PDU – Power Distribution Unit – on seade, mille ülesanne on jaotada auto akust tulev kõrgepinge kõrgepingetarbijate vahel. PDU rike võib elektriauto täielikult liikumisvõimetuks muuta või teha selle laadimise võimatuks. Remont on võimalik, kuid seda ei tehta alati. Vaatame ka, milline peaks olema PDU diagnostika autoremonditöökojas.

Märkus – mõnikord kasutatakse teist nimetust: PDM – Power Delivery Module. Tegemist on sama sõlmega. Tekstis kasutatakse nimetust PDU.

Pilt on loodud tehisintellektiga (AI)

Elektriautos on kaks elektrisüsteemi – madalpinge ja kõrgepinge oma

Sisepõlemismootoriga (bensiini-, diislimootoriga) autos on kogu elektrisüsteemis püsiv 12 V pinge. Erineb üksnes voolutugevus, mis juhitakse üksikute tarbijate juurde releede kaudu.

Elektriautos kasutatakse kahte elektrisüsteemi. Esimene, standardne, nagu sisepõlemismootoriga autos, on 12 V ja seda kasutatakse standardsete tarbijate toiteks, nagu välis- ja sisevalgustus, juhtplokid, andurid, ekraanid, klaasipuhastite mootorid, kesklukustus ja paljud teised. Süsteemi toidetakse DC/DC-muunduri ja 12 V aku kaudu (see võib olla standardne pliihappeaku või madalpingega liitiumioonaku).

Teine elektrisüsteem on kõrgepingesüsteem. See toidab muu hulgas inverterit, kõrgepingekompressorit (kui see on olemas) ja teisi kõrgepingetarbijaid. Ja just siin töötabki PDU – Power Distribution Unit.

Mis on PDU – Power Distribution Unit elektriautos?

Power Distribution Unit jaotab energia veoakust DC (pingega 400, 600 või 800 V) kõrgepingetarbijate vahel. Power Distribution Unit töötab ainult kõrgepingeahelas (sellel pole 12 V süsteemiga mingit pistmist) ning vastutab toite sisse- ja väljalülitamise eest üksikute tarbijate jaoks. Lisaks vastutab see süsteemi kaitse eest kahjustuste eest. Power Distribution Unit on energia jaotusplokk.

PDU suunab kõrgepingevoolu sellistele tarbijatele nagu:

• inverter, mis toidab elektrimootorit ja juhib selle pöörlemiskiirust – kui autol on mõlema telje vedu, on selles kaks inverterit ja kaks elektrimootorit;
• DC/DC-muundur, mis muundab kõrgepingeaku voolu 12 V vooluks, mis on ette nähtud elektrisüsteemi toiteks ja käivitusaku laadimiseks;
• elektrilised PTC-küttekehad, mis on ette nähtud jahutusvedeliku soojendamiseks nendes jahutussüsteemi kontuurides, mis teenindavad veoakut;
• pardalaadija OBC (On Board Charger);
• suure võimsusega elektrilised küttekehad salongi soojendamiseks, kui autol pole soojuspumpa;
• kõrgepinge (High Voltage) kliimaseadme kompressor, mis on sageli seotud auto jahutussüsteemiga (HV-kompressorit elektriautodes alati ei ole);
• võimalik, et muud kõrgepingetarbijad.

PDU paigaldatakse kõige sagedamini aku korpuse juurde, mis on kõige loogilisem paigutus. Selle võib paigaldada ka korpuse sisse. Kuid mõnikord oskavad insenerid üllatada ja PDU võib asuda mootoriruumis.

PDU korpuses paiknevad kõrgepingekontaktorid, mis lülitavad voolu üksikutele tarbijatele. PDU korpusesse paigaldatakse ka kaitsmed, mis kaitsevad üksikuid kõrgepingeahelaid ülepinge eest.

PDU korpuses asub ka pre-charge-ahel. Selle ülesanne on piirata kondensaatorite järsku laadimisvoolu jõuelektroonikas High Voltage süsteemi sisselülitamisel. PDU-s võib olla ka vooluandureid ning isolatsioonikontrolli andureid, mis kaitsevad auto kasutajaid elektrilöögi eest. Kui tuvastatakse läbilöök, lülitavad andurid vastavas ahelas pinge välja.

PDU – Power Distribution Unit ehitus

Millistest osadest koosneb PDU elektriautos? Power Distribution Unit sisaldab kõige sagedamini järgmist:

• kõrgepingekontaktorid;
• pre-charge-ahela kontaktorid;
• kõrgepingekaitsmed;
• busbarid ehk kogumislatid;
• klemmid;
• suure voolu ühendused;
• vooluandurid;
• pingeandurid;
• isolatsiooniandurid;
• juhtelemendid;
• sideelemendid;
• laadimisega seotud lisaelemendid – mitte igas autos.

