PDU, czyli Power Distribution Unit, to jeden z kluczowych elementów układu wysokiego napięcia w samochodzie elektrycznym. To mała elektryczna skrzyneczka, rozdzielacz prądu wysokiego napięcia, który się psuje, a jego naprawa może kosztować kilkanaście tysięcy złotych.

W artykule odpowiem na takie pytania jak: Co to jest PDU? Jak działa Power Distribution Unit? Z jakich elementów się składa? Jakie są objawy awarii PDU? Jak wygląda diagnostyka i czy PDU można naprawić? Jeśli chcesz wiedzieć wszystko co ważne o PDU – koniecznie przeczytaj artykuł.

Jeśli chcesz poznać podstawowe informacje o Power Distribution Unit , objawy awarii PDU i koszty naprawy, obejrzyj 2,5 minutowy film, w którym wyjaśniam wszystko w prosty i zrozumiały sposób.

Jaką rolę pełni PDU – Power Distribution Unit w samochodzie elektrycznym?

PDU kontroluje i dystrybuuje energię elektryczną (o napięciu 400, 600 lub nawet 800 V) z akumulatora trakcyjnego auta elektrycznego do odbiorników wysokiego napięcia. To bardzo proste – PDU działa jak listwa elektryczna w Twoim domu. Listwa pobiera prąd z sieci i rozdziela go na podłączone do niej urządzenia (np. komputer, lampę itd.). PDU pobiera prąd z akumulatora. Wewnątrz PDU mogą znajdować się styczniki HV, bezpieczniki, szyny prądowe, układ pre-charge oraz elementy pomiarowe i zabezpieczające.

Awaria tej małej skrzyneczki unieruchamia auto elektryczne

Awaria PDU może unieruchomić samochód elektryczny, jeśli prąd z PDU nie będzie płynąć do falownika. Falownik zasila silnik elektryczny. Awaria PDU może też ograniczyć moc napędu lub spowodować problemy z ładowaniem . W niektórych przypadkach uszkodzony element można naprawić lub wymienić, ale część producentów przewiduje wymianę kompletnego modułu. O takich sytuacjach mówiłem już i pisałem w przypadku silnika elektrycznego, redukcyjnej skrzyni biegów i falownika. Po co naprawiać, niech klient płaci, nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych. Koszt naprawy PDU może wynieść nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych. Czasami można kupić używany, za ok. 5000 złotych. Ale jego montaż , instalacja i kalibracja też nie będą tanie. Są też firmy, które PDU naprawiają. Jeśli mają części…

Czym jest PDU w samochodzie elektrycznym?

PDU (Power Distribution Unit) to jednostka dystrybucji energii elektrycznej stosowana w samochodach elektrycznych i niektórych hybrydach plug-in PHEV. PDU kontroluje przepływ prądu z akumulatora trakcyjnego do obwodów wysokiego napięcia samochodu. Akumulator trakcyjny magazynuje energię elektryczną w postaci prądu stałego DC. W zależności od konstrukcji samochodu napięcie układu wysokiego napięcia może wynosić około 400 V, 800 V lub mieć inną wartość charakterystyczną dla danej architektury pojazdu.

PDU pełni funkcję centrum dystrybucji energii w układzie HV.

PDU – kieruje prąd do odbiorników wysokiego napięcia, załącza i wyłącza obwody wysokiego napięcia, ma na wyposażeniu bezpieczniki, które chronią przed przebiciem. Ponadto PDU stale dokonuje pomiarów napięcia i monitoruje cały układ. W niektórych samochodach elektrycznych moduł PDU może być częścią baterii albo modułu ładowania.

