淺談軍用越野車(chē)輛電磁兼容性設(shè)計(jì)

韓 慧，時(shí)運(yùn)亭，馬鵬飛，黃瑋瑋

（中國(guó)重型汽車(chē)技術(shù)中心，山東 濟(jì)南 250000）

淺談軍用越野車(chē)輛電磁兼容性設(shè)計(jì)

韓 慧，時(shí)運(yùn)亭，馬鵬飛，黃瑋瑋

（中國(guó)重型汽車(chē)技術(shù)中心，山東 濟(jì)南 250000）

對(duì)軍用越野車(chē)的電磁兼容及軍用越野車(chē)輛電氣系統(tǒng)的電磁抗干擾設(shè)計(jì)提出具體的設(shè)計(jì)方法；簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)屏蔽、整車(chē)線束、CAN網(wǎng)絡(luò)抗干擾、系統(tǒng)搭鐵設(shè)計(jì)。

軍用越野車(chē)輛；電磁兼容；系統(tǒng)屏蔽；整車(chē)線束；CAN網(wǎng)絡(luò)抗干擾

1 定義

電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常運(yùn)行工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物不構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。車(chē)輛電磁兼容包括2個(gè)方面的要求：一方面指車(chē)輛在正常運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面指車(chē)輛對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度。如圖1所示。越野車(chē)輛對(duì)電磁兼容性的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通民用車(chē)輛，故越野車(chē)輛電磁兼容的設(shè)計(jì)難度較大。

圖1 電磁兼容性

2 車(chē)輛電磁兼容的分類(lèi)

1）外部環(huán)境電磁干擾 車(chē)輛外部環(huán)境電磁干擾是汽車(chē)行駛中經(jīng)歷各種外部電磁環(huán)境時(shí)所受的干擾。這類(lèi)干擾范圍廣泛，如高壓輸電線、高壓變電站和大功率無(wú)線電發(fā)射站的電磁干擾，以及雷電、大氣層、地球磁場(chǎng)等。環(huán)境中其它臨近的電子設(shè)備工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生干擾，例如行駛中相距較近的汽車(chē)、行人的無(wú)線設(shè)備。

2）車(chē)輛內(nèi)部電磁干擾 車(chē)輛內(nèi)部電磁干擾是汽車(chē)電子設(shè)備工作時(shí)內(nèi)部的相互干擾，包括單片機(jī)、控制器產(chǎn)生的電磁干擾，電機(jī)運(yùn)行中換向電刷產(chǎn)生的電磁干擾以及各種開(kāi)關(guān)繼電器工作時(shí)的放電干擾等。如圖2所示。

圖2 常見(jiàn)的騷擾源

3 電磁兼容性設(shè)計(jì)

本越野車(chē)輛以產(chǎn)品整個(gè)壽命周期內(nèi)的典型電磁環(huán)境條件和GJB 1389A《系統(tǒng)電磁兼容性要求》、GJB151A《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》中規(guī)定的EMC要求為設(shè)計(jì)指標(biāo)，采取分級(jí)保護(hù)逐步削弱的設(shè)計(jì)原則。現(xiàn)將車(chē)輛的電磁兼容從系統(tǒng)級(jí)層次進(jìn)行介紹。

分析整車(chē)系統(tǒng)內(nèi)部和外部電磁環(huán)境，充分考慮車(chē)載電子設(shè)備的數(shù)量、功能和性能等方面，進(jìn)行系統(tǒng)屏蔽、整車(chē)線束、CAN網(wǎng)絡(luò)抗干擾、系統(tǒng)搭鐵設(shè)計(jì)。

3.1 系統(tǒng)屏蔽

系統(tǒng)屏蔽注意要點(diǎn)：①駕駛室本體設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能減少孔洞和縫隙；②ECU等電器元件的安裝箱體設(shè)計(jì)時(shí)，避免開(kāi)細(xì)長(zhǎng)孔，散熱通風(fēng)孔盡量采用小圓孔并陣列排放（屏蔽和散熱有矛盾時(shí)盡可能多開(kāi)小孔，避免大孔）。圖3為全密封式車(chē)用ECU安裝箱。

