【關(guān)鍵詞】輻射發(fā)射；電磁兼容；寬帶輻射發(fā)射；屏蔽層；噪聲路徑 中圖分類號：U463.62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）07-0073-04

Influenceof GroundingPositionof Cable ShieldingLayeron Vehicle Radiation Emission

Wu Xiaoyu，Sun Zhiying，Qin Baoshan，F(xiàn)u Guoliang，Yang Peizhou，HuangYoulin （GACGroup Automotive Engineering Research Institute，Guangzhou Automobile Group Co.，Ltd.， Guangzhou ，China）

【Abstract】With therapid developmentof thenational automobile industry，theelectro magnetic compatibility problemand theenvironmentof thevehicle become morecomplex，and theelectro magneticcompatibility testof the vehicleisvery important.Thevehicle broadbandelectro magneticradiation emision testwasconductedinaccordance with GB3466Oregulations，anditwas foundinthe testthatthebroadbandradiation emisionofanew energyelectric vehicleexceeded thestandardwhenitwasverticallypolarizedinthe30＼～40MHzband.Afterinvestigation，it was determined thatthenoiseoriginatedfrom thevehicledrivesystemand wascaused bytheexternalleakageradiationof the motortemperaturedetection harness.Thereason is thatthegrounding wireof theshielding layeristoolong，resulting in increasedhigh-frequencyimpedanceandshield failure.Theproblemofexceeding thestandardcanbesolved by shortening thelengthofthegroundingwire.Inaddition，automotiveEMCgroundingisdivided intoworkinggrounding andprotectiongrounding，and por groundingdesign willafect electromagneticcompatibility.Thispaperprovidessome ideas for vehicle EMC radiation emisson problem investigation and design control.

【Key words】 radiation emission；EMC；broadband radiation emission；shielding layer；noise path

0 引言

當(dāng)前，中國汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，汽車上的電子設(shè)備不斷增多，電氣架構(gòu)也變得多樣化，汽車產(chǎn)生的電磁兼容問題及面對的電磁兼容環(huán)境越來越復(fù)雜。整車電磁兼容測試是汽車制造中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，其通過在真實(shí)的整車環(huán)境下對車輛電磁兼容性能進(jìn)行全面驗(yàn)證，確保車輛符合相關(guān)法規(guī)要求，滿足市場準(zhǔn)入條件。本文聚焦于整車輻射發(fā)射項(xiàng)目中出現(xiàn)的超標(biāo)問題，系統(tǒng)地分析問題產(chǎn)生的原因，并提出切實(shí)可行的解決對策。

1車輛寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)

現(xiàn)行的GB34660《道路車輛電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法》法規(guī)，對保護(hù)車外接收機(jī)的輻射發(fā)射測試方法及相應(yīng)限值要求做出了明確規(guī)定1。車輛寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)主要采用 10m 法或 3m 法，即測試天線與整車的距離分別設(shè)定為 10m 或 3m ，車輛寬帶電磁輻射測試布置示意圖如圖1所示。試驗(yàn)需使用準(zhǔn)峰值或峰值檢波器，要求車輛在 30～1000MHz 全頻段范圍內(nèi)滿足相應(yīng)的限值要求，具體限值見表1。在進(jìn)行新能源電動車輛的寬帶電磁輻射測試時，車輛需保持 40km/h 的勻速行駛狀態(tài)，并開啟所有長時工作且能產(chǎn)生寬帶發(fā)射的設(shè)備，如刮水電機(jī)和冷卻風(fēng)扇，使其處于最大負(fù)載工況。而短時工作的設(shè)備，如喇叭和玻璃升降器電機(jī)等，則無需開啟。

2車輛寬帶電磁輻射發(fā)射測試問題分析

2.1整車寬帶輻射發(fā)射超標(biāo)現(xiàn)象及問題定位

在按照GB34660法規(guī)進(jìn)行整車寬帶輻射發(fā)射測試時，當(dāng)測試天線位于車輛左側(cè)且采用垂直極化方式時， 30～40MHz 頻段的測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯包絡(luò)，測試結(jié)果超出QP限值約3dB，具體測試數(shù)據(jù)如圖2所示。而水平極化方式下的測試數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，測試團(tuán)隊(duì)對整車各電氣系統(tǒng)展開了全面的電磁噪聲排查與定位，排查過程及結(jié)果總結(jié)如表2所示。

通過上述系統(tǒng)的排查步驟，可以確定 30～40MHz 頻段的噪聲源來自車輛驅(qū)動系統(tǒng)。外漏的電機(jī)溫度檢測線束向外輻射發(fā)射噪聲，最終導(dǎo)致車輛寬帶輻射發(fā)射測試不通過。

2.2 整車寬帶輻射發(fā)射超標(biāo)原因分析

查看整車線束原理圖可知，電機(jī)溫度檢測線束采用屏蔽線束，并采用雙端接地方案。線束屏蔽層一端通過連接器接入電機(jī)控制器內(nèi)部，另一端連接到驅(qū)動電機(jī)殼體上。溫度檢測線束屏蔽層接地方案如圖3所示。

