Μονάδες ισχύος σε φορτιστές DC: Γιατί είναι αρθρωτές

Δύο φορτιστές DC φέρουν την ίδια βαθμολογία στην ετικέτα και συμπεριφέρονται διαφορετικά στο εργοτάξιο. Το ένα παραδίδει ομαλά σε όλη τη γκάμα που ζητά ένα όχημα. Το άλλο πηδά ανάμεσα σε μεγάλα μπλοκ, αφήνει τη χωρητικότητα σε αδράνεια και εξυπηρετεί το δεύτερο αυτοκίνητο χειρότερα από το πρώτο. Η διαφορά συνήθως δεν είναι η συνολική ισχύς, αλλά ο τρόπος με τον οποίο αυτή η εξουσία χτίζεται και διαιρείται.

Η μονάδα κατασκευής είναι η μονάδα ισχύος. Η κατανόηση του τι κάνει, πού είναι αποτελεσματικό και πόσα από αυτά βρίσκονται πίσω από κάθε σύνδεσμο εξηγεί το μεγαλύτερο μέρος της συμπεριφοράς που συνοψίζει ένα φύλλο δεδομένων σε έναν μόνο αριθμό.

Τι κάνει μια μονάδα ισχύος

Μια μονάδα είναι ένας αυτόνομος μετατροπέας. Παίρνει τριφασικό AC από τη διανομή του ντουλαπιού, διορθώνει το ρεύμα εισόδου ώστε η παροχή να έχει καθαρό φορτίο, διορθώνεται σε δίαυλο DC και στη συνέχεια μετατρέπει αυτόν τον δίαυλο στην τάση και το ρεύμα που ζητά το όχημα. Φέρει τον δικό του βρόχο ελέγχου, τη δική του διαδρομή ψύξης και τη δική του προστασία.

Οι μονάδες είναι καλωδιωμένες παράλληλα στην πλευρά DC. Οι έξοδοί τους συνδυάζονται, επομένως η βαθμολογία ενός ντουλαπιού είναι περίπου ο αριθμός των μονάδων πολλαπλασιασμένος με τη βαθμολογία ενός. Αυτή η αριθμητική είναι απλή, και είναι επίσης εκεί που σταματούν οι περισσότερες συγκρίσεις προμηθειών, κάτι που είναι λάθος: η παράλληλη διάταξη είναι αυτή που δημιουργεί τόσο την ευελιξία όσο και τους περιορισμούς που ακολουθούν.

Η κατασκευή ενός φορτιστή από επαναλαμβανόμενες πανομοιότυπες μονάδες φέρνει τρία πρακτικά οφέλη. Η προσπάθεια σχεδιασμού επαναλαμβάνεται αντί να επανεφευρίσκεται, επομένως η προσπάθεια πιστοποίησης μοιράζεται σε όλες τις διαμορφώσεις. Η απόδοση κατασκευής βελτιώνεται επειδή αντικαθίσταται μια ελαττωματική μονάδα αντί να ξαναδουλεύεται ολόκληρο το ντουλάπι. Και το σέρβις γίνεται ανταλλαγή και όχι επισκευή, που είναι η διαφορά μεταξύ ενός ιστότοπου που επιστρέφει σε λειτουργία την ίδια μέρα και περιμένει έναν τεχνικό με κολλητήρι.

Η καμπύλη απόδοσης δεν είναι επίπεδη

Ένας μετατροπέας έχει δύο είδη απώλειας. Μερικά είναι ανάλογα με την ισχύ που επεξεργάζεται: απώλειες αγωγιμότητας σε ημιαγωγούς και χαλκό. Άλλα διορθώνονται κατά προσέγγιση κάθε φορά που λειτουργεί η μονάδα: απώλειες μεταγωγής, ηλεκτρονικά ελέγχου, ανεμιστήρες και βοηθητικές προμήθειες. Σε ελαφρύ φορτίο κυριαρχεί το σταθερό μέρος, επομένως η απόδοση είναι κακή. Καθώς το φορτίο αυξάνεται, το σταθερό μέρος κατανέμεται σε περισσότερη απόδοση και η απόδοση αυξάνεται. Σχεδόν πλήρες φορτίο, οι απώλειες αγωγιμότητας αρχίζουν να κυριαρχούν και η καμπύλη ισοπεδώνεται ή γυρίζει προς τα κάτω.

Η συνέπεια είναι ότι το καλύτερο σημείο λειτουργίας βρίσκεται κάπου στη μέση του εύρους, όχι στην κορυφή. Ένας φορτιστής που αναφέρεται στη μέγιστη τιμή απόδοσης αναφέρεται σε ένα σημείο φόρτωσης από το οποίο μια πραγματική συνεδρία μπορεί να περάσει για λίγο ή καθόλου.