PDU ehitus võib elektriautode mudelitest sõltuvalt erineda.

PDU rikked – kas Power Distribution Unit elektriautodes läheb rikki?

Jah, PDU võib rikki minna; rikki võivad minna kõik eespool loetletud sõlmed, mis kuuluvad Power Distribution Uniti koosseisu. Rikke põhjuseks võivad olla termilised kahjustused (kõrgepingega töötades kuumeneb PDU tugevalt), niiskusest tingitud korrosioon, üleujutus, isolatsiooniprobleemid. Mõnikord ei suuda PDU toidet õigesti sisse lülitada mõne teise kõrgepingesüsteemi elemendi rikke tõttu.

Tüüpilised PDU Power Distribution Uniti rikke sümptomid on:

• Auto käivitamise võimatus seetõttu, et PDU ei lülita kõrgepinget üldse sisse – ekraanile ilmuvad teated: EV System Fault ja/või Check EV System.
• Aku laadimise võimatus – PDU ei lülita laadimisahelat sisse.
• Mootori võimsuse piiramine – auto üleminek avariirežiimi.
• Kõrgepinge täielik puudumine – ei tööta mootor, ei tööta kliimaseade/jahutus, küte ega pardalaadija – kõige sagedamini on põhjuseks kontaktorite rike PDU korpuses.
• PDU ülekuumenemine – kõrbelõhn, ülekuumenemise jäljed.
• Vigade salvestamine juhtploki mällu. PDU-le viitav veakood ei tähenda alati, et rikki on PDU ise.

Sarnased rikke sümptomid ilmnevad ka veoaku (auto peaaku), inverteri, pardalaadija OBC ning DC/DC-muunduri kahjustuste korral. Seetõttu on rikke eest vastutava sõlme leidmiseks vajalik põhjalik diagnostika. Seda enam, et iga eespool loetletud osa vahetamine on väga kallis.

Kuidas diagnoositakse Power Distribution Uniti elektriautos?

Tuletame meelde: elektriautode ning hübriidautode PHEV diagnostikat ja remonti tohivad teha ainult mehaanikud, kellel on õigus töötada kuni 1 kV pingega ja kelle käsutuses on elektriautode hoolduseks ette nähtud vastav diagnostikaseade. Tuleb meeles pidada nõuetekohaselt tähistatud töökohta ning kaitseriietust ja elektriautodega (kõrgepingega) töötamiseks ette nähtud sobivaid tööriistu.

Kuidas kulgeb Power Distribution Uniti professionaalne diagnostika BEV-autos?

• Täiustatud tarkvaraga diagnostikaarvuti ühendamine ja High Voltage süsteemi juhtplokkide vigade lugemine.
• Tegelike parameetrite analüüs: pinge, kontaktorite oleku, pre-charge’i oleku, pinge üksikute PDU elementide ees ja järel ning isolatsiooniväärtuste analüüs.
• Isolatsiooni seisukorra kontroll, eriti läbilöökide osas auto kere suunas.
• Pärast voolu väljalülitamist kontrollitakse ühenduste seisukorda, juhtmete seisukorda, niiskusest tingitud korrosiooni jälgi, ülekuumenemise jälgi, võimalikke mehaanilisi kahjustusi.
• Tehakse pingemõõtmisi, pingelanguse mõõtmisi, ahelate katkematuse mõõtmisi.

Kas PDU remont elektriautos on võimalik?

See sõltub auto mudelist, PDU seisukorrast, varuosade kättesaadavusest ja EV-d remontiva töökoja võimalustest. Ameerika ja Hiina EV-töökojad vahetavad kaitsmeid, kontaktoreid, pre-charge-takisteid, kahjustatud (korrodeerunud) ühendusi jne. Kogumislattide, korpuse kahjustuse või varuosade puudumise korral vahetatakse välja kogu PDU-moodul.

Volitatud teeninduses (ASO) määratakse kõige sagedamini kogu PDU-sõlme väga kallis vahetus. Selle tulemusena on remondihindade erinevus tohutu. Remont sõltumatus töökojas maksab paarisajast kuni mõne tuhande euroni (sõltuvalt kahjustusest). See hõlmab demonteerimist, avamist, remonti (kahjustatud sõlmede vahetust), teste, monteerimist ja kogu auto korduvteste.

PDU vahetamine uue vastu volitatud teeninduses võib maksta koguni mõnikümmend tuhat eurot.