Силовые модули в зарядных устройствах постоянного тока: почему они модульные

Два зарядных устройства постоянного тока имеют одинаковый рейтинг на этикетке и ведут себя по-разному на объекте. Один обеспечивает плавную доставку по всему автомобилю, который требует. Другой перепрыгивает между большими блоками, оставляет грузоспособность холостым ходом и обслуживает второй вагон хуже первого. Разница обычно заключается не в общей мощности, а в том, как она строится и делится.

Единицей построения является модуль питания. Понимание того, что он делает, где он эффективен и сколько таких устройств находится за каждым соединителем, объясняет большую часть поведения, которое технический лист обобщает в одном числе.

что делает Power Module

Модуль — это автономный конвертер. Он берёт трёхфазный переменный ток из распределения шкафа, корректирует входной ток, чтобы питание получало чистую нагрузку, затем выпрямляется в шину постоянного тока, а затем преобразует эту шину в напряжение и ток, которые требует автомобиль. Он несёт собственный контур управления, свой путь охлаждения и собственную защиту.

Модули проводятся параллельно на стороне постоянного тока. Их выходы объединяются, поэтому номинал корпуса примерно равен количеству модулей, умноженному на номинал одного модуля. Эта арифметика проста, и именно на ней заканчиваются большинство сравнений закупок, что ошибочно: именно параллельная система создаёт как гибкость, так и связанные с этим ограничения

Сборка зарядного устройства из однократных одинаковых устройств даёт три практических преимущества. Проектирование повторяется, а не изобретается заново, поэтому квалификационные усилия распределяются между конфигурациями. Производительность увеличивается, потому что заменяют неисправный модуль, а не перерабатывают весь корпус. А сервис превращается в замену, а не на ремонт, что отличается от того, чтобы объект возвращался в эксплуатацию в тот же день, и ожиданием техника с паяльником.

кривая эффективности не плоска

Преобразователь имеет два типа потерь. Некоторые из них пропорциональны обрабатываемой мощности: потерям проводимости в полупроводниках и меди. Другие примерно фиксируются при работе устройства: потери на переключениях, управляющая электроника, вентиляторы и вспомогательные источники питания. При небольшой нагрузке доминирует фиксированная деталь, поэтому эффективность низкая. По мере роста нагрузки фиксированная деталь распределяется на большую мощность, и эффективность растёт. При почти полной нагрузке потери проводимости начинают доминировать, и кривая выравнивается или опускается.

В результате лучшая рабочая точка находится где-то посередине диапазона, а не в верхней части. Зарядное устройство, указанное на пиковом уровне эффективности, указывается в точке нагрузки, через которую реальная сессия может проходить кратко или вовсе не

Модульная конструкция позволяет управлять этим. Вместо того чтобы запускать все модули при небольшой нагрузке во время медленной сессии, контроллер может подключать меньше модулей ближе к эффективному диапазону и оставлять остальные в простое. Это одна из причин, почему модульный корпус может превзойти один крупный преобразователь по реальному энергопотреблению, несмотря на то, что у него больше компонентов.

Это также означает, что показатель эффективности зависит от способа отправки шкафа, а не только от аппаратного обеспечения. Два блока с одинаковыми модулями и разной логикой диспетчеризации показывают разное потребление в течение месяца смешанных сессий.

почему подсчет модулей задаёт наименьший шаг мощности

Модули можно переключать, но они неделимы. Если каждый модуль вносит фиксированное значение, то выход может принимать только значения, кратные этой величине, плюс частичное возможность, которую сам модуль предлагает при низком выходе.

Это самый маленький шаг мощности, и это самостоятельная спецификация. Шкаф с четырьмя большими модулями не может обслуживать автомобиль, требующий чуть больше одного модуля, не включив целый второй модуль и не ограничив его. Дополнительная вместимость существует, но в данный момент не может быть продана никому другому.