W samochodzie elektrycznym są dwie instalacje – 12 V i wysokiego napięcia

Samochód elektryczny korzysta z dwóch podstawowych poziomów napięcia. Instalacja niskiego napięcia to obwód niskiego napięcia zasila urządzenia podobne do tych stosowanych w samochodach spalinowych. Może odpowiadać między innymi za: sterowniki elektroniczne, zasilanie czujników, oświetlenie zewnętrzne i wewnętrzne, systemy multimedialne, wyświetlacze i zegary, zamki i centralny zamek, wycieraczki, część wyposażenia komfortowego, elektronikę sterującą. Do zasilania instalacji niskiego napięcia 12V służy konwerter DC/DC oraz akumulator. Może to być standardowy akumulator kwasowo ołowiowy, albo akumulator litowo – jonowy niskiego napięcia.

Co to jest konwerter DC/DC? Konwerter DC/DC przekształca energię z układu wysokiego napięcia na napięcie odpowiednie dla instalacji niskonapięciowej. Poniżej film o konwerterze DC/DC

Instalacja wysokiego napięcia – drugi obwód w samochodzie elektrycznym to układ wysokiego napięcia, określany często jako HV (High Voltage).

Zasila on między innymi:

• falownik, który steruje prędkością obrotową silnika,
• sprężarkę klimatyzacji HV,
• elektryczne elementy ogrzewania – grzałki elektryczne PTC jeśli występują,
• niektóre pompy i urządzenia pomocnicze,
• konwerter DC/DC,
• ładowarkę pokładową OBC On Board Charger (to raczej ona zasila układ, bo pobiera prąd z ładowarki AC i kieruje go do baterii),

a także inne odbiorniki wysokiego napięcia, zależnie od konstrukcji pojazdu.

Jak działa PDU w samochodzie elektrycznym?

To elektryczne centrum zarządzania przepływem energii wysokiego napięcia. Akumulator trakcyjny nie powinien być stale połączony ze wszystkimi odbiornikami wysokiego napięcia. Po wyłączeniu samochodu obwód HV musi zostać bezpiecznie odłączony. Do tego celu służą styczniki HV – kontaktory, znajdujące się we wnętrzu obudowy PDU. Po uruchomieniu samochodu odpowiednie sterowniki wydają polecenie załączenia układu HV. PDU, zgodnie z architekturą konkretnego pojazdu, uczestniczy w procesie kontrolowanego podania napięcia do poszczególnych obwodów.

PDU najczęściej montuje się przy akumulatorze, a często we wnętrzu jego obudowy. Im bliżej akumulatora, tym krótsze przewody wysokiego napięcia pomiędzy źródłem energii a punktem, w którym energia jest rozdzielana na poszczególne obwody.

Budowa PDU – z jakich elementów składa się Power Distribution Unit?

Budowa PDU różni się w zależności od modelu samochodu.

W typowym module mogą znajdować się: styczniki wysokiego napięcia, styczniki lub elementy układu pre-charge, bezpieczniki HV, szyny prądowe (busbary), zaciski, złącza wysokoprądowe, czujniki prądu, czujniki napięcia, elementy monitorowania izolacji, układy sterujące, elementy komunikacyjne, dodatkowe elementy związane z ładowaniem lub dystrybucją energii. W niektórych samochodach część tych elementów może być umieszczona poza PDU.

Czym jest układ pre-charge?

Jednym z ważnych elementów układu HV jest pre-charge, czyli układ wstępnego ładowania. W obwodach wysokiego napięcia znajdują się kondensatory, między innymi w elektronice mocy. Gdyby napięcie baterii zostało podane na całkowicie rozładowane kondensatory natychmiast, mogłoby dojść do bardzo dużego prądu początkowego. Układ pre-charge ogranicza ten prąd i pozwala na kontrolowane zwiększenie napięcia w obwodzie DC-link. Dopiero po prawidłowym zakończeniu procesu załączane są główne styczniki. Awaria układu pre-charge może spowodować, że samochód nie uruchomi układu wysokiego napięcia, mimo że sama bateria trakcyjna jest sprawna.

PDU a PDM – czy to ten sam element?