Η αρθρωτή κατασκευή δίνει έναν τρόπο διαχείρισης αυτού. Αντί να εκτελεί όλες τις μονάδες με ελαφρύ φορτίο κατά τη διάρκεια μιας αργής συνεδρίας, ο ελεγκτής μπορεί να τρέξει λιγότερες από αυτές πιο κοντά στην αποτελεσματική ζώνη τους και να αφήσει τις υπόλοιπες σε αδράνεια. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο ένα αρθρωτό ντουλάπι μπορεί να νικήσει έναν μόνο μεγάλο μετατροπέα στην πραγματική χρήση ενέργειας, παρά το γεγονός ότι έχει περισσότερα εξαρτήματα συνολικά.

Σημαίνει επίσης ότι ο αριθμός απόδοσης εξαρτάται από τον τρόπο αποστολής του ντουλαπιού, όχι μόνο από το υλικό. Δύο μονάδες με πανομοιότυπες ενότητες και διαφορετική λογική κατανομής παρουσιάζουν διαφορετική κατανάλωση σε διάστημα ενός μήνα μικτών συνεδριών.

Γιατί ο αριθμός μονάδων ορίζει το μικρότερο βήμα ισχύος

Οι μονάδες μπορούν να εναλλάσσονται και να απενεργοποιούνται, αλλά είναι αδιαίρετες. Εάν κάθε ενότητα συνεισφέρει ένα σταθερό ποσό, τότε η έξοδος μπορεί να λάβει μόνο τιμές που είναι πολλαπλάσια αυτού του ποσού, συν οποιαδήποτε μερική ικανότητα προσφέρει η ίδια η μονάδα σε χαμηλή απόδοση.

Αυτό είναι το μικρότερο βήμα ισχύος και είναι μια προδιαγραφή από μόνη της. Ένα ντουλάπι με τέσσερις μεγάλες μονάδες δεν μπορεί να εξυπηρετήσει ένα όχημα που ζητά λίγο μεγαλύτερη από μία μονάδα χωρίς να αλλάξει μια ολόκληρη δεύτερη μονάδα και στη συνέχεια να την στραγγαλίσει. Η επιπλέον χωρητικότητα υπάρχει αλλά δεν μπορεί να πωληθεί σε κανέναν άλλο εκείνη τη στιγμή.

Όπου το βήμα είναι μικρό, η χωρητικότητα κατανέμεται με ακρίβεια και λιγότερη καθυστέρηση. Όπου το βήμα είναι μεγάλο, το ντουλάπι συμπεριφέρεται καλά σε πλήρη απόδοση και άσχημα στη μέση. Μια μονάδα 120 ή 180 kW που αλλάζει σε βήματα των 30 kW ή ένας διανομέας που εκχωρεί σε βήματα των 40 kW, περιγράφει ακριβώς αυτήν την ιδιότητα — όχι τη συνολική βαθμολογία, αλλά την ανάλυση στην οποία μπορεί να διαιρεθεί το σύνολο.

Central Dispatch vs Fixed Per-Connector

Σε μια σταθερή διάταξη, κάθε σύνδεσμος κατέχει ένα σύνολο μονάδων. Ένα αυτοκίνητο σε έναν σύνδεσμο έχει σκληρή οροφή και δεν μπορεί να δανειστεί από έναν πάγκο που είναι άδειος. Αυτό είναι απλό στη λογική και απλό στην πιστοποίηση, και σπαταλά χωρητικότητα όποτε η ζήτηση είναι άνιση.

Σε μια κεντρική διάταξη όλες οι μονάδες βρίσκονται πίσω από έναν κοινό δίαυλο και ο ελεγκτής εκχωρεί ισχύ στις υποδοχές όπως απαιτούν οι συνεδρίες. Ένα μοναχικό όχημα μπορεί να σχεδιάσει σχεδόν ολόκληρο το ντουλάπι. Δύο οχήματα το χωρίζουν σύμφωνα με μια πολιτική. Το Ο κεντρικός υπολογιστής διανομέα φόρτισης είναι κατασκευασμένος με αυτόν τον τρόπο, με το ντουλάπι του κεντρικού υπολογιστή να κρατά τη μετατροπή και τα τερματικά να αντλούν από αυτό.

Η πολιτική έχει μεγαλύτερη σημασία από την τοπολογία. Ένας δίκαιος διαχωρισμός δίνει και στα δύο αυτοκίνητα το μισό και μπορεί να αφήσει ένα σχεδόν γεμάτο αυτοκίνητο να κρατά ισχύ που δεν μπορεί πλέον να δεχτεί. Μια πολιτική που ακολουθεί τη ζήτηση δίνει σε κάθε αυτοκίνητο αυτό που ζητά μέχρι να τελειώσει η πισίνα και στη συνέχεια κατανέμει το υπόλοιπο. Το πρώτο είναι πιο εύκολο να εξηγηθεί σε έναν οδηγό. Το δεύτερο παρέχει περισσότερη ενέργεια ανά ώρα από το ίδιο υλικό.

