PDU – Power Distribution Unit – е устройство, чиято задача е да разпределя високото напрежение от батерията на автомобила към консуматорите на високо напрежение. Повредата на PDU може напълно да обездвижи електрическия автомобил или да направи невъзможно зареждането му. Ремонтът е възможен, но не винаги се извършва. Ще проверим също как трябва да изглежда диагностиката на PDU в автосервиза.

Забележка – понякога се използва друго наименование: PDM – Power Delivery Module. Това е същият възел. В текста ще се използва наименованието PDU.

Графика, генерирана от изкуствен интелект (AI)

В електрическия автомобил има две инсталации – ниско и високо напрежение

В автомобил с двигател с вътрешно горене (бензинов, дизелов) цялата електрическа инсталация има постоянно напрежение 12 V. Различава се единствено силата на тока, подаван към отделните консуматори чрез релета.

В електрическия автомобил се използват две електрически инсталации. Първата, стандартна, като в автомобил с ДВГ, е с 12 V и служи за захранване на стандартните консуматори, като външно и вътрешно осветление, управляващи блокове, сензори, дисплеи, двигатели на чистачките, централно заключване и много други. Инсталацията се захранва от DC/DC конвертор и акумулатор 12 V (това може да бъде стандартен оловно-киселинен акумулатор, може да бъде и литиево-йонен акумулатор ниско напрежение).

Втората електрическа инсталация е инсталацията на високо напрежение. Тя захранва между другото инвертора, компресора високо напрежение (ако има такъв) и други консуматори на високо напрежение. И точно тук работи PDU – Power Distribution Unit.

Какво е PDU – Power Distribution Unit в електрическия автомобил?

Power Distribution Unit разпределя енергията от тяговата батерия DC (с напрежение 400, 600 или 800 V) към консуматорите на високо напрежение. Power Distribution Unit работи само във веригата на високо напрежение (няма нищо общо с инсталацията 12 V) и отговаря за включването и изключването на захранването към отделните консуматори. Освен това отговаря за защитата на системата от повреди. Power Distribution Unit е блок за разпределение на енергията.

PDU насочва тока с високо напрежение към консуматори като:

• инвертора, който захранва електродвигателя и управлява оборотите му – ако автомобилът е със задвижване на двете оси, в него има два инвертора и два електродвигателя;
• DC/DC конвертора, който преобразува тока от батерията с високо напрежение в ток 12 V, предназначен за захранване на електрическата инсталация и зареждане на стартерния акумулатор;
• електрическите PTC нагреватели, предназначени за подгряване на охлаждащата течност в онези контури на охладителната система, които обслужват тяговата батерия;
• бордовото зарядно устройство OBC (On Board Charger);
• електрическите нагреватели с висока мощност за отопление на купето, ако автомобилът няма термопомпа;
• компресора на климатика High Voltage, който често е свързан с охладителната система на автомобила (компресорът HV не винаги присъства в електрическите автомобили);
• евентуално други консуматори на високо напрежение.

PDU най-често се монтира до корпуса на акумулатора, което е най-логичното разположение. Може да бъде монтиран и вътре в корпуса. Но понякога инженерите умеят да изненадват и PDU може да се намира в двигателното отделение.

В корпуса на PDU се намират контакторите на високо напрежение, които включват тока към отделните консуматори. В корпуса на PDU се монтират и предпазители, които защитават отделните вериги на високо напрежение от пренапрежение.

В корпуса на PDU се намира и веригата pre-charge (предварително зареждане). Нейната задача е да ограничи рязкото зареждане на кондензаторите в силовата електроника при включване на системата High Voltage. В PDU може да има и сензори за ток, както и сензори за контрол на изолацията, които предпазват ползвателите на автомобила от токов удар. Ако бъде открит пробив, сензорите изключват напрежението в определената верига.

Устройство на PDU – Power Distribution Unit

От какви елементи се състои PDU в електрическия автомобил? Power Distribution Unit най-често съдържа:

• контактори на високо напрежение;
• контактори на веригата pre-charge;
• предпазители на високо напрежение;
• busbars, тоест събирателни шини;
• клеми;
• високотокови съединители;
• сензори за ток;
• сензори за напрежение;
• сензори за изолация;
• управляващи елементи;
• комуникационни елементи;
• допълнителни елементи, свързани със зареждането – не във всеки автомобил.

