Τι αποτυγχάνει πρώτα σε έναν φορτιστή EV: Τέσσερα αδύναμα σημεία

Ρωτήστε έναν χειριστή ποια μέρη ενός φορτιστή σπάνε και η απάντηση σπάνια είναι μια λίστα. Είναι μια ιστορία για ένα σημείο όπου οι ανεμιστήρες έφραξαν, ένα άλλο όπου συγκολλήθηκε ένας επαφέας και ένα τρίτο όπου ο σύνδεσμος δεν ασφαλίζει. Κάτω από αυτές τις ιστορίες υπάρχει μια συνεπής σειρά, επειδή τα μέρη που αποτυγχάνουν πρώτα είναι τα μέρη των οποίων το άγχος συσσωρεύεται πιο γρήγορα.

Αυτή η σειρά αξίζει να γνωρίζουμε για δύο διαφορετικούς λόγους. Για έναν χειριστή προβλέπει τι πρέπει να επιθεωρήσει και τι να διατηρήσει σε απόθεμα. Για έναν αγοραστή αποκαλύπτει σχεδιαστικές αποφάσεις που διαφορετικά είναι αόρατες: πού πηγαίνει η θερμότητα, πόσο συχνά λειτουργεί ο επαφέας και εάν τα εξαρτήματα που φθείρονται μπορούν να αντικατασταθούν από μόνα τους.

Γιατί η σειρά αποτυχίας είναι προβλέψιμη

Τα εξαρτήματα αποτυγχάνουν μέσω διαφορετικών μηχανισμών και κάθε μηχανισμός έχει το δικό του ρολόι. Κάποιοι φθείρονται με τη θερμοκρασία, άλλοι με κύκλους λειτουργίας, άλλοι με μηχανικό χειρισμό και άλλοι απλά με το χρόνο λειτουργίας ανεξάρτητα από το φορτίο.

Ο φορτιστής είναι ένα μηχάνημα που περνά το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του περιμένοντας και ένα μικρό μέρος του δουλεύοντας σκληρά. Τα μέρη που καταπονούνται από την αναμονή - πυκνωτές που διατηρούνται σε θερμοκρασία, τσιμούχες εκτεθειμένες στον ήλιο, ηλεκτρονικά που λειτουργούν στο ρελαντί - γερνούν συνεχώς. Τα εξαρτήματα που καταπονούνται από την εργασία - επαφές, ημιαγωγοί, ακίδες σύνδεσης - γερνούν σε εκρήξεις. Όποιο ρολόι τελειώσει πρώτο καθορίζει το ιστορικό σέρβις αυτού του μοντέλου.

Στην πράξη το πρώτο ρολόι που τελειώνει είναι συνήθως θερμικό και τα μέρη που είναι πιο ευαίσθητα σε αυτό είναι αυτά που κρατούν ενέργεια.

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές και θερμοκρασία

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αποθηκεύουν ενέργεια στο δίαυλο DC και εξομαλύνουν τον κυματισμό που παράγουν τα στάδια μετατροπής. Μέσα τους, ένας υγρός ηλεκτρολύτης διαφεύγει αργά ή υποβαθμίζεται και η χωρητικότητα του εξαρτήματος πέφτει ενώ αυξάνεται η εσωτερική του αντίσταση. Η διαδικασία επιταχύνεται με τη θερμοκρασία, και το κάνει απότομα και όχι απαλά: μια μέτρια αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας μειώνει τη διάρκεια ζωής κατά μεγάλο παράγοντα.

Η θερμοκρασία που έχει σημασία είναι αυτή στον πυκνωτή, όχι αυτή στην πρόγνωση καιρού. Μέσα σε ένα ντουλάπι, ο αέρας μπορεί να είναι πολύ πιο ζεστός από ό,τι έξω, και μέσα σε μια μονάδα είναι ακόμα πιο ζεστός. Μια μονάδα με κακή διαδρομή αέρα μπορεί να τρέξει τους πυκνωτές της πολύ πάνω από το περιβάλλον ακόμα και όταν η τοποθεσία φαίνεται δροσερή.

