汽车BDU发展趋势

描述

电子发烧友网综合报道 此前我们报道过汽车PDU(Power Distribution Unit电源分配单元)的应用,PDU是整车通用电源分配的模块,在低压和高压中都有所应用。主流的低压 PDU处理 12V/24V 低压电源(如铅酸蓄电池、DC/DC 转换器输出),分配给车灯、空调、中控屏、传感器等低压负载,核心是 “多支路配电 + 过载保护”,类似传统汽车的 “保险丝盒” 升级版。
 
而高压 PDU一般在部分高端车型上会应用,部分豪华电动车(如蔚来 ET7)会在BDU之后增设高压 PDU,负责将BDU输出的高压电能,进一步分配到空调压缩机、PTC 加热器、充电接口等细分高压负载,核心是“分路扩展 + 集中控制”,但不具备电池侧专属的预充、BMS 直连功能。
 
所以,BDU又是什么?
 
BDU是Battery Distribution Unit,即电池分配单元,与PDU的核心差异在于应用场景、控制对象和功能侧重,BDU是针对电池组的高压配电单元,负责电池与高压负载的连接、保护、状态监测,保障电池高压输出的安全与可控。
 
相比PDU,BDU有三大核心的独有功能:预充回路设计(避免高压浪涌冲击电池和负载);直接与 BMS 联动,实时反馈电池充放电电流、电压,支撑 SOC 计算;电池侧高压互锁,监测电池与 BDU 的连接状态,维修时强制下电。
 
从功能上也能够看出,BDU也是围绕电能分配、安全保护、状态监测等功能来设计。DBU的核心器件主要包含五大类,包括高压开关、安全保护、状态监测、连接器、辅助控制。
 
高压开关包括高压继电器、预充电阻。高压继电器是BDU的开关核心,负责控制高压回路的通断,响应 BMS(电池管理系统)指令,实现整车高压系统的激活 / 休眠、充电回路切换等。按极性分为单极继电器(控制单路高压)、双极继电器(同时控制正负极回路,安全性更高);按用途可分为主继电器(控制电池主回路)、充电继电器(控制交流 / 直流充电回路)、预充继电器(配合预充电阻使用)。
 
高压继电器的主要供应商包括TE Connectivity、Omron、Panasonic、安川电机等。
 
预充电阻核心作用是避免高压回路接通瞬间的浪涌电流冲击,通过限流实现平稳预充。多采用陶瓷电阻或合金电阻,具备耐高温、抗冲击、稳定性强的特性。
 
安全保护类器件有高压熔断器、高压互锁等。高压熔断器核心作用是当回路出现过流(如线路短路、部件故障)时,熔断器熔体快速熔断,切断高压回路,防止火灾、部件烧毁等危险。主要器件供应商有Littelfuse、伊顿、Schurter、宏发股份等。
 
高压互锁核心作用是通过检测 BDU 外壳、高压插件的连接状态,确保维修或异常时高压系统已断开,防止人员触电。当 BDU 盖板未扣紧、高压插件未插牢时,互锁回路断开,BMS 接收信号后禁止高压激活;若高压系统工作中互锁回路断开,立即触发高压下电。
 
状态监测类器件包括电流、电压传感器,温度传感器等。
高压连接器也是在车载应用中非常重要的部分,需满足高压密封、防误插、抗振动要求,且具备锁止机构、屏蔽层、高压互锁等功能。
 
部分高端BDU还会有接触器驱动芯片,用于接收 BMS 的低电平控制信号,放大后驱动高压继电器动作,具备过流保护、反接保护功能,避免驱动电路烧毁。
 
早期混动、纯电车型中,采用BDU和PDU分离的设计,BDU集成于电池包内,PDU独立安装在前舱。随着电动汽车发展,BUD逐渐与PDU集成,形成智能配电盒;而最新的纯电平台已经实现多合一,比如将OBC、DC-DC、PDU与BDU功能集成,进一步降低体积,提高集成度。
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