Niektórzy producenci stosują inne nazwy dla podobnych lub częściowo podobnych funkcjonalnie modułów. Można spotkać między innymi określenie: PDM – Power Delivery Module. W niektórych modelach funkcjonalnie odpowiada ono rozwiązaniom określanym jako PDU, ale nie należy automatycznie zakładać, że PDU i PDM są zawsze identycznymi modułami. Nazewnictwo zależy od producenta i konkretnej architektury pojazdu. Dlatego podczas diagnostyki warto zawsze korzystać z dokumentacji technicznej konkretnego modelu samochodu.

Awarie PDU – co może się zepsuć?

Tak jak każdy element układu elektrycznego, PDU może ulec awarii. Awarie samochodów elektrycznych są częste i być może, jako jeden z niewielu dziennikarzy w Polsce, przestrzegam przed nimi i przede wszystkim, przed ich wysokimi kosztami. Uszkodzeniu w PDU mogą ulec praktycznie wszystkie wymienione jego części składowe.

Do potencjalnych przyczyn problemów należą: przegrzewanie – w trakcie pracy urządzenie się grzeje i wymaga sprawnego chłodzenia, przeciążenia, zwarcia, korozja, wilgoć, zalanie, uszkodzenia mechaniczne, problemy z izolacją, uszkodzenia przewodów i złączy. Warto jednak pamiętać o bardzo ważnej rzeczy: kod błędu wskazujący na PDU nie zawsze oznacza, że uszkodzony jest sam PDU.

PDU jest częścią większego systemu. Problem z baterią, falownikiem, izolacją układu HV, przewodem lub innym podzespołem może spowodować, że PDU nie wykona prawidłowo polecenia załączenia napięcia. Dlatego wymiana PDU „w ciemno” może być bardzo kosztownym błędem.

Objawy awarii PDU

Objawy zależą od rodzaju uszkodzenia i architektury konkretnego samochodu. Możliwe są między innymi: brak możliwości uruchomienia samochodu – prąd nie płynie do falownika, silnik się nie uruchomi; brak załączenia układu wysokiego napięcia – nie będą działać wszystkie układy HV, problemy z ładowaniem, ograniczenie mocy napędu, przejście samochodu w tryb awaryjny, brak działania części lub wszystkich odbiorników HV, komunikaty o awarii układu EV, zapisane błędy w sterownikach, problemy z procesem pre-charge, ślady przegrzania, zapach spalenizny, uszkodzenia złączy lub przewodów.

Jak diagnozuje się Power Distribution Unit?

Diagnostyka samochodu elektrycznego wymaga odpowiedniego przygotowania, wiedzy i przestrzegania procedur bezpieczeństwa. W Polsce prace przy instalacjach elektrycznych pojazdów należy wykonywać zgodnie z obowiązującymi wymaganiami dotyczącymi kwalifikacji, bezpieczeństwa pracy i instrukcji producenta. W przypadku układów wysokiego napięcia niezbędne są odpowiednie kompetencje oraz wyposażenie. Mechanicy muszą mieć uprawnienia do 1kV, a także odpowiednie narzędzia i oznaczone stanowisko pracy.

Profesjonalna diagnostyka PDU może obejmować: Odczyt kodów usterek, analizę parametrów rzeczywistych (pomiar napięcia, status styczników, stan izolacji). Układ HV musi być odpowiednio odizolowany od nadwozia pojazdu. Problemy z izolacją mogą uniemożliwić bezpieczne załączenie napięcia, kontrolę przewodów i złączy, pomiary elektryczne (napięcia, spadków napięcia, ciągłości obwodów, rezystancji, izolacji). Diagnostyka PDU powinna zawsze uwzględniać cały układ wysokiego napięcia, a nie tylko sam moduł PDU.

Czy naprawa PDU w samochodzie elektrycznym jest możliwa?

