32路输出+零机械继电器!国产方案如何颠覆传统PDU设计?

发布时间:2025-04-3 阅读量:481 来源: 我爱方案网 作者: bebop

PDU , Power Distribution Unit - 高压配电单元负责电动汽车高压系统中的电源分配与管理为整车提供充、放电控制高压部件上电控制电路过载短路保护高压采样低压控制等功能保护和监控高压系统的运行。

在电动汽车中,电池包往往是采用400V或800V的高压电,PDU对电池输出的高压电定向分配给车上的各个部件,比如主驱电机、热管理系统(压缩机、加热器)、DC-DC、OBC等。PDU还对多路输出进行管理,通过内置的智能接触器(如主正负接触器)和熔断器,按控制信号分时接通不同负载,例如在充电时优先保障电池管理系统(BMS)供电,行车时优化电机与空调的能耗。
汽车PDU内部主要包含继电器、保险丝(eFuse)、断路器、电容、IGBT/SiC MOSFET、功率二极管、MCU、电流传感器、温度传感器等主要部件。而随着高度集成化和与车载操作系统的融合,未来汽车PDU中还需要通信性能更强的MCU来处理、发送和接收数据,与整车的各个部件进行协同工作。
PDU不仅应用于新能源汽车领域,还在数据中心、机房、医疗、电信、工业控制、教育、政府机构等多个领域得到广泛应用。在这些领域,PDU电源柜用于管理和分配服务器、交换机、路由器、存储设备等IT设备的电源,为各种设备提供稳定可靠的电力供应,并实现设备管理和电源监控。

我爱方案网分析师推荐基于国产高性能MCU开发的汽车PDU方案,有效降低了系统复杂度和能量损耗。


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实战方案:


基于先楫HPM5361的PDU方案

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方案基于先楫HPM5361 MCU,搭载多开关检测接口芯片,可监测输入电源的电压电流,从电源转换系统及低压蓄电池输入低压12V电源,分配给所有用电模块。控制开通关闭各路控制器供电电源、监测各部分分配电源的消耗电流。具备短路及时触发切断供电,上报短路等故障功能的解决方案。


HPM5361是一款国产高性能MCU,支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展,主频480MHz,内置1 MB Flash、288KB SRAM,模拟部分集成16bit ADC、12bit DAC以及运放,支持各类位置传感器,包括光电式、磁感应和旋转变压器,同时提供灵活的编码器输入输出。HPM5300配置两个八通道的PWM模块,同时引入了PLB可编程逻辑单元,提供多种可灵活配置的接口,包含4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C以及USB OTG内置HS PHY,轻松实现各种接口类应用。


方案优势:


1.32路12V电压输出通道(6路PWM输出通道);

2.支持CAN、LIN总线通讯控制;

3.实时上报输出电流,通道故障,电源电流电压等状态;

4.全部选择功率管替代传统电子机械继电器;

5.过流保护、过压保护、过温保护、短路保护、欠压保护等;


PDU核心配件继电器推荐:


我爱方案网高压直流继电器系列,最大分断电流 2500A,产品采用陶瓷和金属焊接结构,密封更稳定,具有优良的耐环境性能,利用磁力驱动,冷却气体实现分断的采用抗熔接性接点实现优秀的开关性能,产品质量可靠性能稳定,在纯电动汽车, 燃料电池汽车和充电桩等领域得到了广泛的应用。



01
CHPV-S400B
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参数性能:

触点负载:400A 1000VDC

电气寿命:1000次

(1000 VDC,400A)

线圈功耗:启动时55W

保持时6W

分断电流:1000 VDC,2000A 1次

推荐应用:

主回路分断


02
CHPV-S600
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参数性能:

触点负载:600A 1000VDC

电气寿命:1000次

(1000 VDC,600A)

线圈功耗:启动时55W

保持时6W

分断电流:1000 VDC,2000A 1次

推荐应用:

主回路分断




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