3.2 整車(chē)線束設(shè)計(jì)

1）線束設(shè)計(jì) ①發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)傳感器、AT變速器電控系統(tǒng)傳感器、ABS系統(tǒng)傳感器、CAN總線等高頻信號(hào)、低頻大能量信號(hào)均采用電磁屏蔽線。②將低頻進(jìn)線和回線絞合在一起，形成雙絞線，這樣2條線之間存在的騷擾電流幾乎大小相等，而方向相反，其騷擾場(chǎng)在空間可以相互抵消，減小騷擾。

圖3 全密封式車(chē)用ECU安裝箱

2）連接器設(shè)計(jì) ①整車(chē)電線束的結(jié)構(gòu)斷點(diǎn)（駕駛室內(nèi)外對(duì)接部分）采用航空連接器，保證屏蔽線的屏蔽層連續(xù)性。②使主電源線和信號(hào)線分布于不同連接器。③盡量不使輸入、輸出信號(hào)線通過(guò)同一連接器。

3）布線設(shè)計(jì) ①傳輸不同信號(hào)的導(dǎo)線分組捆扎，數(shù)字信號(hào)線和模擬信號(hào)線也應(yīng)分組捆扎，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以減小導(dǎo)線間的相互影響。②在整個(gè)敏感電路周?chē)褂么牌帘?，以減少同電源線的耦合。

3.3 CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①統(tǒng)一規(guī)劃整個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理層，對(duì)所有節(jié)點(diǎn)均串聯(lián)專(zhuān)用共模濾波器；②對(duì)所有CAN端口加ESD/瞬態(tài)抑制保護(hù)電路對(duì)其進(jìn)行保護(hù)；③網(wǎng)絡(luò)屏蔽層采用低頻單點(diǎn)與高頻多點(diǎn)混合的搭鐵方式。

3.4 系統(tǒng)搭鐵線設(shè)計(jì)

為減小搭鐵點(diǎn)之間的搭鐵電位差，減小搭鐵回路間交流阻抗，避免干擾信號(hào)在搭鐵回路上串?dāng)_，以蓄電池負(fù)極作為整車(chē)參考搭鐵平面，凡間接與蓄電池連接的搭鐵點(diǎn)、連接點(diǎn)均進(jìn)行處理，保證足夠低的搭鐵電阻。

4 小結(jié)

此越野車(chē)在檢測(cè)和銷(xiāo)售過(guò)程中，通過(guò)多輪越野車(chē)輛產(chǎn)品國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售及出口認(rèn)證，滿足國(guó)內(nèi)及國(guó)際關(guān)于車(chē)輛電磁兼容的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)樣車(chē)在中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心進(jìn)行的整車(chē)電子兼容試驗(yàn)測(cè)試。車(chē)輛在運(yùn)行使用過(guò)程中，其電磁抗干擾性能優(yōu)良。車(chē)輛能夠在電磁環(huán)境下，正常工作而不引入不相容的電磁干擾，不對(duì)其內(nèi)外其他電磁設(shè)備產(chǎn)生干擾，并在規(guī)定的電磁干擾的情況下，保持良好工作。

（編輯凌 波）

Electromagnetic Compatibility Design of Military Off-road Vehicles

HAN Hui， SHI Yun-ting， MA Peng-fei， HUANG Wei-wei
（China National Heavy Duty Truck Group Technical Centre， Jinan 250000， China）

This article puts forward specific design methods on military off-road vehicle electromagneticcompatibility and its electrical system electromagnetic immunity， including the introduction of system shielding， vehicle wiring harness，CAN anti-interference and system grounding design.

military off-road vehicle; electromagnetic compatibility; system shielding; vehicle wiring harness; CAN anti-interference

U463.68

A

1003-8639（2017）08-0014-02

2017-06-29

韓慧（1987-），女，山東人，工程師，主要從事整車(chē)電器設(shè)計(jì)工作。