W wielu przypadkach tak, ale zależy to od konstrukcji modułu i rodzaju uszkodzenia. Niezależny warsztat specjalizujący się w samochodach elektrycznych może mieć możliwość wymiany pojedynczych elementów, takich jak: bezpieczniki, styczniki, elementy układu pre-charge,

niektóre złącza, uszkodzone elementy elektroniki. W przypadku poważnych uszkodzeń obudowy, rozległej korozji, uszkodzenia szyn prądowych lub braku dostępnych części zamiennych może być konieczna wymiana całego modułu. Nie każdy moduł jest zaprojektowany jako naprawialny element.

Ile kosztuje naprawa lub wymiana PDU?

Koszt naprawy PDU może być bardzo różny.  Jeżeli uszkodzeniu uległ pojedynczy element, np. bezpiecznik, stycznik lub element układu pre-charge, naprawa może być zdecydowanie tańsza niż wymiana całego modułu. Jeżeli jednak producent przewiduje wymianę kompletnego PDU, rachunek może sięgnąć kilku, kilkunastu, a w niektórych modelach nawet kilkunastu lub kilkudziesięciu tysięcy złotych.

Przykłady z rynku pokazują jednak, że wymiana kompletnego modułu może być bardzo kosztowna. W przypadku jednego z właścicieli Nissana LEAF z 2015 roku publikowana wycena wymiany modułu PDM w ASO wynosiła 5568 dolarów.

AUTOR MICHAŁ LISIAK

MENU
– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ
– > MAGAZYN MOTORYZACYJNY
– > TECHNIKA MOTORYZACYJNA I DIAGNOSTYKA
– > SAMODZIELNE NAPRAWY SAMOCHODÓW– ZAOCZNE TECHNIKUM DRUCIARSTWA SAMOCHODOWEGO
– > ELEKTROMOBILNOŚĆ I SAMOCHODY ELEKTRYCZNE, WADY ELEKTROMOBILNOŚCI
– > DETAILING
– > FELIETONY MOTORYZACYJNE, CIEKAWOSTKI MOTORYZACYJNE, HUMOR MOTORYZACYJNY
– > DOKUMENTY, UBEZPIECZENIA
– > MOTOCYKLE
– > MILITARIA – MOTORYZACJA I WOJSKO
– > MOTORYZACJA I POLITYKA
– > TESTY SAMOCHODÓW
– > AKCESORIA DLA KIEROWCÓW
– > SAMOCHODY ŚWIATA
– > PODRÓŻE i SLOW DRIVING
– > MOTOREWIA NA FACEBOOK
– > MOTOREWIA NA TWITTER

Michał Lisiak

Jestem niezależnym dziennikarzem motoryzacyjnym z 16 – letnim stażem. Kocham motoryzację. Pasjonuje mnie technika samochodowa i nie tylko ona. Opisuję świat ze swojej perspektywy słowami Lorda Czarnej Żmii, mojego ulubieńca. Kocham Polskę, a poza motoryzacją pasjonuje mnie Indonezja, moją miłością jest Dżakarta, cieszy mnie kuchnia azjatycka i muzyka elektroniczna. Jestem wolnościowcem i do szału doprowadzają mnie lewicowe pomysły. Z nieskrywaną radością piszę i mówię o wadach aut elektrycznych. Jestem wielką gwiazdą hucznych przyjęć, w trakcie których opowiadam soczyste anegdoty o pożarach samochodów elektrycznych i straszę wszystkich cenami baterii i napraw. Świetnie gotuję. Współpracuję z kilkoma portalami i firmami motoryzacyjnymi.
Prowadzę też konto na YouTube, które zdobywa coraz większą popularność. Jestem dziwakiem, który lubi przebywać w towarzystwie starych części samochodowych. Mam małą rodzinę, w skład której wchodzi moja matka, druga połowa i kot. Ukochana ma jedną wadę – lubi duriany.
Brzydzę się „dziennikarstwem motoryzacyjnym”, które polega na skracaniu gotowych newsów, przychodzących z działów PR importerów samochodów.
Na mojej stronie i koncie na YouTube piszę i mówię to, co naprawdę myślę o motoryzacji.