Если ступень мала, ёмкость распределяется тонко, а меньше — stranding. Если ступень большая, корпус ведёт себя хорошо на полном уровне и плохо в середине. Блок мощностью 120 или 180 кВт, который переключается по шагам 30 кВт, или хаб, распределяющий по шагам 40 кВт, описывает именно это свойство — не общий номинал, а разрешение, с которым можно делить сумму.

Central Dispet vs Fixed per connector

В фиксированной схеме каждый разъём владеет набором модулей. Автомобиль с одним разъёмом имеет жёсткий потолок и не может одолжить из пустой кабинки. Это легко обсудить и легко сертифицировать, и это теряет мощности, когда спрос неравномерен.

В центральной структуре все модули расположены за общей шиной, а контроллер распределяет питание на разъёмы в зависимости от сессий. Одиночный автомобиль может вместить почти весь корпус; Два автомобиля делят её согласно политике. зарядный хаб построен таким образом, при этом хост-шкаф хранит конвертацию, а терминалы черпают из

Политика важнее, чем топология. Честное разделение даёт обеим машинам половину и может оставить почти полную мощность, которую машина больше не может принять. Политика следования спросу даёт каждому автомобилю то, что он требует, пока резерв не закончится, а затем распределяет оставшуюся сумму. Первый вариант проще объяснить водителю; второй обеспечивает больше энергии в час с того же оборудования

что на самом деле покупает избыточность N+

Термин часто трактуется как означающий, что корпус может потерять модуль и при этом выдать номинальную мощность. Такое понимание неверно. Избыточность означает, что корпус может потерять модуль и продолжить работу при сниженной мощности, а не выключаться.

Что покупает — это доступность, а не вместимость. Участок с модулями N+1 остаётся открытым при отказе одного модуля; Сайт без этого теряет шкаф, пока не появится замена. Для автомагистрали, где закрытая стоянка — это заголовок, эта сделка стоит того, чтобы за это платить. Для депо, где сессии можно перенести на ночь, это часто не так.

Значение также зависит от второго фактора: можно ли заменить модуль в реальном времени. Возможность горячей замены превращает сбой в задачу технического обслуживания без прерывания сервиса. Модуль, требующий отключения шкафа, превращает избыточность в запланированный отключение, что гораздо меньше преимущество, чем подразумевается на метке.

сравнение двух единиц одинаковой номинальной мощности

Шесть вопросов разделяют два кабинета с одинаковым номером заголовка

Сколько модулей и с каким рейтингом каждый? Какой минимальный шаг мощности может выделить контроллер? Пул делится между разъёмами или фиксирован для каждого разъёма, и какая политика регулирует разделение? Показатель эффективности поступает из середины диапазона нагрузки или сверху? Можно ли заменить модуль, не выводя из строя шкаф? А когда один модуль выходит, какой выход остаётся?

Эти ответы гораздо лучше предсказывают поведение на объекте, чем номинальная мощность, которая является лишь верхней границей. 120 и 180 kW публикуют конфигурацию модулей и шаг переключения именно для этого сравнения, и те же показатели стоит запросить у любого поставщика, оцениваемого вместе с ними.

Вот почему одна и та же фигура топ-лайн может работать так по-разному как на загруженном магазине, так и в тихом складе. Магазин заботится о ступени, потому что вместимость нужно перераспределять каждые несколько минут. Депо заботится о ночной энергии, где более грубый шаг стоит недорого. Ни то, ни другое не ошибочно; Они задают разные вопросы по одной и той же спецификации.

Практический способ проверить предложенную конфигурацию — моделировать самый загруженный час, а не средний день. Возьмите количество автомобилей, ожидаемых в этот час, энергию, необходимую каждому, и время пребывания. Если политика распределения и размер шага могут служить им, не оставляя модули в простое во время формирования очереди, конфигурация будет надёжной. Если нет, добавление общей мощности не решает проблему, потому что ограничение — это разрешение, а не вместимость. Диапазон комбинаций корпуса и терминалов представлен следующим образом: быстрые зарядные станции.