PDU – Power Distribution Unit – uređaj je čija je zadaća raspodijeliti visoki napon iz baterije automobila prema trošilima visokog napona. Kvar PDU-a može potpuno onesposobiti električni automobil ili onemogućiti njegovo punjenje. Popravak je moguć, no ne provodi se uvijek. Provjerit ćemo i kako bi trebala izgledati dijagnostika PDU-a u automehaničarskoj radionici.

Napomena – ponekad se rabi drugi naziv: PDM – Power Delivery Module. Riječ je o istom sklopu. U tekstu će se rabiti naziv PDU.

Grafika izrađena pomoću umjetne inteligencije (AI)

U električnom automobilu postoje dvije instalacije – niskog i visokog napona

U automobilu s motorom s unutarnjim izgaranjem (benzinskom, dizelskom) cijela električna instalacija ima stalni napon od 12 V. Razlikuje se jedino jakost struje koja se do pojedinih trošila dovodi putem releja.

U električnom automobilu rabe se dvije električne instalacije. Prva, standardna, kao u automobilu s motorom s unutarnjim izgaranjem, ima 12 V i služi za napajanje standardnih trošila, kao što su vanjska i unutarnja rasvjeta, upravljačke jedinice, senzori, zasloni, motori brisača, središnja brava i mnoga druga. Instalacija se napaja putem DC/DC pretvarača i akumulatora od 12 V (može biti riječ o standardnome olovno-kiselinskom akumulatoru ili o litij-ionskom akumulatoru niskog napona).

Druga električna instalacija jest instalacija visokog napona. Ona napaja, među ostalim, inverter, kompresor visokog napona (ako postoji) i druga trošila visokog napona. I upravo tu radi PDU – Power Distribution Unit.

Što je PDU – Power Distribution Unit u električnom automobilu?

Power Distribution Unit raspodjeljuje energiju iz trakcijske baterije DC (napona 400, 600 ili 800 V) prema trošilima visokog napona. Power Distribution Unit radi samo u krugu visokog napona (nema nikakve veze s instalacijom od 12 V) i odgovoran je za uključivanje i isključivanje napajanja pojedinih trošila. Osim toga odgovoran je za zaštitu sustava od oštećenja. Power Distribution Unit jedinica je za raspodjelu energije.

PDU usmjerava struju visokog napona prema trošilima kao što su:

• inverter, koji napaja elektromotor i upravlja njegovom brzinom vrtnje – ako automobil ima pogon na obje osovine, u njemu se nalaze dva invertera i dva elektromotora;
• DC/DC pretvarač, koji struju iz baterije visokog napona pretvara u struju od 12 V, namijenjenu napajanju električne instalacije i punjenju startnog akumulatora;
• električni PTC grijači, namijenjeni zagrijavanju rashladne tekućine u onim petljama rashladnog sustava koje opslužuju trakcijsku bateriju;
• bordni punjač OBC (On Board Charger);
• električni grijači velike snage za grijanje kabine, ako automobil nema dizalicu topline;
• kompresor klimatizacije visokog napona (High Voltage), koji je često spregnut s rashladnim sustavom automobila (HV kompresor nije uvijek prisutan u električnim automobilima);
• eventualno druga trošila visokog napona.

PDU se najčešće montira uz kućište akumulatora, što je najlogičniji smještaj. Može biti montiran i unutar kućišta. No ponekad inženjeri znaju iznenaditi pa se PDU može nalaziti u motornom prostoru.

U kućištu PDU-a nalaze se kontaktori visokog napona, koji uključuju struju pojedinih trošila. U kućište PDU-a ugrađuju se i osigurači, koji štite pojedine krugove visokog napona od prenapona.

U kućištu PDU-a nalazi se i pre-charge krug. Njegova je zadaća ograničiti nagli struju punjenja kondenzatora u energetskoj elektronici pri uključivanju sustava High Voltage. U PDU-u se mogu nalaziti i strujni senzori te senzori kontrole izolacije, koji korisnike automobila štite od strujnog udara. Ako se otkrije proboj, senzori isključuju napon u određenom krugu.

Sastav PDU-a – Power Distribution Unit

Od kojih se elemenata sastoji PDU u električnom automobilu? Power Distribution Unit najčešće sadržava:

• kontaktore visokog napona;
• kontaktore pre-charge kruga;
• osigurače visokog napona;
• busbarse, odnosno sabirnice;
• stezaljke;
• visokostrujne priključke;
• strujne senzore;
• naponske senzore;
• senzore izolacije;
• upravljačke elemente;
• komunikacijske elemente;
• dodatne elemente povezane s punjenjem – ne u svakom automobilu.