Εδώ είναι που η αρχιτεκτονική του ντουλαπιού γίνεται αγοραστικό. Ο διαχωρισμός του θαλάμου ελέγχου από τις μονάδες ισχύος κρατά τα ευαίσθητα στη θερμότητα ηλεκτρονικά μακριά από τον πιο ζεστό αέρα και διατηρεί επίσης τα δύο λειτουργικά ανεξάρτητα. Οι μονάδες αυτής της κατηγορίας συχνά τοποθετούν τον ελεγκτή και τη βαθμίδα ισχύος σε ξεχωριστά διαμερίσματα για αυτόν ακριβώς τον λόγο. Η διάταξη είναι ορατή στη διάταξη και αξίζει να ρωτήσετε πότε δύο προϊόντα φαίνονται κατά τα άλλα ισοδύναμα.

Το πρώιμο σύμπτωμα δεν είναι αποτυχία. Είναι ένας φορτιστής που φτάνει στην ονομαστική του έξοδο πιο αργά ή που αρχίζει να περιορίζει την απόδοση τα ζεστά απογεύματα ενώ συμπεριφέρεται κανονικά το πρωί.

Ανεμιστήρες, φίλτρα και ροή αέρα

Οι ανεμιστήρες αποτυγχάνουν με δύο τρόπους και οι δύο είναι σταδιακοί. Το ρουλεμάν φθείρεται, έτσι ο ανεμιστήρας περιστρέφεται πιο αργά ή γίνεται θορυβώδης. Και το φίλτρο εισαγωγής φορτώνει με σκόνη, γύρη και άμμο δρόμου, έτσι ώστε λιγότερος αέρας να κινείται για την ίδια ταχύτητα ανεμιστήρα.

Κανένα από τα δύο δεν εμφανίζεται ως κωδικός σφάλματος. Και τα δύο εμφανίζονται ως θερμοκρασία, η οποία εμφανίζεται ως μείωση, η οποία εμφανίζεται ως παράπονο για αργή φόρτιση το καλοκαίρι. Η αλυσίδα είναι αρκετά μακριά ώστε ο ανεμιστήρας να είναι σπάνια ύποπτος.

Αυτό είναι το επιχείρημα για την αντιμετώπιση των φίλτρων ως προγραμματισμένο στοιχείο και όχι ως επισκευή. Ένα φίλτρο που αντικαθίσταται σε ένα ημερολόγιο κοστίζει λίγο. Ένα φίλτρο που αφήνεται μέχρι να χαλάσει το ντουλάπι έχει ήδη μειώσει τη διάρκεια ζωής κάθε πυκνωτή κατάντη του. Οι τοποθεσίες διαφέρουν πάρα πολύ ως προς το πόσο γρήγορα συμβαίνει αυτό: μια παράκτια ή βιομηχανική τοποθεσία φορτώνει ένα φίλτρο πολύ πιο γρήγορα από έναν καθαρό προαστιακό χώρο στάθμευσης αυτοκινήτων και ένα διάστημα συντήρησης που ταιριάζει στο ένα είναι λάθος για το άλλο.

Είναι επίσης το επιχείρημα για να δούμε πώς ένα ντουλάπι είναι διατεταγμένο για να ψύχεται. Ένας σχεδιασμός που τραβάει τον αέρα του περιβάλλοντος μέσα από ένα μόνο μεγάλο φίλτρο και πέρα από κάθε πηγή θερμότητας, βάζει τα ηλεκτρονικά στον πιο βρώμικο και ζεστό αέρα. Ένα σχέδιο με ξεχωριστές διαδρομές ή με το τμήμα ελέγχου σφραγισμένο και ψυχόμενο έμμεσα, αφαιρεί αυτή την έκθεση με κόστος κάποιας πολυπλοκότητας.