Устройството на PDU може да се различава в зависимост от моделите електрически автомобили.

Повреди на PDU – поврежда ли се Power Distribution Unit в електрическите автомобили?

Да, PDU може да се повреди; могат да се повредят всички изброени по-горе възли, влизащи в състава на Power Distribution Unit. Причина за повредата могат да бъдат термични повреди (по време на работа с високо напрежение PDU силно се загрява), корозия, причинена от влага, наводняване, проблеми с изолацията. Понякога PDU не може правилно да включи захранването поради повреда на друг елемент от системата на високо напрежение.

Типичните симптоми за повреда на PDU Power Distribution Unit са:

• Невъзможност за пускане на автомобила поради това, че PDU изобщо не включва високото напрежение – на дисплея се появяват съобщенията: EV System Fault и/или Check EV System.
• Невъзможност за зареждане на батерията – PDU не включва веригата на зареждане.
• Ограничаване на мощността на двигателя – преминаване на автомобила в авариен режим.
• Пълна липса на високо напрежение – не работят двигателят, климатикът/охлаждането, отоплението и бордовото зарядно устройство – най-често причината е повреда на контакторите в корпуса на PDU.
• Прегряване на PDU – миризма на изгоряло, следи от прегряване.
• Записване на грешки в паметта на управляващия блок. Кодът за грешка, сочещ към PDU, не винаги означава, че самият PDU е повреден.

Подобни симптоми на повреда се появяват при повреди на тяговия акумулатор (главната батерия на автомобила), инвертора, бордовото зарядно устройство OBC, както и на DC/DC конвертора. Затова е необходима прецизна диагностика, за да се открие възелът, отговорен за повредата. Още повече, че смяната на всяка от изброените по-горе части е много скъпа.

Как се диагностицира Power Distribution Unit в електрическия автомобил?

Напомняме: диагностика и ремонт на електрически автомобили, както и на хибридни автомобили PHEV, могат да извършват само механици, притежаващи правоспособност до 1 kV, а също така разполагащи със съответното диагностично оборудване, предназначено за обслужване на електрически автомобили. Трябва да се помни за подходящо работно място, обозначено по съответния начин, както и за защитно облекло и подходящи инструменти, предназначени за работа с електрически автомобили (с високо напрежение).

Как протича професионалната диагностика на Power Distribution Unit в автомобил BEV?

• Свързване на диагностичен компютър с усъвършенстван софтуер и разчитане на грешките на управляващите блокове в системата High Voltage.
• Анализ на реалните параметри: напрежение, състояние на контакторите, статус на pre-charge, напрежение преди и след отделните елементи на PDU, както и стойностите на изолацията.
• Проверка на състоянието на изолацията, особено по отношение на пробиви към каросерията на автомобила.
• След изключване на тока се проверяват състоянието на съединителите, състоянието на проводниците, следи от корозия, причинена от влага, следи от прегряване, евентуално механични повреди.
• Извършват се измервания на напрежение, измервания на спада на напрежението, измервания на непрекъснатостта на веригите.

Възможен ли е ремонт на PDU в електрическия автомобил?

Това зависи от модела на автомобила, състоянието на PDU, достъпа до резервни части и възможностите на сервиза, ремонтиращ EV. Американските и китайските EV сервизи сменят предпазители, контактори, pre-charge резистори, повредени (корозирали) съединители и т.н. При повреда на шините, корпуса или при липса на резервни части се сменя целият модул PDU.

При оторизирания сервиз (АСО) най-често се разпорежда много скъпа смяна на целия възел PDU. В резултат разликата между цените на ремонта е огромна. Ремонтът в независим сервиз струва от няколкостотин до няколко хиляди лева (в зависимост от повредата). Той включва демонтаж, отваряне, ремонт (смяна на повредените възли), тестове, монтаж и повторни тестове на целия автомобил.

Смяната на PDU с нов в оторизирания сервиз може да струва дори няколко десетки хиляди лева.