PDU – Power Distribution Unit – tai įtaisas, kurio paskirtis yra paskirstyti aukštą įtampą iš automobilio baterijos aukštos įtampos vartotojams. PDU gedimas gali visiškai imobilizuoti elektromobilį arba padaryti neįmanomą jo įkrovimą. Remontas yra galimas, tačiau ne visada atliekamas. Taip pat aptarsime, kaip turėtų atrodyti PDU diagnostika automobilių remonto dirbtuvėse.

Pastaba – kartais vartojamas kitas pavadinimas: PDM – Power Delivery Module. Tai tas pats mazgas. Tekste bus vartojamas pavadinimas PDU.

Grafika sugeneruota dirbtinio intelekto (AI)

Elektromobilyje yra dvi instaliacijos – žemos ir aukštos įtampos

Vidaus degimo variklio (benzininiame, dyzeliniame) automobilyje visa elektros instaliacija turi pastovią 12 V įtampą. Skiriasi tik srovės stipris, tiekiamas atskiriems vartotojams per reles.

Elektromobilyje naudojamos dvi elektros instaliacijos. Pirmoji, standartinė, kaip vidaus degimo variklio automobilyje, yra 12 V ir skirta standartiniams vartotojams maitinti, tokiems kaip išorinis ir vidinis apšvietimas, valdikliai, jutikliai, ekranai, valytuvų varikliai, centrinis užraktas ir daugelis kitų. Instaliacija maitinama per DC/DC keitiklį ir 12 V akumuliatorių (tai gali būti standartinis švino-rūgšties akumuliatorius arba žemos įtampos ličio jonų akumuliatorius).

Antroji elektros instaliacija – tai aukštos įtampos instaliacija. Ji maitina, be kita ko, inverterį, aukštos įtampos kompresorių (jei toks yra) ir kitus aukštos įtampos vartotojus. Ir būtent čia veikia PDU – Power Distribution Unit.

Kas yra PDU – Power Distribution Unit elektromobilyje?

Power Distribution Unit paskirsto energiją iš traukos baterijos DC (400, 600 ar 800 V įtampos) aukštos įtampos vartotojams. Power Distribution Unit veikia tik aukštos įtampos grandinėje (neturi nieko bendra su 12 V instaliacija) ir yra atsakingas už maitinimo įjungimą ir atjungimą atskiriems vartotojams. Be to, atsako už sistemos apsaugą nuo pažeidimų. Power Distribution Unit – tai energijos paskirstymo mazgas.

PDU nukreipia aukštos įtampos srovę tokiems vartotojams kaip:

• inverteris, kuris maitina elektros variklį ir valdo jo sukimosi greitį – jei automobilis turi abiejų ašių pavarą, jame yra du inverteriai ir du elektros varikliai;
• DC/DC keitiklis, kuris pertvarko srovę iš aukštos įtampos baterijos į 12 V srovę, skirtą elektros instaliacijai maitinti ir paleidimo akumuliatoriui įkrauti;
• elektriniai PTC šildytuvai, skirti aušinimo skysčiui pašildyti tuose aušinimo sistemos kontūruose, kurie aptarnauja traukos bateriją;
• bortinis įkroviklis OBC (On Board Charger);
• didelės galios elektriniai šildytuvai salonui šildyti, jei automobilis neturi šilumos siurblio;
• aukštos įtampos (High Voltage) oro kondicionieriaus kompresorius, kuris dažnai susietas su automobilio aušinimo sistema (HV kompresorius elektromobiliuose būna ne visada);
• galbūt kiti aukštos įtampos vartotojai.

PDU dažniausiai montuojamas prie akumuliatoriaus korpuso – tai logiškiausia vieta. Jis taip pat gali būti sumontuotas korpuso viduje. Tačiau kartais inžinieriai geba nustebinti ir PDU gali būti variklio skyriuje.

PDU korpuse yra aukštos įtampos kontaktoriai, įjungiantys srovę atskiriems vartotojams. PDU korpuse taip pat montuojami saugikliai, kurie apsaugo atskiras aukštos įtampos grandines nuo viršįtampio.

PDU korpuse taip pat yra pre-charge grandinė. Jos užduotis – apriboti staigią kondensatorių įkrovos srovę galios elektronikoje, įjungiant High Voltage sistemą. PDU taip pat gali būti srovės jutiklių bei izoliacijos kontrolės jutiklių, saugančių automobilio naudotojus nuo elektros smūgio. Aptikus pramušimą, jutikliai atjungia įtampą nustatytoje grandinėje.