Τι αγοράζει πραγματικά ο πλεονασμός N+1

Ο όρος συχνά διαβάζεται ότι σημαίνει ότι το ντουλάπι μπορεί να χάσει μια μονάδα και να εξακολουθεί να αποδίδει την ονομαστική του ισχύ. Αυτή η ανάγνωση είναι λάθος. Ο πλεονασμός σημαίνει ότι το ντουλάπι μπορεί να χάσει μια μονάδα και να συνεχίσει να λειτουργεί, με μειωμένη απόδοση, αντί να κλείσει.

Αυτό που αγοράζει είναι διαθεσιμότητα, όχι χωρητικότητα. Μια τοποθεσία με μονάδες N+1 παραμένει ανοιχτή λόγω βλάβης μιας μονάδας. Ένας ιστότοπος χωρίς αυτό χάνει το ντουλάπι μέχρι να φτάσει ένας αντικαταστάτης. Για μια τοποθεσία αυτοκινητόδρομου όπου ένας κλειστός πάγκος είναι τίτλος, αυτό το εμπόριο αξίζει να πληρώσετε. Για μια αποθήκη όπου οι συνεδρίες μπορούν να επαναπρογραμματιστούν κατά τη διάρκεια της νύχτας, συχνά δεν είναι.

Η τιμή εξαρτάται και από έναν δεύτερο παράγοντα: αν η ενότητα μπορεί να αντικατασταθεί ζωντανά. Η δυνατότητα αντιμετάθεσης εν ώρα λειτουργίας μετατρέπει μια βλάβη σε εργασία συντήρησης χωρίς διακοπή της υπηρεσίας. Μια μονάδα που απαιτεί το κλείσιμο του ντουλαπιού μετατρέπει τον πλεονασμό σε προγραμματισμένη διακοπή λειτουργίας, κάτι που είναι πολύ μικρότερο όφελος από ό,τι υπονοεί η ετικέτα.

Σύγκριση δύο μονάδων της ίδιας ονομαστικής ισχύος

Έξι ερωτήσεις χωρίζουν δύο ντουλάπια που μοιράζονται έναν αριθμό επικεφαλίδας.

Πόσες ενότητες και σε ποια βαθμολογία η καθεμία; Ποιο είναι το μικρότερο βήμα ισχύος που μπορεί να διαθέσει ο ελεγκτής; Ο χώρος συγκέντρωσης είναι κοινόχρηστος μεταξύ των συνδέσεων ή σταθερός ανά σύνδεση και ποια πολιτική διέπει τον διαχωρισμό; Ο αριθμός απόδοσης προέρχεται από τη μέση του εύρους φορτίου ή από την κορυφή; Μπορεί να αντικατασταθεί μια μονάδα χωρίς να τεθεί εκτός λειτουργίας το ντουλάπι; Και όταν μια μονάδα είναι εκτός, τι έξοδος απομένει;

Αυτές οι απαντήσεις προβλέπουν τη συμπεριφορά στο χώρο πολύ καλύτερα από την ονομαστική ισχύ, η οποία είναι μόνο ένα ανώτερο όριο. Το Οι μονάδες 120 και 180 kW δημοσιεύουν τη διαμόρφωση της μονάδας και το βήμα μεταγωγής για αυτήν ακριβώς τη σύγκριση, και τα ίδια στοιχεία αξίζει να ζητηθούν από οποιονδήποτε προμηθευτή αξιολογείται μαζί τους.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ίδια φιγούρα κορυφαίας γραμμής μπορεί να έχει τόσο διαφορετική απόδοση μεταξύ ενός πολυσύχναστου καταστήματος λιανικής και μιας ήσυχης αποθήκης. Ο ιστότοπος λιανικής ενδιαφέρεται για το βήμα, επειδή η χωρητικότητα πρέπει να εκχωρείται εκ νέου κάθε λίγα λεπτά. Η αποθήκη νοιάζεται για την ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας, όπου ένα πιο χοντρό βήμα κοστίζει λίγο. Κανένα από τα δύο δεν είναι λάθος. Κάνουν διαφορετικές ερωτήσεις της ίδιας προδιαγραφής.

Ένας πρακτικός τρόπος για να δοκιμάσετε μια προτεινόμενη διαμόρφωση είναι να μοντελοποιήσετε την ώρα με τη μεγαλύτερη κίνηση και όχι τη μέση ημέρα. Πάρτε τον αριθμό των οχημάτων που αναμένονται εκείνη την ώρα, την ενέργεια που χρειάζεται το καθένα και τον χρόνο παραμονής του καθενός. Εάν η πολιτική κατανομής και το μέγεθος του βήματος μπορούν να τα εξυπηρετήσουν χωρίς να αφήσουν τις λειτουργικές μονάδες αδρανείς κατά τη δημιουργία μιας ουράς, η ρύθμιση παραμέτρων είναι σωστή. Εάν όχι, η προσθήκη συνολικής ισχύος δεν το διορθώνει, επειδή ο περιορισμός είναι η ανάλυση και όχι η χωρητικότητα. Η γκάμα των συνδυασμών ντουλαπιών και ακροδεκτών ορίζεται στο σταθμοί γρήγορης φόρτισης.