内容包括新能源车模块PDU与BDU介绍，主要电气件参数设计及选型(继电器、熔断器、电流采集、铜排等)，PDU与BDU结构设计，电气安全及散热设计，继电器控制及诊断等。持续更新，原创不易！完整的内容来自：CSDN的“爱上电路设计”
PDU(Power Distribution Unit)高压配电单元，功能是负责新能源车高压系统中的电源分配与管理，为整车提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能，保护和监控高压系统的运行。
PDU也能够集成BMS主控、充电OBC模块、DCDC模块、PTC控制模块等功能，与传统PDU相比多了整车功能模块，功能上更加集成化，结构上更复杂，具有水冷或是风冷等散热结构。PDU配置灵活，能够准确的通过客户要求进行定制开发，能够很好的满足不同客户不同车型需求，比如三合一、四合一、五合一等。下面分别描述。
在新能源汽车上，DCDC是一个将高压直流电转为低压直流电的装置。新能源汽车上没有发动机， 整车用电的来源也不再是发电机和蓄电池，而是动力电池和蓄电池。由于整车用电器的额定电压是低压，因此就需要DC/DC装置来将高压直流电转为低压直流电，这样才能够保持整车用电平衡。
传统车上空调暖风系统的热源是引入发动机冷却后的冷却液的热量，这个在新能源车上是不存在的，因此就需要专门的制热装置，这个装置被称为空调PTC。PTC(Positive Temperature Coefficient)的作用就是制热。当低温的时候，电池包需要一定的热量才能正常工作，这时候需要电池包PTC给电池包进行预热。
驱动电机将电能转化为机械能，驱动汽车行驶。与传统燃油车的发动机将燃料燃烧的化学能转为 机械能不同，其工作效率更加高，能达到85%以上，故相比传统汽车，其能量利用率更高，能够减少资 源的浪费。
OBC(On Board Charge)是一个将交流电转为直流电的装置。因为电池包是一个高压直流电源，当使用交流电进行充电的时候，交流电不能直接被电池包进行电量储存，因此就需要OBC装置，将高压交流电转为高压直流电，从而给动力电池进行充电。相关联的内容另可参考：新能源汽车的充电。
从电气组成上看，PDU产品主要元器件是MSD(选配)、BMS(选配)、继电器、熔断器、预充电阻、电流采集元件、铜排、连接器与线、BDU电池包断路单元
BDU(Battery Disconnect Unit )电池包断路单元，专为电池包内部设计，也是配电盒的一种。目前BDU都是根据车厂需求定制，因此收集客户的真实需求及客户整车电气性能很重要。根据BDU在电池包的位置，可大致分为电池箱内安装式和箱外安装式(也称为Battery Junction Box)。
负责评估CMU传送的数据，如果数据异常，则对电池进行保护，发出降低电流的要求，或者切断充放电通路，以避免电池超出许可的使用条件，同时还对电池的电量、温度来管理。根据先前设计的控制策略，判断需要警示的参数和状态，并且将警示发给整车控制器，最终传达给驾驶人员。
电池包的熔断器一般有主回路熔断器，用于保护电池包，通常电流最大；还有别的辅助回路熔断器。熔断器一般由管体、熔体和端盖构成，熔体是最重要的组成部分，由片状纯银带构成，部分采取铜银复合带，熔体焊接在触刀上，与石英砂都处于管体内部。管体和两端盖板构成一个封闭的空间灭弧，不同的管体对应不同的电压等级。
与MSD电动汽车上所用的高压连接器有公端和母端之分，公端往往以线端的形式存在，母端的出线方式总体有铜排、螺栓和线缆压接三种。在性能上相对传统连接器也有更高的要求，如高压互锁HVIL、IP67/68、IP6K9K防护、阻燃等级V0、电磁防护等。
MSD则是整个电池包对外通断的安全卫士，在发生外部短路或需要手动断开高压时，MSD能及时为乘客和车辆提供断电的安全防护作用，关于MSD可参考《安全所系，电动汽车不可忽视的MSD》。
电流采集常用元件有两大类：电流传感器和分流器。这些元件应用于电池检测中需要高精度与极低的偏移要求，实际使用的电流量程(长时间)建议不超过额定电流。在工作时，发热需要额外注意，在温升变化趋于稳定后，不同额定电流下应满足对应的温度要求，超出温度后需报警，避免传感器温度过高导致检测精度降低。含有PCBA，主芯片常使用LTC2949，其具有温度补偿。
关于LTC2949的电流、电压、温度采集移步：Arduino基础与进阶之
铜排形状和折弯要求参考国标GBT 5585.1-2005。载流能力参考线缆的过流能力及横截面积关系进行换算，参照铜排截面积及电流温升曲线表，结合经验值选定相应的铜排横截面积。前期铜排设计选型时会有设计冗余，在有超负载的大电流通过会造成较高温升，在几秒内仍可承受10倍的额定电流的冲击。铜排载流能力参考如下表。
