整車(chē)電器件搭鐵原則淺談

劉 鳳

（吉利汽車(chē)研究院 （寧波）有限公司，浙江 寧波 315316）

隨著汽車(chē)電器件集成度的日益增多，電磁兼容性在汽車(chē)領(lǐng)域越來(lái)越被重視。汽車(chē)電磁兼容性的優(yōu)良直接決定汽車(chē)品質(zhì)、客戶(hù)感知，甚至汽車(chē)銷(xiāo)量。其中一個(gè)容易導(dǎo)致電磁兼容問(wèn)題產(chǎn)生的原因就是汽車(chē)電器件的電源回線搭鐵方式，良好的搭鐵技術(shù)是保障電器件及其系統(tǒng)安全和電磁兼容性能的基礎(chǔ)，同時(shí)也避免了由于搭鐵不良或不當(dāng)所構(gòu)成的電磁兼容性問(wèn)題的發(fā)生。

1 整車(chē)電器件搭鐵類(lèi)型

1.1 單點(diǎn)搭鐵

單點(diǎn)搭鐵即為將所有電器件搭鐵點(diǎn)共同接到一個(gè)參考搭鐵點(diǎn)上。且單點(diǎn)搭鐵還分為串聯(lián)單點(diǎn)搭鐵和并聯(lián)單點(diǎn)搭鐵，如圖1、圖2所示［1］。

單點(diǎn)搭鐵的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有搭鐵環(huán)路且在低頻時(shí)工作更好。但容易產(chǎn)生電壓差，以串聯(lián)單點(diǎn)搭鐵為例。

圖1 串聯(lián)單點(diǎn)搭鐵

以上電壓按照直流計(jì)算的，如是高頻則計(jì)算公式為U=L×d i／d t，電感與搭鐵線的粗細(xì)、長(zhǎng)度、面積、形狀有關(guān)，d i為電流的大小變化，d t為電流變化的時(shí)間，從計(jì)算公式可知頻率越高、電流變化速率越大，產(chǎn)生搭鐵電壓越高［2］。因此單點(diǎn)搭鐵不適用兩路電流變化率相差很大的電器件。

圖2 并聯(lián)單點(diǎn)搭鐵

1.2 多點(diǎn)搭鐵

多點(diǎn)搭鐵方式即為將每一個(gè)電器件分別搭接到參考搭鐵點(diǎn)，如圖3所示。此搭鐵方式可以克服單點(diǎn)搭鐵的問(wèn)題，其優(yōu)點(diǎn)是高頻時(shí)工作效果更好，因?yàn)檫@種搭鐵方式的搭鐵線較短，不易形成天線效應(yīng)。但缺點(diǎn)是會(huì)有共搭鐵阻抗和搭鐵環(huán)路問(wèn)題，會(huì)造成電壓耦合。為減少搭鐵回路面積及共搭鐵阻抗，各搭鐵點(diǎn)之間的距離應(yīng)盡量限制在最高工作頻率的波長(zhǎng)的1／20。

1.3 混合搭鐵

混合搭鐵方式如圖4所示，此方式綜合了單點(diǎn)搭鐵和多點(diǎn)搭鐵的優(yōu)點(diǎn)。在低頻時(shí)是單點(diǎn)搭鐵，高頻時(shí)是多點(diǎn)搭鐵。此方式在實(shí)車(chē)上應(yīng)用更廣。

圖3 多點(diǎn)搭鐵

圖4 混合搭鐵

2 整車(chē)電喇叭因搭鐵方式導(dǎo)致的電磁干擾問(wèn)題分析

2.1 問(wèn)題現(xiàn)象

在整車(chē)電磁兼容主觀評(píng)價(jià)測(cè)試時(shí)，測(cè)試工程師接通前照燈、轉(zhuǎn)向燈、小燈，然后按下高音喇叭，發(fā)現(xiàn)前照燈的轉(zhuǎn)向燈和小燈熄滅，工作異常。

2.2 問(wèn)題原因分析

經(jīng)過(guò)對(duì)整車(chē)進(jìn)行逐一排查，發(fā)現(xiàn)高音喇叭的電源回線搭鐵點(diǎn)與前照燈的電源回線搭鐵點(diǎn)為同一點(diǎn)即單點(diǎn)搭鐵 （共搭鐵）。深入分析后得知高音喇叭工作時(shí)，產(chǎn)生連續(xù)的大電流，該電流在共搭鐵點(diǎn)產(chǎn)生壓差，導(dǎo)致前照燈控制器工作壓差變小，誤判該回路短路，從而開(kāi)啟保護(hù)功能，使得小燈和轉(zhuǎn)向燈不亮。

2.3 整改方法及結(jié)果驗(yàn)證

圖5 改善后搭鐵方式

將高音喇叭和前照燈電源回線搭鐵點(diǎn)分開(kāi)，如圖5所示，分別單獨(dú)搭鐵實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)搭鐵。然后再次按照第一次測(cè)試的方法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前照燈的小燈和轉(zhuǎn)向燈未熄滅，工作正常。導(dǎo)致此問(wèn)題的根本原因最后判定為大電流電器件與普通電器件電源回線共搭鐵。

3 實(shí)車(chē)中不能與其他電器件單點(diǎn)搭鐵（共搭鐵）的電器件

大量經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得知：在整車(chē)中，有些電器件是需要單獨(dú)搭鐵，不能與其他電器件共搭鐵，具體如下。

1）啟動(dòng)電流、峰值電流較大的電器件電源回線應(yīng)單獨(dú)搭鐵，如鼓風(fēng)機(jī)、車(chē)窗電機(jī)、電喇叭等。如與小電流電器件單點(diǎn)搭鐵則上述瞬間大電流會(huì)導(dǎo)致搭鐵點(diǎn)產(chǎn)生壓差，從而導(dǎo)致小電流電器件壓降改變，工作異常。

2）工作電流相差超過(guò)5A的電器件，電源回線不能共搭鐵。

3）比較關(guān)鍵的部件、有特殊要求的零部件需單獨(dú)搭鐵，如ECU、ABS及無(wú)線電系統(tǒng)等零部件需單獨(dú)搭鐵。

4）各高壓部件之間的PE搭鐵點(diǎn)，需單獨(dú)搭鐵。

4 結(jié)論

不同的搭鐵方式具有各自的適用范圍，為降低由汽車(chē)電器件搭鐵方式導(dǎo)致的整車(chē)電磁兼容性問(wèn)題發(fā)生的頻率，在整車(chē)線束布置和搭鐵方式選擇的V數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)階段就要考慮到電磁兼容性問(wèn)題。針對(duì)不同電器件的種類(lèi) （如是否是磁敏感電器件）和工作電流范圍等特性選擇合理的搭鐵方式，從而大幅降低由此導(dǎo)致的電磁兼容性問(wèn)題發(fā)生的頻率和降低車(chē)輛在造車(chē)驗(yàn)證階段發(fā)現(xiàn)電磁兼容性問(wèn)題的整改成本，并縮短開(kāi)發(fā)周期，為搶占銷(xiāo)售市場(chǎng)爭(zhēng)分奪秒做出貢獻(xiàn)。

但實(shí)踐中尚缺乏一套能有效對(duì)搭鐵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試、對(duì)搭鐵效能進(jìn)行評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)體系，所以仍需要對(duì)整車(chē)電器件搭鐵方式的適用性進(jìn)行深入研究，積累更多經(jīng)驗(yàn)從而減少因電器件搭鐵方式不當(dāng)造成的整車(chē)電磁兼容性問(wèn)題。