電子發燒友網報道(文/梁浩斌)PDU即Power Distribution Unit電源分配單元,主要作用是將輸入的電能按需分配到各個用電系統中。在汽車上,PDU也是汽車電氣系統的核心配電部件,負責將電池或發電機輸出的電能分配給車上的各種電器,在分配電力的同時還能進行電路保護、主動診斷、監控用電情況等。
在電動汽車中,電池包往往是采用400V或800V的高壓電,PDU對電池輸出的高壓電定向分配給車上的各個部件,比如主驅電機、熱管理系統(壓縮機、加熱器)、DC-DC、OBC等。PDU還對多路輸出進行管理,通過內置的智能接觸器(如主正負接觸器)和熔斷器,按控制信號分時接通不同負載,例如在充電時優先保障電池管理系統(BMS)供電,行車時優化電機與空調的能耗。
由于整車的各個電器部分都通過PDU進行分配電力,所以PDU也需要具備電路保護功能。在目前的電動汽車中,考慮到集成度的需求,PDU會使用eFuse代替傳統的熔斷器,實時監測電流并實現毫秒級切斷,例如在電機堵轉或短路時快速響應。同時PDU還能夠監測母線電壓波動,防止因電壓驟升(如再生制動能量回收)損壞敏感電子元件,并通過預充電電路限制初始電流沖擊,延長電容器壽命。
在電動汽車上的各種駕駛模式,其實也可以通過PDU來控制配電策略來實現。PDU會接收來自VCU的指令,如根據駕駛模式(經濟/運動)調整配電策略,或在碰撞信號觸發時瞬間切斷高壓回路,或是低電量下優先保障動力系統供電等。
比如特斯拉在Model3上,將PDU集成在動力總成中,直接驅動后橋電機,并通過LVDS接口與中央計算模塊通信,實現OTA升級中的電源策略優化。
PDU還能夠采集各回路的用電數據,為能量回收策略及續航計算提供實時數據支持,以降低能耗和提高續航里程。
隨著新能源汽車的智能化和集成化趨勢,PDU從以往的獨立模塊,也開始往著高度集成的方向發展。在多合一電驅系統中,PDU與OBC、DC-DC、電機控制器等集成在一個模塊中。集成化的優勢在于,有效降低了系統復雜度和能量損耗,例如比亞迪e平臺3.0 Evo通過集成設計將整車線束縮短40%,電驅系統體積減小30%,助力新能源車電耗降至10kWh/百公里以下。
PDU作為整車電力分配的核心,還逐步與整車全域操作系統融合。比如蔚來推出的SkyOS·天樞系統,通過統一管理能源分配,實現PDU與智能駕駛、底盤控制等系統的協同工作,支持OTA升級和動態能耗優化。
汽車PDU內部主要包含繼電器、保險絲(eFuse)、斷路器、電容、IGBT/SiC MOSFET、功率二極管、MCU、電流傳感器、溫度傳感器等主要部件。而隨著高度集成化和與車載操作系統的融合,未來汽車PDU中還需要通信性能更強的MCU來處理、發送和接收數據,與整車的各個部件進行協同工作。
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