Moduli snage u DC punjačima: Zašto su modularni

Dva DC punjača imaju istu oznaku na etiketi i ponašaju se drugačije na lokaciji. Jedan se glatko isporučuje kroz cijeli asortiman koji vozilo traži. Drugi skače između velikih blokova, ostavlja kapacitet u praznom hodu i lošije služi drugom vagonu od prvog. Razlika obično nije u ukupnoj snazi, već u načinu na koji se ta moć gradi i dijeli.

Jedinica konstrukcije je modul snage. Razumijevanje što radi, gdje je učinkovit i koliko ih se nalazi iza svakog konektora objašnjava većinu ponašanja koje datasheet sažima u jednom broju.

Što radi modul za napajanje

Modul je samostalni pretvarač. Uzima trofaznu izmjeničnu struju iz distribucije ormarića, ispravlja ulaznu struju tako da napajanje vidi čisto opterećenje, ispravlja na DC sabirnicu, a zatim tu sabirnicu pretvara u napon i struju koju vozilo traži. Ima vlastitu kontrolnu petlju, vlastiti put hlađenja i vlastitu zaštitu.

Moduli su povezani paralelno na DC strani. Njihovi izlazi se zbrajaju, pa je ocjena ormarića otprilike broj modula pomnožen s ocjenom jedan. Ta je aritmetika jednostavna, i tu većina usporedbi nabave prestaje, što je pogreška: paralelni raspored stvara i fleksibilnost i ograničenja koja slijede.

Izrada punjača od ponavljajućih identičnih jedinica donosi tri praktične prednosti. Dizajnerski napor se ponavlja umjesto da se iznova izmišlja, pa se trud u kvalifikaciji dijeli između konfiguracija. Proizvodni prinos se poboljšava jer se zamijeni neispravan modul umjesto da se cijeli ormar prepravi. A servis postaje zamjena, a ne popravak, što je razlika između toga da se gradilište vrati u servis isti dan i čekanja tehničara s lemilicom.

Krivulja učinkovitosti nije ravna

Pretvarač ima dvije vrste gubitka. Neki su proporcionalni snazi koja se obrađuje: gubicima provodljivosti u poluvodičima i bakru. Ostali su otprilike fiksni kad uređaj radi: gubici na prekidačima, upravljačka elektronika, ventilatori i pomoćni izvori. Pri laganom opterećenju dominira fiksni dio, pa je učinkovitost loša. Kako opterećenje raste, fiksni dio se raspoređuje na veći izlaz, a učinkovitost raste. Pri punom opterećenju, gubici provodljivosti počinju dominirati i krivulja se spljoštava ili spušta

.

Posljedica je da se najbolja operativna točka nalazi negdje u sredini raspona, a ne na vrhu. Punjač naveden na vrhuncu učinkovitosti navodi se na točki opterećenja kroz koju stvarna sesija može proći kratko ili uopće.

Modularna konstrukcija omogućuje upravljanje ovim. Umjesto da svi moduli rade na laganom opterećenju tijekom spore sesije, kontroler može manje modula pokretati bliže njihovom učinkovitom opsegu, a ostale ostaviti neaktivnima. To je jedan od razloga zašto modularni ormar može nadmašiti jedan veliki pretvarač u stvarnoj potrošnji energije, unatoč ukupnoj većoj potrošnji komponenti.

Također znači da učinkovitost ovisi o načinu isporuke kabineta, a ne samo o hardveru. Dvije jedinice s identičnim modulima i različitom logikom dispečiranja pokazuju različitu potrošnju tijekom mjesec dana miješanih sesija.

Zašto broj modula određuje najmanji korak snage

Moduli se mogu uključivati i isključivati, ali su nedjeljivi. Ako svaki modul doprinosi fiksnim iznosom, tada izlaz može imati vrijednosti koje su višekratnici tog iznosa, plus djelomična sposobnost koju modul sam nudi pri niskom izlazu.

Ovo je najmanji korak snage i predstavlja specifikaciju za sebe. Ormar s četiri velika modula ne može poslužiti vozilu koje traži nešto više od jednog modula bez uključivanja cijelog drugog modula i njegovog usporavanja. Dodatni kapacitet postoji, ali se u tom trenutku ne može prodati nikome drugome.

