Dois carregadores DC têm a mesma classificação no rótulo e se comportam de forma diferente no local. Um entrega suavemente em toda a faixa que um veículo pede. O outro pula entre blocos grandes, deixa a capacidade vazia e serve o segundo carro pior que o primeiro. A diferença geralmente não é o poder total, mas como esse poder é construído e dividido.
A unidade de construção é o módulo de energia. Entender o que ela faz, onde é eficiente e quantos deles ficam atrás de cada conector explica a maior parte do comportamento que uma folha de dados resume em um único número.
O que um Módulo de Energia Faz
Módulo A é um conversor autônomo. Ele pega corrente alternada trifásica da distribuição do gabinete, corrige a corrente de entrada para que a fonte receba uma carga limpa, retifica para um barramento DC e então converte esse barramento para a tensão e corrente que o veículo está solicitando. Ele carrega seu próprio circuito de controle, seu próprio caminho de resfriamento e sua própria proteção.
Os módulos são conectados em paralelo no lado DC. As saídas deles se combinam, então a classificação de um gabinete é aproximadamente o número de módulos multiplicado pela classificação de um. Essa aritmética é simples, e é também onde a maioria das comparações de compras termina, o que é um erro: o arranjo paralelo é o que cria tanto a flexibilidade quanto as restrições que seguem.
Construir um carregador a partir de unidades idênticas repetidas traz três benefícios práticos. O esforço de design é repetido, em vez de reinventado, então o esforço de qualificação é compartilhado entre as configurações. O rendimento de fabricação melhora porque um módulo defeituoso é substituído, em vez de um gabinete inteiro retrabalhado. E o serviço vira uma troca em vez de um reparo, que é a diferença entre um local voltar ao serviço no mesmo dia e esperar um técnico com um ferro de solda.
A curva de eficiência não é plana
Um conversor tem dois tipos de perda. Algumas são proporcionais à potência processada: perdas de condução em semicondutores e cobre. Outros são fixos de forma aproximada sempre que a unidade está funcionando: perdas de comutação, eletrônicos de controle, ventiladores e fontes auxiliares. Com carga leve, a peça fixa domina, então a eficiência é ruim. À medida que a carga aumenta, a peça fixa é distribuída por mais saída, e a eficiência aumenta. Perto da carga total, as perdas por condução começam a dominar e a curva se achata ou diminui.
A consequência é que o melhor ponto de operação fica em algum lugar no meio da faixa, não no topo. Um carregador cotado em seu valor máximo de eficiência está sendo cotado em um ponto de carga pelo qual uma sessão real pode passar brevemente ou nem passar.
A construção modular oferece uma forma de gerenciar isso. Em vez de rodar todos os módulos com carga leve durante uma sessão lenta, o controlador pode rodar menos módulos mais próximos da faixa eficiente e deixar o restante ocioso. Essa é uma das razões pelas quais um gabinete modular pode superar um único conversor grande no consumo real de energia, apesar de ter mais componentes no total.
Isso também significa que o valor de eficiência depende de como o gabinete é distribuído, não apenas do hardware. Duas unidades com módulos idênticos e lógica de despacho diferente mostram consumo diferente ao longo de um mês de sessões mistas.
Por que a contagem de módulos define o menor passo de poder
Módulos podem ser trocados, mas são indivisíveis. Se cada módulo contribuir com uma quantidade fixa, então a saída só pode receber valores que sejam múltiplos dessa quantidade, além da capacidade parcial que o próprio módulo oferece em baixa saída.
Este é o menor passo de potência, e é uma especificação por si só. Um gabinete com quatro módulos grandes não pode atender um veículo que solicite pouco mais que um módulo sem trocar um segundo módulo inteiro e depois limitá-lo. A capacidade extra existe, mas não pode ser vendida para mais ninguém naquele momento.
Quando o passo é pequeno, a capacidade é alocada finamente e menos fica em linha. Quando o degrau é grande, o gabinete se comporta bem na potência máxima e mal no meio. Uma unidade de 120 ou 180 kW que comuta em passos de 30 kW, ou um hub que aloca em passos de 40 kW, está descrevendo exatamente essa propriedade — não a potência total, mas a resolução na qual o total pode ser dividido.