Επαφές και κύκλοι μεταγωγής

Ένας επαφέας είναι ένα ρελέ κατασκευασμένο για μεγάλα ρεύματα. Κάθε φορά που κλείνει ή ανοίγει υπό φορτίο, ένα τόξο διαβρώνει λίγο τις επαφές. Στην πλευρά DC το τόξο είναι πιο δύσκολο να σβήσει από ό,τι στο AC, επειδή το συνεχές ρεύμα δεν διέρχεται από το μηδέν, επομένως η φθορά ανά λειτουργία είναι μεγαλύτερη.

Η συνέπεια είναι ότι η διάρκεια ζωής του επαφέα μετριέται σε λειτουργίες και όχι σε έτος s και ο αριθμός των λειτουργιών εξαρτάται από τον τρόπο ελέγχου του φορτιστή. Μια μονάδα που ανοίγει και κλείνει τον επαφέα της σε κάθε μικρή αλλαγή ενός σήματος διαχείρισης φορτίου συσσωρεύει κύκλους πολύ πιο γρήγορα από μια μονάδα που κλείνει μία φορά ανά συνεδρία και παραμένει κλειστή μέχρι να τελειώσει η συνεδρία.

Αυτή είναι μια από τις λιγότερο ορατές διαφορές μεταξύ δύο φορτιστών με το ίδιο υλικό. Η λογική ελέγχου αποφασίζει πόσο συχνά κινούνται τα μηχανικά μέρη και η λογική ελέγχου σπάνια βρίσκεται σε ένα φύλλο δεδομένων. Είναι, ωστόσο, κάτι που ένας χειριστής μπορεί να συμπεράνει από ένα αρχείο καταγραφής περιόδων λειτουργίας που καταγράφει συμβάντα επαφών ή από έναν προμηθευτή που μπορεί να περιγράψει την πολιτική μεταγωγής.

Το σύμπτωμα ενός φθαρμένου επαφέα είναι διακοπτόμενο και απογοητευτικό: συνεδρίες που αποτυγχάνουν να ξεκινήσουν ή που ματαιώνονται λίγο μετά την έναρξη, χωρίς σταθερό μοτίβο. Επειδή είναι διακοπτόμενη, συχνά αποδίδεται εσφαλμένα στο όχημα ή στον σύνδεσμο.

μάνδαλα σύνδεσης και καταπόνηση καλωδίου

Ο σύνδεσμος είναι το μόνο μέρος του φορτιστή που αγγίζει το κοινό και αντιμετωπίζεται ανάλογα. Πέφτει στο έδαφος, σύρεται στα κράσπεδα, οδηγείται, τραβιέται υπό γωνία και πιέζεται όταν το μάνδαλο δεν απελευθερώνεται καθαρά.

Το μάνδαλο είναι το πρώτο θύμα. Μόλις εξασθενήσει, ο σύνδεσμος κάθεται ατελώς, η αντίσταση επαφής αυξάνεται και ο πείρος ζεσταίνεται. Μια hot pin παράγει τελικά μια συνεδρία που ξεκινά και στη συνέχεια ματαιώνεται, ή ένα σώμα σύνδεσης που αποχρωματίζεται. Η βλάβη έχει περάσει από μηχανική ενόχληση σε ηλεκτρική βλάβη και η δεύτερη είναι πολύ πιο ακριβή από την πρώτη.

Οι επιλογές σχεδίασης αλλάζουν το κόστος αυτού. Μια κεφαλή σύνδεσης που μπορεί να αντικατασταθεί ανεξάρτητα από το καλώδιο μετατρέπει ένα φθαρμένο μάνδαλο σε ένα μικρό αντικείμενο συντήρησης. Ένας σύνδεσμος διαμορφωμένος πάνω στο καλώδιο το μετατρέπει σε αντικατάσταση καλωδίου. Η ανακούφιση καταπόνησης στο σημείο όπου το καλώδιο φεύγει από το περίβλημα έχει παρόμοιο αποτέλεσμα: απομακρύνει την κάμψη από τους αγωγούς και τη διαδρομή ψυκτικού, εάν υπάρχει.

