Deux chargeurs DC portent la même classification sur l’étiquette et se comportent différemment sur place. L’un délivre en douceur sur toute la gamme demandée par un véhicule. L’autre saute entre de grands blocs, laisse la capacité au ralenti et dessert la deuxième voiture moins bien que la première. La différence ne réside généralement pas dans la puissance totale mais dans la façon dont cette puissance est construite et répartie.
L’unité de construction est le module d’alimentation. Comprendre ce qu’elle fait, où elle est efficace et combien d’entre elles se trouvent derrière chaque connecteur explique la plupart des comportements qu’une fiche technique résume en un seul chiffre.
Ce que fait un module d’alimentation
Un module est un convertisseur autonome. Il prend le courant alternatif triphasé de la distribution de l’armoire, corrige le courant d’entrée pour que l’alimentation voie une charge propre, se redresse vers un bus DC, puis convertit ce bus en tension et courant demandés par le véhicule. Il porte sa propre boucle de contrôle, son propre chemin de refroidissement et sa propre protection.
Les modules sont câblés en parallèle du côté DC. Leurs sorties se combinent, donc la capacité d’un cabinet est à peu près le nombre de modules multiplié par la valeur nominale d’un. Cette arithmétique est simple, et c’est aussi là que s’arrêtent la plupart des comparaisons d’achats, ce qui est une erreur : c’est la configuration parallèle qui crée à la fois la flexibilité et les contraintes qui suivent.
Construire un chargeur à partir d’unités identiques répétées apporte trois avantages pratiques. L’effort de conception est répété plutôt que réinventé, de sorte que l’effort de qualification est partagé entre les configurations. Le rendement de fabrication s’améliore parce qu’un module défectueux est remplacé plutôt qu’un meuble entier est retravaillé. Et le service devient un échange plutôt qu’une réparation, ce qui fait la différence entre un chantier qui reprend le service le jour même et attend un technicien avec un fer à souder.
La courbe d’efficacité n’est pas plate
Un convertisseur a deux types de pertes. Certaines sont proportionnelles à la puissance traitée : pertes de conduction dans les semi-conducteurs et le cuivre. D’autres sont grossièrement fixes lorsque l’appareil fonctionne : pertes de commutation, électronique de contrôle, ventilateurs et alimentations auxiliaires. À faible charge, la pièce fixe domine, donc l’efficacité est faible. À mesure que la charge augmente, la pièce fixe est répartie sur une plus grande sortie, et l’efficacité augmente. Presque à pleine charge, les pertes de conduction commencent à dominer et la courbe s’aplatit ou descend.
La conséquence est que le meilleur point de fonctionnement se situe quelque part au milieu de la plage, et non en haut. Un chargeur indiqué à son chiffre d’efficacité maximale est indiqué à un point de charge qu’une vraie session peut traverser brièvement ou pas du tout.
La construction modulaire permet de gérer cela. Au lieu de faire tourner tous les modules à faible charge pendant une session lente, le contrôleur peut en faire tourner moins plus près de leur bande efficace et laisser le reste inactif. C’est une des raisons pour lesquelles une borne modulaire peut surpasser un seul grand convertisseur en consommation réelle, malgré le nombre total de composants au total.
Cela signifie aussi que le chiffre d’efficacité dépend de la manière dont l’armoire est distribuée, pas seulement du matériel. Deux unités avec des modules identiques et une logique de répartition différente montrent une consommation différente sur un mois de sessions mixtes.
Pourquoi le nombre de modules fixe le plus petit pas de puissance
Les modules peuvent être commutés, mais ils sont indivisibles. Si chaque module contribue à une quantité fixe, alors la sortie ne peut prendre que des valeurs qui sont des multiples de cette quantité, plus la capacité partielle que le module lui-même offre à faible sortie.
C’est la plus petite étape, et c’est une spécification à part entière. Une armoire avec quatre grands modules ne peut pas servir un véhicule demandant un peu plus d’un module sans en installer un second module entier puis en limiter. La capacité supplémentaire existe mais ne peut être vendue à personne d’autre à ce moment-là.
Lorsque le pas est petit, la capacité est attribuée finement et moins est bricolé. Lorsque l’échelon est grand, le cabinet se comporte bien à pleine puissance et mal au centre. Une unité de 120 ou 180 kW qui commute par étapes de 30 kW, ou un hub qui alloue par étapes de 40 kW, décrit exactement cette propriété — non pas la puissance nominale totale, mais la résolution à laquelle le total peut être divisé.