Sastav PDU-a može se razlikovati ovisno o modelima električnih automobila.

Kvarovi PDU-a – kvari li se Power Distribution Unit u električnim automobilima?

Da, PDU se može pokvariti; mogu se pokvariti svi gore navedeni sklopovi koji ulaze u sastav Power Distribution Unita. Uzrok kvara mogu biti toplinska oštećenja (tijekom rada s visokim naponom PDU se snažno zagrijava), korozija uzrokovana vlagom, plavljenje, problemi s izolacijom. Ponekad PDU ne može ispravno uključiti napajanje zbog kvara drugog elementa sustava visokog napona.

Tipični simptomi kvara PDU-a Power Distribution Unita jesu:

• Nemogućnost pokretanja automobila zbog toga što PDU uopće ne uključuje visoki napon – na zaslonu se pojavljuju poruke: EV System Fault i/ili Check EV System.
• Nemogućnost punjenja baterije – PDU ne uključuje krug punjenja.
• Ograničenje snage motora – prelazak automobila u nužni način rada.
• Potpuni izostanak visokog napona – ne radi motor, ne radi klimatizacija/hlađenje, grijanje ni bordni punjač – najčešće je uzrok kvar kontaktora u kućištu PDU-a.
• Pregrijavanje PDU-a – miris paljevine, tragovi pregrijavanja.
• Pohrana pogrešaka u memoriji upravljačke jedinice. Kôd pogreške koji upućuje na PDU ne znači uvijek da je sam PDU oštećen.

Slični simptomi kvara pojavljuju se i pri oštećenjima trakcijskog akumulatora (glavne baterije automobila), invertera, bordnog punjača OBC te DC/DC pretvarača. Zbog toga je nužna temeljita dijagnostika kako bi se pronašao sklop odgovoran za kvar. Tim više što je zamjena svakog od gore navedenih dijelova vrlo skupa.

Kako se dijagnosticira Power Distribution Unit u električnom automobilu?

Podsjećamo: dijagnostiku i popravke električnih automobila te hibridnih PHEV automobila smiju provoditi samo mehaničari koji imaju ovlaštenje za rad do 1 kV te raspolažu odgovarajućom dijagnostičkom opremom namijenjenom servisiranju električnih automobila. Treba imati na umu odgovarajuće, na primjeren način označeno radno mjesto, kao i zaštitnu odjeću i odgovarajući alat namijenjen radu s električnim automobilima (s visokim naponom).

Kako teče profesionalna dijagnostika Power Distribution Unita u BEV automobilu?

• Spajanje dijagnostičkog računala s naprednim softverom i očitavanje pogrešaka upravljačkih jedinica u sustavu High Voltage.
• Analiza stvarnih parametara: napona, stanja kontaktora, statusa pre-chargea, napona ispred i iza pojedinih elemenata PDU-a te vrijednosti izolacije.
• Provjera stanja izolacije, osobito s obzirom na proboje prema karoseriji automobila.
• Nakon isključenja struje provjeravaju se stanje priključaka, stanje vodiča, tragovi korozije uzrokovane vlagom, tragovi pregrijavanja, eventualno mehanička oštećenja.
• Provode se mjerenja napona, mjerenja pada napona, mjerenja neprekinutosti krugova.

Je li moguć popravak PDU-a u električnom automobilu?

To ovisi o modelu automobila, stanju PDU-a, dostupnosti rezervnih dijelova i mogućnostima radionice koja popravlja EV. Američke i kineske EV radionice zamjenjuju osigurače, kontaktore, pre-charge otpornike, oštećene (korodirane) priključke itd. U slučaju oštećenja sabirnica, kućišta ili nedostatka rezervnih dijelova zamjenjuje se cijeli PDU modul.

U ovlaštenom servisu (OS) najčešće se nalaže vrlo skupa zamjena cijelog PDU sklopa. Zbog toga je razlika među cijenama popravka golema. Popravak u neovisnoj radionici stoji od nekoliko stotina do nekoliko tisuća eura (ovisno o oštećenju). Obuhvaća demontažu, otvaranje, popravak (zamjenu oštećenih sklopova), testiranja, montažu i ponovna testiranja cijelog automobila.

Zamjena PDU-a novim u ovlaštenom servisu može stajati i nekoliko desetaka tisuća eura.