Η φυσική διάταξη έχει επίσης σημασία. Ένα καλώδιο που κρέμεται με όλο του το βάρος στον σύνδεσμο ή που βρίσκεται στο έδαφος σε κάθε συνεδρία, συσσωρεύει ζημιά πολύ πιο γρήγορα από ένα καλώδιο που υποστηρίζεται από συσπειρωτήρα ή στοιβάζεται πάνω από το έδαφος.

Σχεδιασμός για μείωση αντί για κορυφή

Υπάρχει μια σχεδιαστική φιλοσοφία που αντιμετωπίζει την ονομαστική έξοδο ως το κανονικό σημείο λειτουργίας και μια άλλη που την αντιμετωπίζει ως οροφή που σπάνια επιτυγχάνεται. Το δεύτερο παράγει ένα μηχάνημα που ζει περισσότερο και η διαφορά δεν είναι η αναβάθμιση εξαρτημάτων. Είναι μια απόφαση για το πόσο δύσκολο να τρέξεις τα μέρη αυτής της ηλικίας.

Το τρέξιμο κάτω από το μέγιστο ανακουφίζει κάθε θερμικό μηχανισμό ταυτόχρονα. Οι πυκνωτές λειτουργούν πιο δροσερά, οι ανεμιστήρες λειτουργούν πιο αργά, οι ημιαγωγοί βλέπουν χαμηλότερες θερμοκρασίες διασταύρωσης και το θερμικό φορτίο του ίδιου του ντουλαπιού πέφτει. Το κόστος είναι ένας χαμηλότερος αριθμός αιχμής για τον ίδιο λογαριασμό υλικών ή ένας μεγαλύτερος λογαριασμός υλικών για τον ίδιο αριθμό αιχμής.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια καμπύλη μείωσης είναι ένα πιο κατατοπιστικό έγγραφο από μια βαθμολογία τίτλου. Αναφέρει τις συνθήκες υπό τις οποίες η μονάδα υποχωρεί και κατά πόσο. Μια μονάδα που διατηρεί τη βαθμολογία της σε υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος σας λέει ότι σχεδιάστηκε με χώρο για το κεφάλι. Μια μονάδα που αρχίζει να υποχωρεί νωρίς σας λέει το αντίθετο και οι συνέπειες εμφανίζονται ένα έτος αργότερα στα μέρη που περιγράφονται παραπάνω.

Για έναν χειριστή, η πρακτική ανάγνωση είναι ότι μια ελαφρώς χαμηλότερη παρατεταμένη απόδοση μπορεί να αποδώσει περισσότερη ενέργεια σε μια έτος από μια υψηλότερη κορυφή που εμφανίζεται μόνο το χειμώνα. Για έναν αγοραστή που συγκρίνει δύο προϊόντα, το ερώτημα που πρέπει να κάνει δεν είναι ποιο φτάνει σε υψηλότερο αριθμό, αλλά υπό ποιες συνθήκες σταματά να το φτάνει. Το 60 kW DC station δημοσιεύει το φάκελο λειτουργίας του μαζί με την ονομαστική του ισχύ για αυτόν τον λόγο.

Τίποτα από αυτά δεν αντικαθιστά ένα καθεστώς συντήρησης. Αλλάζει αυτό που πρέπει να κοιτάξει το καθεστώς. Τα φίλτρα και τα επίπεδα ψυκτικού υγρού είναι στοιχεία ημερολογίου. Η συμπεριφορά των επαφών και η καλοκαιρινή υποβάθμιση είναι τάσεις που πρέπει να προσέξετε και όχι σφάλματα που πρέπει να διορθωθούν. Η συνθήκη σύνδεσης είναι μια καθημερινή παρατήρηση που μπορεί να κάνει ένας υπάλληλος τοποθεσίας σε δευτερόλεπτα και μια μηνιαία αναφορά όχι.

Η πλευρά συντήρησης αυτής της εικόνας αντιμετωπίζεται ξεχωριστά στη σημείωση στο Συντήρηση φορτιστή EV, η οποία καλύπτει ρουτίνες και αρχεία και όχι τη φυσική πίσω από αυτά.