新能源电池系统设计——BDU设计
新能源电池系统设计——BDU设计
BDU（Battery Distribution Unit）是新能源汽车电池系统中的重要组件，负责控制电池系统的充放电过程。随着新能源汽车的快速发展，BDU的设计也面临着新的挑战和机遇。本文将从BDU的概念、作用、设计考虑因素、行业现状以及未来发展方向等方面进行详细探讨。
BDU的概念与作用
BDU即Battery Distribution Unit，也就是电池包断路单元。在新能源电动汽车中，电池系统是整车能源系统，需要进行能量的吞吐，因此需要电力分配单元（PDU）。BDU作为安装在电池系统内部的电力分配单元，主要用于控制电池系统的充放电系统平稳进行。
早期的FUSE（保险丝）是内置于MSD（主开关断路器）中，串联在电池组中间，以确保安全。但随着技术发展，FUSE逐渐集成于BDU内部，BDU主要集成了电流传感器、主继电器、预充继电器、预充电阻等电器件。不同需求下，集成的电器件也会有所不同，功能也会随之增加。
BDU设计的主要考虑因素
BDU设计需要考虑多个方面的因素，主要包括机械、电气、热、磁等方面。
电气方面：需要考虑整个系统/整车工况的参数，如系统的额定/峰值电压、持续充放电电流、快充电流（系统快充MAP图表）、峰值放电电流（整车放电需求工况电流曲线）等。同时，还需要考虑整车X电容（电机控制器电容值）来计算预充电阻的选型。
热管理：在系统充放电流情况下，需要考虑BDU电器件、电连接带来的散热问题。
磁效应：需要考虑电流磁效应带来的干扰。
机械性能：需要考虑整个BDU产品系统集成的机械性能，如震动、碰撞等，以及结构设计。
行业现状：BDU电气原理设计
目前行业的BDU电气设计原理总体上分为两种模式：
快充接触器和主接触器并联：这种形式下，充电和放电系统是相互独立的，互不干涉。
快充接触器和主接触器串联：这种方案应用较多，需要快充时主接触器和快充接触器都需要闭合。在整车没有PDU的情况下，这种形式在整车快充时电池系统的放电母线会直接通到电控上，电控带电但不处于驱动模式。
这两种形式的安全性都是满足要求的，差异主要在于整车架构原理需求不同。串联形式的快充策略建立在上电策略之上，而并联形式的快充策略是独立的，需要单独建立模块并考虑更多工况情景。
未来发展方向：兆瓦级充电下的BDU设计
随着兆瓦级充电需求的出现，BDU设计面临新的挑战。大电流对整个系统的电连接带来考验，800V平台的电压升高和电流需求的增加，带来了电气间隙、爬电距离、电器件耐压、温升过高等问题。这不仅增加了成本，还对空间布局提出了更高要求。
为了解决这些问题，未来BDU设计需要考虑冷却系统，以降低发热件的温度。液冷BDU的设计需要综合考虑整个系统的方案，选择合适的冷却方式。