新能源汽车高压系统详解：PDU与BDU的功能与作用

一、核心概念与系统组成

新能源汽车高压系统中的关键组件之一是高压配电单元，通常被称作PDU（Power Distribution Unit）。它的核心职责是统筹管理整车的高压电源分配，确保充放电过程的精准控制，同时负责监控和保护高压系统免受过载、短路等潜在风险的威胁。通过一系列精密的操作，PDU为新能源汽车的安全、高效运行提供了有力保障。

BDU，即电池包断路单元，专为电池包内部打造，可视为配电盒的一种。当前，BDU往往依据车厂的具体需求进行定制，因此，收集客户需求及整车电气性能至关重要。依据BDU在电池包中的位置，可分为电池箱内安装式与箱外安装式（亦称battery junction box）。

此外，PDU在功能上更为集成化，可能集成BMS主控、充电模块、DC模块、PTC控制模块等众多功能。相较于传统PDU，其不仅增加了整车功能模块，更在结构上变得更为复杂，可能配备水冷或风冷等散热构造。PDU的配置极具灵活性，能依据客户要求进行定制化开发，从而满足不同客户及车型的多样化需求，如三合一、四合一、五合一等配置方案。

箱内安装式的BDU外壳通常采用塑料材质，并无特定的IP等级要求；而箱外安装式则一般选用铝合金壳体，符合IP67的等级标准。在电气构成上，PDU的核心组件包括MSD（可选配置）、BMS（同样可选）、继电器、熔断器、预充电阻、电流采集元件、铜排，以及连接器和线束总成等。而对于BDU，其关键元器件则涵盖继电器、熔断器、BMU（可选）、电流采集元件、铜排、连接器与线束总成等。
二、关键元件详解

继电器在PDU中扮演着至关重要的角色，根据其在常规电路中的应用，可分为高压主正/主负继电器、预充继电器、快充继电器、PTC加热继电器以及空调继电器等多种类型。这些继电器在PDU的电气系统中发挥着不可或缺的作用，确保设备的稳定运行和安全性能。

熔断器在电池包保护中扮演着重要角色，其中主回路熔断器是用于保护电池包的关键元件，其通过的电流通常最大。此外，还配备了其他辅助回路熔断器，以提供全面的保护。
熔断器在电路中以串联方式存在，发挥保护回路的作用。一旦电流过大，其内部截面面积较小的金属元件会因高温而达到熔点，从而具备熔断功能，进而实现对电路的有效切断和保护。在为车载环境选择熔断器时，需综合考虑以下关键因素：
在车载环境中选择熔断器时，我们需要综合考虑多个关键因素，包括振动、环境温度、精度、可靠性，以及尺寸和重量。此外，连接器在电动汽车上也扮演着重要的角色，它们分为公端和母端，且母端的出线方式有铜排、螺栓和线缆压接三种。高压连接器还必须满足一系列性能要求，如高压互锁HVIL、IP67/68防护、阻燃等级V0、电磁防护等。

另一方面，MSD作为电池包对外通断的安全保障，能够在外部短路或需要手动断开高压时，及时为乘客和车辆提供断电保护。关于MSD的更多信息，可以参考相关文章《安全所系，电动汽车不可忽视的MSD》。另外，电流采集也是电路保护中的重要环节，常用的电流采集元件包括电流传感器和分流器。

预充电阻在预充回路上发挥着关键作用，旨在为电池系统提供上电瞬态冲击的防护。其计算过程可以举例说明如下：
①、预充回路的关键参数：预充时间设定为小于400毫秒，电机两端的电容值为850微法拉，电源电压为350伏特，峰值电压则达到420伏特，同时确保预充电压能够达到电源电压的95%。
铜排，作为电路中的关键组件，通常由铜材质打造。依据不同的加工工艺，铜排可进一步细分为软铜排与硬铜排两大类别，它们的特性与应用场合各有差异。
部分PDU与BDU方案矩阵表概览：