PDU作為新能源汽車產業中重要一環，本文重點來給大家介紹《PDU結構設計注意事項》。
第一部分 PDU功能介紹
高壓配電盒簡稱配電盒，英文簡稱PDU（Power Distribution Unit），新能源車高壓系統解決方案中的高壓電源分配單元。通過母排及線束將高壓元器件電連接，為新能源汽車高壓系統提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控制等功能等，保護和監控高壓系統的運行。
PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、 PTC控制模塊等功能，與傳統PDU相比多了整車功能模塊，功能上更加集成化,結構上更復雜，具有水冷或是風冷等散熱結構。PDU配置靈活，可以根據客戶要求進行定制開發，能夠滿足不同客戶不同車型需求。PDU的核心理念與方案應該是源自軍用飛機，為毛，大家可以自行腦補。
BDU(Battery Disconnect Unit )電池包斷路單元，專為電池包內部設計，也是配電盒的一種。目前PDU都是根據車廠需求定制，因此收集客戶需求及客戶整車電氣性能很重要。
第二部分 結構造型設計
電氣原理圖：
實物方案：
一.總體要求：
1.和客戶初步溝通，客戶會根據產品應用場景（大巴車，公交車，乘用車，物流車），年需求量，初步給出選用下列外殼類型：塑膠，鈑金，鋁壓鑄等三種外殼材料，塑膠外殼一般用在BDU上；
2.當客戶提出需求時，PDU電氣原理圖已經繪制好，大致外形尺寸已經給出，此時客戶會和PDU廠商進一步確認電氣件選型，連接器選型；
3.內部器件要求：裝配便利；維護方便；所有的電氣件，PCB板都要很方便的維護。
4.防護等級：IP67
二.外殼設計：
1.鈑金外殼：
材質：冷軋板SPCC，鋁板AL6061 OR AL5052，不銹鋼SUS304，SUS316，不銹鋼不好加工，一般不選；
表面處理：噴粉，戶外粉體，外殼噴粉后鹽霧測試48小時不生銹
板厚：SPCC1.5-2.0mm;AL6061 1.5-2.0mm;SUS304：1.0-1.5mm
2.壓鑄鋁外殼：
材質：ACD12
表面處理：噴砂樣機，噴細沙，銀色或黑色，鹽霧測試48小時不生銹
板厚：4.0mm左右
3.塑膠外殼：
材質：硬質塑料：PC,PA
表面處理：烤漆
板厚：4.0mm左右
三.搭鐵設計（配電盒安裝孔位部件）：
1.鈑金外殼：
板厚3mm左右，滿焊
2.壓鑄鋁外殼：
厚度5mm左右，和殼體壓鑄一體成型
3.搭鐵孔一般是腰型孔，大小根據客戶螺絲大小決定，大多選用M5或M6螺絲固定配電盒
四.銅排設計（配電盒安裝孔位部件）：
1.根據銅排載流量速算設計
2.根據下表查詢載流量：
估算法:
單條銅母排載流量= 寬度(mm) X 厚度系數
雙母排載流量= 寬度(mm) X 厚度系數 X 1.5(經驗系數)
銅排和鋁排也可以按平方數來,通常銅應該按5-8A/平方,鋁應該按3-5A/平方
常用銅排的載流量計算方法：
40℃時銅排載流量=排寬*厚度系數
排寬(mm);厚度系數為:母排12厚時為20;10厚時為18;依次為:[12-20，10-18，8-16，6-14，5-13，4-12].
雙層銅排[40℃]=1.56-1.58單層銅排[40℃]（根據截面大小定）
3層銅排[40℃]=2單層銅排[40℃]
4層銅排[40℃]=單層銅排[40℃]*2.45(不推薦此類選擇,最好用異形母排替代)
銅排[40℃]= 銅排[25℃]*0.85
鋁排[40℃]= 銅排[40℃]/1.3
例如求TMY100*10載流量為：
單層：100*18=1800(A)[查手冊為1860A]；
雙層：2(TMY100*10)的載流量為：1860*1.58=2940(A)；[查手冊為2942A]；
三層：3(TMY100*10)的載流量為：1860*2＝3720(A)[查手冊為3780A]
以上所有計算均精確到與手冊數據相當接近。
五.線束設計：
1.根據線束通過載流量選用合適線徑，因為配電盒內部空間很緊湊，線束線徑一般不超過4平方，不然線纜折彎半徑太大不方便裝配；
2.根據線徑和兩端連接器件選用合適端子；
3.電纜線徑選取根據V下表載流容量的規定來選取。
第三部分 安規設計
一.爬電距離：
高壓配電盒的爬電距離滿足GB/T 18384.1中規定的相關爬電要求。
PDU內部爬電距離保持在12mm比較合理，一般參考標準IEC 60664或 GB16935，按污染等級2；污染等級 2，考慮裝配公差和失效需要增大1~2mm
二.抗振動性：
一般按照QC/T413-2002測試
頻率：25～500Hz 每個方向8小時(箱體安裝面法為Z向)
Z方向加速度30m/s2,振幅1.2mm;
Y方向加速度15m/s2,振幅0.6mm;
X方向加速度15m/s2,振幅0.6mm;
客戶有指定其他測試標準，按照客戶指定測試標準進行振動測試
三.抗振動性先按照上述結構設計注意事項及以往案例進行結構設計3D完成后，用軟件進行受力模擬，沒有問題打樣實物測試，中間有問題在整改。
第四部分 散熱設計
一.如果沒有車載充電機，DCDC電源，按照常規設計即可，小電流選用線束，大電流選用銅排
二.有車載充電機，DCDC電源，根據車載電機，DCDC電源發熱量和客戶確認采用風冷散熱，發熱源貼在配電盒壁上，配電盒發熱源壁上加散熱片，散熱片上加防水散熱風扇
三.有車載充電機，DCDC電源，根據車載電機，DCDC電源發熱量和客戶確認采用液冷散熱，冷凍液用油或者冷凍液。銅管穿過配電盒，水冷散熱片，散熱片里面有銅管
四.配電盒內部溫升一般在30K,不超過50K
下圖為散熱方案：
第五部分 密封設計
一.上下蓋密封設計：H型 密封圈 開模
1.鈑金件上下蓋防水結構：防水螺帽，密封圈
2.鋁壓鑄件上下蓋防水結構：密封圈
二.外接連接器處防水設計：
1.選用防水連接器
2.鈑金件外殼：固定連接器的位置，鉚接防水螺帽
3.鋁壓鑄件外殼：固定連接器的位置，做凸臺，凸臺上做盲孔螺紋固定連接器
第六部分 EMC設計
電磁兼容（EMC）是對電子產品在電磁場方面干擾大小（EMI）和抗干擾能力（EMS）的綜合評定，是產品質量最重要的指標之一，電磁兼容的測量由測試場地和測試儀器組成。
EMC設計問題如下：
1.只有在PDU里面加了BMS，DCDC電源，車載充電機等其中的一種或幾種才考慮EMC
2.BMS, DCDC電源，車載充電機，這些電氣件出廠時一般都做了EMC驗證，都在國標規定范圍內。
3.EMS不過的話和廠商協同處理靠廠商搞定，結構設計主要方法是加高導電性屏蔽罩，廠商自己整改；因為是PDU一般是金屬外殼，可以有效屏蔽電磁干擾，EMI可以完美解決。
第七部分 建模仿真設計
仿真設計分為熱仿真，受力分析：
1.靠經驗設計出3D；
2.根據3D模型用軟件模擬散熱和受力；
3.熱仿真和受力分析可以參考行業標準。
