BDU，全称Battery Distribution Unit，是电池系统中的关键组成部分，负责电力的分配与保护。电池系统为何需要BDU，以及BDU的具体作用是什么？在新能源电动汽车中，电池系统担任着整车能源中心的角色，负责能量的吞吐。为了确保充放电系统的平稳运行，电力分配单元（PDU）就显得尤为重要。这里的PDU特指安装在电池系统内部的BDU。
一个简单的整车高压拓扑图中，除了电池、电控和电机外，其他部分都是由BDU中的电器件构成。早期，FUSE是内置于MSD中的，这样设计的目的在于断开时能将电池系统电压减半，出于安全考虑。但目前，由于成本等因素的影响，MSD逐渐被取消，FUSE则直接集成于BDU内部。由此可见，BDU不仅集成了电流传感器、主继电器、预充继电器和预充电阻等电器件，其功能还会根据不同的需求进行扩展。
△ 设计所需考虑的因素
在设计BDU时，我们必须综合考虑多个因素，这些因素大致可以分为机械、电气、热学和磁学四大类。首先，BDU作为电力分配单元，其核心作用是在系统需要时进行断开与闭合的操作。因此，我们需要深入理解整个系统或整车的工况参数，包括额定和峰值电压、持续充放电电流、快充电流（系统快充MAP图表）、峰值放电电流（整车放电需求工况电流曲线）等。此外，整车X电容（电机控制器电容值）的计算也是预充电阻选型的重要依据。
在考虑这些参数的同时，我们还需要关注整车的功率分配需求。由于整车可能存在前、后电机功率输出、空调功率（制热/制冷）、电池系统加热以及其他娱乐影音系统的功率需求，因此在设计时必须综合考虑这些因素。特别是在电池系统放电工况下，我们需要仔细评估哪些工况可能同时存在，以确保功率需求的准确累积。同时，在电池充电时，我们也需要对电池系统的充电能力进行评估，以得到充电MAP。
除了上述电器件选型的需求外，BDU的设计还需要考虑系统电压对电气间隙和爬电距离的影响、系统充放电流对BDU电器件和电连接的散热需求、以及电流磁效应可能带来的干扰等问题。当然，这些都需要在机械性能（如震动、碰撞等）、结构设计和系统集成方面进行综合考量。
△ BDU的电气原理设计
目前，BDU的电气设计原理和思路在行业内主要有两种常规方案，其中一种是放置在电池系统内部的。一种是快充接触器和主接触器并联的设计，另一种则是串联设计。此外，还存在一种较少见的方案，即快充接触器和主接触器共用一个，这种方案通常由OEM采用以降低成本。在这里，我们主要讨论前两种方案。
在串联形式的电气原理中，主接触器和快充接触器在需要快充时都必须闭合。另一方面，当整车没有PDU时，整车快充时电池系统的放电母线会直接连接到电控上，这意味着电控在快充时是带电的，但并不处于驱动模式。相比之下，并联形式的充电和放电系统是相互独立的，充电和放电在某种程度上可以互不干涉。
这两种形式的对比中，可能会注意到串联形式在充电时需要闭合前后四个接触器，而并联形式只需闭合两个。然而，从整个系统级别的安全性来看，这两种形式都是满足要求的。这两种方案的选择主要取决于整车架构原理的需求。例如，串联形式的快充策略是建立在系统的上电策略之上，而并联形式的快充策略则是独立的，需要单独建立一个模块来处理，并且需要考虑更多的工况情景。
△ BDU的发展趋势
在兆瓦级充电的背景下，电池系统BDU的设计方向究竟如何？我们深入探讨了系统级别面临的大电流挑战。随着整车快充需求的增长，电池系统的充电速率和充电电流都在不断提升，目前普遍已达到250A、300A，甚至出现400A、600A的快充需求。如此高强度的电流对系统的电连接提出了严苛的考验。同时，系统电压也已升至800V平台，进一步加剧了电气设计的复杂性。
在电气设计层面，我们不得不面对电气间隙、爬电距离、电气件耐压以及大电流导致的电器件温升过高等问题。随着温升的增加，整个电气产品的耐久性也成为了关键考量因素。此外，电压和电流的升高也意味着我们需要选用更高级别的电气件，从而带来成本的显著增加。同时，电器件体积的增大也给系统的断路工况下接触器和传统熔断器的配合带来了新的挑战。
面对这些难题，我们不得不思考如何降低成本和空间压力。一种可能的解决方案是设计一种能够承受大电流且发热量小的BDU，同时选用满足电流工况要求的较小电器件。这需要我们对BDU的发热件进行冷却系统设计，以确保其稳定性和耐久性。
那么，液冷BDU的设计方案该如何制定？我们需要综合考虑哪些因素来选择合适的冷却方案？在下一期中，我们将深入探讨这些问题，为您揭示BDU冷却的方案选择与优化策略。
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