对于PDU和电池箱外安装式的BDU，防护等级和机械强度要求更高，常采用压铸铝类或者钣金类。钣金箱体一般选择碳钢、铝合金箱体密度更低，壁厚由结构及箱体大小、固定方式等决定。
钣金类：碳钢Q235、SPCC、SGCC、45#，壁厚设计1.2～2.5mm之间。
机加工铝：一系、二系……九系，合金含量不同性能不一。常用六系铝，有较高的抗腐蚀性和氧化性，如6061-T6。
酸洗钝化：铬酸盐钝化，可满足国标中性盐雾72H；绝缘等级500VDC1Min，测试后绝缘阻抗500MΩ，耐压等级2000VAC，测试后无击穿、闪络阳极氧化：可满足中性盐雾96H；绝缘等级500VDC1Min，测试后绝缘阻抗500MΩ，耐压等级2000VAC，测试后无击穿、闪络喷粉：喷塑粉0.15～0.2mm之间可满足盐雾144H；绝缘等级1000VDC1Min，测试后绝缘阻抗500MΩ，耐压等级2500VAC，测试后无击穿、闪络镀达克罗：一种锌铬涂层，相比传统的电镀锌和热镀锌，紧4～8μm耐盐雾性能增强7～10倍，耐盐雾最高可达上千小时，绝缘等级1000VDC1Min，测试后绝缘阻抗500MΩ，耐压等级2500VAC，测试后无击穿、闪络。
对于钣金箱体，能够使用喷粉或电泳漆，其中，喷粉为橘纹或细纱纹绝缘粉，可满足国标中性盐雾96H；电泳涂装表面覆盖率高，通常可作为打底涂层，电泳漆耐盐雾可高达数百小时。
PDU和BDU的电气安全必须要格外注意接地和爬电距离，通常电动汽车用配电盒的工作电压在301～660V之间，电气间隙和爬电距离参考标准UL2580 表5.1确定最小电气间隙。
箱体的绝缘需满足国标GB/T 18384.3-2015第7.2节要求。按照标准GB/T 18384.3-2015第7.2节所述“电力系统负载绝缘电阻的测量”对产品做绝缘测试，在各带电电路与外壳间及彼此无电连接的电路之间施加持续1分钟的直流电压500V。箱体的耐压需满足国标GB/T 18384.3-2015第7.3节要求。按照标准GB/T 18384.3-2015第7.3节所述对产品做耐压测试，在各带电电路与外壳间及彼此无电连接的电路之间施加持续1分钟的50~60Hz交流电压2500V。
其他常见安全措施包括铜排设置防触指结构、高压低压之间距离不足时增加塑料保护帽、箱体内部高压器件和低压线束分离，防止爬电，以及线缆加玻纤管、纺织管保护，以防漏电。
随着整车开发周期的不断减小，对产品的开发质量却没有降低，在这种情况下，仿真就成了必不可少的技术方法。对于PDU和BDU企业来说，仿真分析特别的重要，企业要及时提供对应的仿真材料给到整车或电池系统企业，以便能进行整体的仿真，而不是孤立地进行PDU/BDU开发。
为了防止电池包与整车侧负载的压差导致大电流烧坏继电器，在预充回路中加入了预充电阻和预充继电器来减小闭合总负继电器和预充继电器后电池包的输出电流。当预充电压达到电池包总压95%时认为预充成功，闭合总正继电器，然后断开预充继电器，电池包处于可放电状态。
继电器的控制是由BMS(电池管理系统)输出高低边到继电器的线圈，从而控制了继电器的断开和吸合。为实现继电器的可靠设计，由BMS同时控制线圈的高低边来保证不可能会出现由于干扰导致的继电器误操作。在BMS的硬件电路中，不仅设计高低边控制，还要设计对驱动回路的诊断。诊断内容有线圈对搭铁短路、线圈短电源和线圈开路故障。硬件电路的框图见图4。图4中HSD_AD为高边电压信号、LSD_AD为低边电压信号、IS_AD为高边控制回路中的电流、CPSR为继电器供电电源。
继电器高压回路诊断包括继电器无法闭合诊断和继电器黏连诊断。诊断方式是通过采集电池包高压回路的电压法来判断。高压回路的电压采样点见图5。
①预充继电器无法闭合 预充继电器的控制指令为闭 合，且已经闭合超过50ms，主负和主正继电器的控制指令为 断开，此时进行预充继电器无法闭合诊断。当满足以下条件 且持续100ms，判断预充继电器为无法闭合。
②主正继电器无法闭合 当主正继电器控制指令为闭 合，而预充继电器控制指令为断开时，进行主正继电器无法 闭合诊断。当满足以下条件且持续100ms，判断主正继电器 为无法闭合。
①主正继电器黏连：当主正继电器和主负继电器的控 制指令为断开，且已经持续2s （等待电容泄放时间） 以上是 进行主正继电器黏连诊断。当满足以下条件且持续100ms， 判断为主正继电器黏连。
②预充继电器黏连：由于主正继电器和预充继电器在一个高压回路中，无法区别主正继电器和预充继电器的黏连。
③主负继电器黏连：当主负继电器控制指令为断开，且主正继电器黏连或预充继电器闭合，进行主负继电器黏连诊 断。当满足以下条件且持续100ms，判断为主负继电器黏连。