国产MCU驱动！高性能新能源汽车PDU智能配电方案

电源分配单元 (PDU) 是车辆区域控制架构中的关键组件， 在配电层次结构中承担初始配电的作用。PDU 连接到车辆的低压(LV) 电池（通常为 12V 或 48V） 或者 HV-LV DC-DC 转换器的输出端， 由转换器将高压 (HV) 电池的电压降低。

PDU 可将电力智能分配至车内的各个区域， 确保高效可靠的电源管理。PDU 可直接为大电流负载供电， 也可将电力分配给多个区域控制器 (ZCU)。ZCU 则在各自区域内进一步管理配电， 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。目前有多种方案可供选择， 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。下面的框图简要展示了 PDU 的组成结构

（图源安森美）

汽车PDU内部主要包含继电器、保险丝（eFuse）、断路器、电容、IGBT/SiC MOSFET、功率二极管、MCU、电流传感器、温度传感器等主要部件。而随着高度集成化和与车载操作系统的融合，未来汽车PDU中还需要通信性能更强的MCU来处理、发送和接收数据，与整车的各个部件进行协同工作。

PDU不仅应用于新能源汽车领域，还在数据中心、机房、医疗、电信、工业控制、教育、政府机构等多个领域得到广泛应用。在这些领域，PDU电源柜用于管理和分配服务器、交换机、路由器、存储设备等IT设备的电源，为各种设备提供稳定可靠的电力供应，并实现设备管理和电源监控。

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实战方案：

基于先楫HPM5361的PDU方案

方案基于先楫HPM5361 MCU，搭载多开关检测接口芯片，可监测输入电源的电压电流，从电源转换系统及低压蓄电池输入低压12V电源，分配给所有用电模块。控制开通关闭各路控制器供电电源、监测各部分分配电源的消耗电流。具备短路及时触发切断供电，上报短路等故障功能的解决方案。

HPM5361是一款国产高性能MCU，支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展，主频480MHz，内置1 MB Flash、288KB SRAM，模拟部分集成16bit ADC、12bit DAC以及运放，支持各类位置传感器，包括光电式、磁感应和旋转变压器，同时提供灵活的编码器输入输出。HPM5300配置两个八通道的PWM模块，同时引入了PLB可编程逻辑单元，提供多种可灵活配置的接口，包含4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C以及USB OTG内置HS PHY，轻松实现各种接口类应用。

方案优势：

1.32路12V电压输出通道（6路PWM输出通道）；

2.支持CAN、LIN总线通讯控制；

3.实时上报输出电流，通道故障，电源电流电压等状态；

4.全部选择功率管替代传统电子机械继电器；

5.过流保护、过压保护、过温保护、短路保护、欠压保护等；

PDU核心配件继电器推荐：

01

CHPV-S400B

参数性能：

触点负载：400A 1000VDC

电气寿命：10万次

（1000 VDC，400A)

线圈功耗：启动时55W

保持时6W

分断电流：1000 VDC，2000A 1次

推荐应用：

主回路分断

02

CHPV-S600

参数性能：

触点负载：600A 1000VDC

电气寿命：10万次

（1000 VDC，600A)

线圈功耗：启动时55W

保持时6W

分断电流：1000 VDC，2000A 1次

推荐应用：

主回路分断

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