuje jemne a menej je strandovaných. Kde je krok veľký, skrinka sa správa dobre pri plnom výkone a zle v strede. Jednotka s výkonom 120 alebo 180 kW, ktorá prepína po krokoch po 30 kW, alebo náboj, ktorý prideľuje výkon po 40 kW, popisuje presne túto vlastnosť — nie celkové hodnotenie, ale rozlíšenie, s akým môže byť celkový výkon rozdelený.

Central Dispatch vs Fixed Per-Connector

V pevnom usporiadaní každý konektor vlastní sadu modulov. Auto na jednom konektore má tvrdý strop a nemôže si požičať z prázdnej kabínky. Je to jednoduché pochopiť a jednoducho certifikovať, a plytvá kapacitou vždy, keď je dopyt nerovnomerný.

V centrálnom usporiadaní sú všetky moduly za spoločnou zbernicou a kontrolér priraďuje napájanie konektorom podľa potreby relácií. Jedno vozidlo dokáže nakresliť takmer celú skrinku; Dve vozidlá si to rozdeľujú podľa poistky. Štýl nabíjací hub hostiteľ je takto postavený, pričom hostiteľská skrinka obsahuje konverznú a terminály z nej čerpajú.

Politika je dôležitejšia než topológia. Spravodlivé rozdelenie dáva obom autám polovicu a môže nechať takmer plné auto držať výkon, ktorý už nedokáže prijať. Politika sledovania dopytu dáva každému autu to, čo požaduje, až kým sa zásoba nevyčerpá, a potom pridelí zvyšok. Prvú je jednoduchšie vysvetliť vodičovi; Druhý dodáva viac energie za hodinu z toho istého hardvéru.

Čo N+1 redundancia naozaj kupuje

Termín sa často číta tak, že skrinka môže stratiť modul a stále dodať svoj menovitý výkon. Tento výklad je nesprávny. Redundancia znamená, že skrinka môže stratiť modul a pokračovať v prevádzke s nižším výkonom, namiesto toho, aby sa vypínala.

Čo kupuje, je dostupnosť, nie kapacita. Lokalita s N+1 modulmi zostáva otvorená aj pri zlyhaní jedného modulu; stránka bez nej stratí skrinku, kým nepríde náhrada. Pre diaľničnú lokalitu, kde je uzavretý stánok v hlavnej téme, sa za tento obchod oplatí zaplatiť. V depe, kde sa sedenia dajú preplánovať počas noci, to často nie je možné.

Hodnota závisí aj od druhého faktora: či je možné modul naživo vymeniť. Schopnosť hot-swap premieňa poruchu na údržbovú úlohu bez prerušenia služby. Modul, ktorý vyžaduje vypnutie skrinky, premení redundanciu na plánovaný výpadok, čo je oveľa menší prínos, než naznačuje označenie.

Porovnanie dvoch jednotiek s rovnakým menovitým výkonom

Šesť otázok oddeľuje dve kabinety, ktoré zdieľajú číslo nadpisu.

Koľko modulov a s akým hodnotením každý? Aký je najmenší výkonový krok, ktorý ovládač dokáže prideliť? Je pool zdieľaný medzi konektormi alebo pevne fixovaný na každý konektor a aká politika upravuje rozdelenie? Pochádza hodnota efektivity zo stredu rozsahu zaťaženia alebo z vrchu? Je modul vymeniteľný bez vyradenia skrinky z prevádzky? A keď je jeden modul vonku, aký výstup zostáva?

Tieto odpovede predpovedajú správanie na stránke oveľa lepšie než udávaný výkon, ktorý je len hornou hranicou. Štýl 120 a 180 kW jednotky zverejňujú svoju konfiguráciu modulov a prepínací krok presne pre toto porovnanie, a rovnaké údaje stojí za to požiadať od akéhokoľvek dodávateľa hodnoteného vedľa nich.

Preto môže rovnaká horná hodnota fungovať tak odlišne medzi rušným obchodom a tichým depom. Maloobchodné miesto dbá na tento krok, pretože kapacita sa musí každých pár minút prerozdeľovať. Sklad sa stará o energiu cez noc, kde hrubší krok stojí málo. Ani jedno nie je zlé; Kladú rôzne otázky rovnakého typu.

Praktickým spôsobom testovania navrhovanej konfigurácie je modelovať najrušnejšiu hodinu namiesto priemerného dňa. Vezmite si počet vozidiel očakávaných v danej hodine, energiu, ktorú každé potrebuje, a čas, ktorý každý zostáva. Ak politika alokácie a veľkosť kroku dokážu ich obsluhovať bez toho, aby moduly zostali nečinné počas tvorby fronty, konfigurácia je správna. Ak nie, pridanie celkového výkonu to nevyrieši, pretože obmedzením je rozlíšenie, nie kapacita. Rozsah kombinácií skrinky a terminálov je uvedený v štýle rýchle nabíjacie stanice.