PDU – Power Distribution Unit sandara

Iš kokių elementų susideda PDU elektromobilyje? Power Distribution Unit dažniausiai sudaro:

• aukštos įtampos kontaktoriai;
• pre-charge grandinės kontaktoriai;
• aukštos įtampos saugikliai;
• busbars, tai yra rinktuvinės šynos;
• gnybtai;
• didelės srovės jungtys;
• srovės jutikliai;
• įtampos jutikliai;
• izoliacijos jutikliai;
• valdymo elementai;
• ryšio elementai;
• papildomi su įkrovimu susiję elementai – ne kiekviename automobilyje.

PDU sandara gali skirtis priklausomai nuo elektromobilių modelių.

PDU gedimai – ar Power Distribution Unit elektromobiliuose genda?

Taip, PDU gali sugesti; gali sugesti visi aukščiau išvardyti mazgai, įeinantys į Power Distribution Unit sudėtį. Gedimo priežastimi gali būti terminiai pažeidimai (dirbdamas su aukšta įtampa PDU stipriai kaista), drėgmės sukelta korozija, užliejimas, izoliacijos problemos. Kartais PDU negali tinkamai įjungti maitinimo dėl kito aukštos įtampos sistemos elemento gedimo.

Tipiniai PDU Power Distribution Unit gedimo požymiai yra:

• Negalimybė paleisti automobilio dėl to, kad PDU apskritai neįjungia aukštos įtampos – ekrane pasirodo pranešimai: EV System Fault ir (arba) Check EV System.
• Negalimybė įkrauti baterijos – PDU neįjungia įkrovimo grandinės.
• Variklio galios apribojimas – automobilio perėjimas į avarinį režimą.
• Visiškas aukštos įtampos nebuvimas – neveikia variklis, neveikia oro kondicionierius / aušinimas, šildymas ir bortinis įkroviklis – dažniausiai priežastis yra kontaktorių gedimas PDU korpuse.
• PDU perkaitimas – degėsių kvapas, perkaitimo pėdsakai.
• Klaidų įrašymas valdiklio atmintyje. Į PDU nurodantis klaidos kodas ne visada reiškia, kad sugedęs yra pats PDU.

Panašūs gedimo požymiai atsiranda ir sugedus traukos akumuliatoriui (pagrindinei automobilio baterijai), inverteriui, bortiniam įkrovikliui OBC bei DC/DC keitikliui. Todėl būtina išsami diagnostika, kad būtų nustatytas už gedimą atsakingas mazgas. Juolab kad kiekvienos iš aukščiau išvardytų dalių keitimas yra labai brangus.

Kaip diagnozuojamas Power Distribution Unit elektromobilyje?

Primename: elektromobilių bei hibridinių PHEV automobilių diagnostiką ir remontą gali atlikti tik mechanikai, turintys teisę dirbti iki 1 kV, taip pat turintys atitinkamą diagnostikos įrangą, skirtą elektromobiliams aptarnauti. Reikia atsiminti apie tinkamą, atitinkamai paženklintą darbo vietą, taip pat apie apsauginę aprangą ir tinkamus įrankius, skirtus dirbti su elektromobiliais (su aukšta įtampa).

Kaip vyksta profesionali Power Distribution Unit diagnostika BEV automobilyje?

• Diagnostikos kompiuterio su pažangia programine įranga prijungimas ir High Voltage sistemos valdiklių klaidų nuskaitymas.
• Realiųjų parametrų analizė: įtampos, kontaktorių būsenos, pre-charge statuso, įtampos prieš atskirus PDU elementus ir už jų, taip pat izoliacijos verčių.
• Izoliacijos būklės patikra, ypač dėl pramušimų automobilio kėbulo kryptimi.
• Atjungus srovę, tikrinama jungčių būklė, laidų būklė, drėgmės sukeltos korozijos pėdsakai, perkaitimo pėdsakai, galbūt mechaniniai pažeidimai.
• Atliekami įtampos matavimai, įtampos kryčio matavimai, grandinių pralaidumo matavimai.

Ar PDU remontas elektromobilyje yra galimas?

Tai priklauso nuo automobilio modelio, PDU būklės, atsarginių dalių prieinamumo ir EV remontuojančių dirbtuvių galimybių. Amerikietiškos ir kiniškos EV dirbtuvės keičia saugiklius, kontaktorius, pre-charge rezistorius, pažeistas (korozijos paveiktas) jungtis ir t. t. Pažeidus šynas, korpusą arba nesant atsarginių dalių, keičiamas visas PDU modulis.

Autorizuotajame techninės priežiūros centre (ASO) dažniausiai skiriamas labai brangus viso PDU mazgo keitimas. Dėl to remonto kainų skirtumas yra milžiniškas. Remontas nepriklausomose dirbtuvėse kainuoja nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių eurų (priklausomai nuo pažeidimo). Jis apima išmontavimą, atidarymą, remontą (pažeistų mazgų keitimą), bandymus, montavimą ir pakartotinius viso automobilio bandymus.

PDU keitimas nauju autorizuotajame techninės priežiūros centre gali kainuoti net keliasdešimt tūkstančių eurų.