Gdje je korak mali, kapacitet se dodjeljuje fino, a manje je upleteno. Gdje je korak velik, kabinet se ponaša dobro pri punom izlazu, a loše u sredini. Jedinica snage 120 ili 180 kW koja se prebacuje u koracima od 30 kW, ili hub koji dodjeljuje u koracima od 40 kW, opisuje upravo ovo svojstvo — ne ukupnu snagu, već rezoluciju s kojom se ukupna snaga može podijeliti.

Central Dispatch vs Fixed Per-Connector

U fiksnom rasporedu svaki konektor posjeduje skup modula. Auto na jednom konektoru ima tvrdi strop i ne može posuđivati iz prazne kabine. To je jednostavno razumjeti i lako certifikirati, a troši kapacitete kad je potražnja neujednačena.

U središnjem rasporedu svi moduli se nalaze iza zajedničke sabirnice, a kontroler dodjeljuje napajanje konektorima prema potrebama sesija. Jedno vozilo može nacrtati gotovo cijeli kabinet; Dva vozila dijele ga prema polici. punjenje hub host je izgrađen na ovaj način, s host kabinetom koji drži konverziju, a terminali iz njega crpe.

Politika je važnija od topologije. Poštena podjela daje oba automobila polovicu i može ostaviti gotovo pun automobil da drži snagu koju više ne može prihvatiti. Politika praćenja potražnje daje svakom automobilu ono što traži dok se fond ne potroši, a zatim se preostali broj raspoređuje. Prvo je lakše objasniti vozaču; Druga isporučuje više energije po satu iz istog hardvera.

Što N+1 redundancija zapravo kupuje

Pojam se često tumači kao da kućište može izgubiti modul, a ipak isporučiti svoju nazivnu snagu. To tumačenje je pogrešno. Redundancija znači da ormar može izgubiti modul i nastaviti raditi s manjom snagom, umjesto da se ugasi.

Ono što kupuje je dostupnost, a ne kapacitet. Lokacija s N+1 modula ostaje otvorena zbog kvara jednog modula; stranica bez nje gubi ormar dok ne stigne zamjena. Za lokaciju na autocesti gdje je zatvoreni štand glavna vijest, ta trgovina vrijedi platiti. Za depo gdje se termini mogu prebaciti tijekom noći, često nije tako.

Vrijednost ovisi i o drugom faktoru: može li se modul zamijeniti uživo. Mogućnost hot-swapa pretvara kvar u zadatak održavanja bez prekida usluge. Modul koji zahtijeva gašenje ormara pretvara redundanciju u planirani prekid rada, što je puno manja korist nego što oznaka sugerira.

Usporedba dviju jedinica iste nazivne snage

Šest pitanja razdvaja dva kabineta koja dijele naslovni broj.

Koliko modula i s kojom ocjenom svaki? Koji je najmanji korak snage koji kontroler može dodijeliti? Je li pool dijeljen između konektora ili fiksni po konektorima, i koja politika regulira podjelu? Dolazi li vrijednost učinkovitosti iz sredine raspona opterećenja ili s vrha? Je li modul zamjenjiv bez izvlačenja ormarića iz upotrebe? A kad jedan modul izađe, koji izlaz ostaje?

Ti odgovori predviđaju ponašanje na stranici daleko bolje od deklarirane snage, koja je samo gornja granica. 120 i 180 kW jedinice objavljuju svoju konfiguraciju modula i korak prebacivanja upravo za ovu usporedbu, a iste brojke vrijedi zatražiti od bilo kojeg dobavljača koji se procjenjuje uz njih.

Zato ista figura na vrhu može tako različito funkcionirati između prometne maloprodajne lokacije i mirnog depoa. Maloprodajna lokacija mari za taj korak, jer se kapacitet mora preraspoređivati svakih nekoliko minuta. Depo se brine o energiji preko noći, gdje grublji korak košta malo. Ni jedno nije pogrešno; Postavljaju različita pitanja iste specifikacije.

Praktičan način testiranja predložene konfiguracije je modelirati najprometniji sat, a ne prosječan dan. Uzmite broj vozila očekivanih u tom satu, energiju koju svako treba i vrijeme boravka. Ako politika alokacije i veličina koraka mogu poslužiti bez ostavljanja modula neaktivnima dok se formira red, konfiguracija je ispravna. Ako ne, dodavanje ukupne snage ne rješava problem, jer je ograničenje rezolucija, a ne kapacitet. Raspon kombinacija ormara i terminala prikazan je pod brze stanice za punjenje.