Módulos de potencia de un cargador DC: modularidad, redundancia y reparación

En resumen: el módulo de potencia es el corazón de un cargador rápido DC. Cada módulo, normalmente de 20 a 40 kW, convierte la AC trifásica en DC con la tensión y la corriente que pide el auto. Los cargadores combinan varios módulos idénticos: un gabinete de 120 kW puede usar cuatro de 30 kW y uno de 240 kW, ocho. Eso hace los cargadores escalables, permite mover potencia entre conectores, los mantiene funcionando a potencia reducida si falla un módulo y convierte casi toda reparación en un cambio rápido de módulo. Al comparar proveedores, pregunte por el fabricante del módulo, su rango de tensión de potencia constante, su eficiencia, refrigeración, garantía y precio de repuesto.

Qué ocurre dentro de un módulo

Un módulo tiene dos etapas. El rectificador con corrección del factor de potencia (PFC) toma de la red una corriente limpia, casi sinusoidal, y produce un bus DC interno. El convertidor DC/DC aislado produce entonces exactamente la tensión y la corriente que pide el sistema de gestión de la batería del vehículo durante la sesión, y da aislamiento galvánico entre la red y el vehículo. Los diseños nuevos usan transistores de carburo de silicio para mayor eficiencia y densidad de potencia.

Las especificaciones que importan

Especificación	Qué buscar	Por qué importa
Potencia nominal	Son comunes 20, 30 y 40 kW	Fija los pasos con que se puede repartir la potencia
Rango de tensión de salida	De 150 o 200 V hasta 1,000 V	Cubre vehículos de 400 V y de 800 V
Rango de tensión de potencia constante	Potencia plena desde unos 300 V	Por debajo, la corriente limita la salida
Corriente máxima de salida	Por módulo	La corriente combinada debe coincidir con la capacidad del cable
Eficiencia	Máxima de 95–96 %; compruebe también la carga parcial	Las pérdidas son energía que usted paga y calor que hay que evacuar
Potencia en espera	Lo más baja posible	Los cargadores pasan muchas horas inactivos
Factor de potencia y distorsión armónica	FP cercano a 0.99, baja distorsión	Reglas de conexión a la red y pérdidas
Refrigeración	Aire forzado o líquida; filtros	Los sitios cálidos y polvorientos necesitan filtros accesibles
Temperatura de operación y reducción de potencia	Potencia plena hasta la mayor temperatura del sitio	Reducir potencia en días calurosos baja los ingresos
Protección y comunicación	Sobretensión, sobrecorriente, cortocircuito, sobretemperatura; interfaz CAN	Paro seguro y control
Garantía y precio del repuesto	Garantía del módulo en años; precio y plazo del repuesto	Los módulos son el repuesto más caro

Rango de potencia constante: por qué decide la velocidad real de carga

Un módulo entrega su potencia nominal solo dentro de su rango de tensión de potencia constante. Por debajo, lo limita su corriente máxima y su potencia baja. Si los módulos mantienen la potencia plena desde unos 300 V, el cargador sirve bien a vehículos de clase 400 V y de clase 800 V. Recuerde que el cable es un segundo límite: un cable CCS de 200 A refrigerado por aire limita a un auto de clase 400 V a unos 80 kW, hagan lo que hagan los módulos; vea la guía del cargador de 120 kW.

Modularidad y disponibilidad

Beneficio	Cómo ayuda
Degradación gradual	Si falla uno de cuatro módulos, un cargador bien diseñado sigue cargando a unas tres cuartas partes de su potencia en lugar de pararse
Reparación rápida	Un técnico capacitado cambia un módulo del bastidor; el módulo averiado vuelve a reparación
Potencia escalable	El mismo gabinete se puede fabricar con distintas potencias con más o menos módulos
Reparto de potencia	Los módulos se conmutan entre conectores por pasos a medida que llegan y se van los vehículos

Pregunte cómo se comporta el cargador cuando falla un módulo: ¿sigue funcionando a potencia reducida, informa la falla a la plataforma y continúa repartiendo bien la potencia?

Reparar y reemplazar módulos

• La seguridad primero: los cargadores DC contienen altas tensiones y energía almacenada. Solo personal capacitado debe abrir la sección de potencia, con procedimientos de bloqueo y esperando a que se descarguen los condensadores.
• Haga coincidir el módulo: el modelo, la revisión de hardware y el firmware deben ser compatibles con el controlador del cargador.
• Tenga repuestos en la región: los módulos son el repuesto más caro; la mayoría de los operadores los guarda en un centro y no en cada sitio (vea la lista de repuestos).
• Registre los números de serie: anote la serie de cada módulo retirado e instalado, para reclamos de garantía y análisis de fallas.

Quién fabrica módulos de potencia

Varias empresas se especializan en módulos de potencia para cargadores (entre ellas fabricantes chinos como Infypower, Sinexcel, UUGreenPower y Winline) y algunos fabricantes de cargadores diseñan los suyos. Ningún enfoque es mejor por defecto; lo que importa es el historial en campo del módulo, sus especificaciones y que el fabricante del cargador pueda suministrar repuestos con rapidez durante toda la vida del cargador.

Pregúntenos por los módulos de su cargador

Para nuestros cargadores DC VT-DW, VT-DFC y VT-DF, pídanos la configuración de módulos del modelo exacto, sus datos de eficiencia y temperatura, y el precio y plazo de los módulos de repuesto. Escríbanos.