從整車線束原理圖來看，該段線束的屏蔽設(shè)計(jì)并無明顯缺陷。然而，使用整車頻譜儀進(jìn)行近場排查時，發(fā)現(xiàn)此段線束在 30～40MHz 頻段存在顯著的電磁噪聲包絡(luò)，與試驗(yàn)室接收機(jī)的測量結(jié)果一致。通過實(shí)車檢查溫度檢測線束屏蔽層的接地狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)屏蔽層在電機(jī)側(cè)的接地點(diǎn)遠(yuǎn)離電機(jī)溫度檢測線束的接插件，且采用豬尾巴接地方式，接地線長度約900mm 。如圖4所示。

接地是EMC設(shè)計(jì)的重要措施，是保證產(chǎn)品EMC性能的關(guān)鍵手段。所有的地都具有一定的阻抗，當(dāng)有電流流過時會產(chǎn)生壓降。過長的屏蔽層接地線會顯著增加屏蔽層的高頻阻抗，當(dāng)驅(qū)動電機(jī)的噪聲電流流經(jīng)屏蔽層時，會形成共模電壓，促使屏蔽層向外輻射。溫度檢測線束屏蔽層天線等效模型如圖5所示，此時屏蔽層相當(dāng)于發(fā)射天線，未能發(fā)揮應(yīng)有的屏蔽作用，致使 30～40MHz 的電磁噪聲泄漏到車外，被測試天線接收，導(dǎo)致整車試驗(yàn)結(jié)果超出標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.3整車寬帶輻射發(fā)射超標(biāo)方案對策

在明確整車寬帶輻射發(fā)射超標(biāo)原因后，測試團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化電機(jī)溫度檢測線束屏蔽層的接地線長度，有效減弱了屏蔽層上的噪聲耦合，降低了對外輻射。如圖6所示，將接地點(diǎn)設(shè)置在電機(jī)溫度檢測信號接插件附近，當(dāng)屏蔽層接地線長度縮短至 200mm 左右時，測試順利通過。測試結(jié)果如圖7所示。

2.4汽車EMC接地設(shè)計(jì)

接地是抑制電磁輻射、提高電子設(shè)備電磁兼容性的重要手段?？煽康慕拥丶饶芤种聘蓴_對自身的影響，又能抑制電子設(shè)備向外輻射電磁噪聲。反之，不可靠的接地設(shè)計(jì)會加劇電子設(shè)備對外的噪聲輻射，甚至引入嚴(yán)重的電磁干擾，導(dǎo)致電子設(shè)備無法正常工作。

汽車接地設(shè)計(jì)主要分為兩類。

一是工作接地，其為車載系統(tǒng)各零部件提供等電位參考點(diǎn)，為信號回流構(gòu)建低阻抗通道。信號傳輸質(zhì)量在很大程度上取決于工作接地的質(zhì)量。若接地阻抗過高，信號回流時會在接地線上產(chǎn)生電壓差，甚至形成地文波，進(jìn)而影響信號質(zhì)量，導(dǎo)致系統(tǒng)功能異常。因此，在設(shè)計(jì)工作接地點(diǎn)時，接地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離濺水區(qū)域和高溫區(qū)域，以避免環(huán)境因素對接地效果的影響。接地點(diǎn)宜選擇在車架上，車身處需保持平整，不建議通過緊固件與車身連接的支架進(jìn)行接地。車身件在接地點(diǎn)處需去除絕緣材料，接地點(diǎn)電阻應(yīng)小于 2.5mΩ ，且接地點(diǎn)不應(yīng)設(shè)置在活動件，如門、發(fā)動機(jī)艙罩等上面。

二是保護(hù)接地，其旨在保護(hù)電子設(shè)備免受外界電磁干擾，同時降低電子設(shè)備對外輻射噪聲的強(qiáng)度，防止系統(tǒng)間干擾的產(chǎn)生。從電磁發(fā)射和電磁抗干擾兩方面來看，系統(tǒng)間連接線束后的電磁性能具有較大的不確定性。有時，連接線束會充當(dāng)發(fā)射天線，成為電磁干擾輻射源的一部分；有時，又會充當(dāng)接收天線，成為系統(tǒng)輻射抗擾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)線束穿過金屬殼體時，會嚴(yán)重影響金屬殼體的屏蔽性能，可能為電磁干擾電壓和電流提供耦合路徑，最終引發(fā)EMC問題。因此，當(dāng)線束穿過金屬殼體時，應(yīng)優(yōu)先選用屏蔽線束。采用屏蔽線束時，需同步考慮保護(hù)接地設(shè)計(jì)。推薦優(yōu)先使用屏蔽連接器轉(zhuǎn)接屏蔽線束，將系統(tǒng)間的信號引出屏蔽體，通過屏蔽連接器實(shí)現(xiàn)線束屏蔽層的可靠接地，有效降低接地阻抗，減少電磁干擾的發(fā)生概率。當(dāng)無法使用屏蔽連接器時，為將電磁干擾耦合降至最低，除了盡量縮短屏蔽線束的長度外，還應(yīng)盡量縮短線束屏蔽層的接地線長度，或采用扁平編織帶接地，降低線束屏蔽層上共模電流的幅值，減少EMC問題的發(fā)生。

大多數(shù)屏蔽線束采用金屬編織層進(jìn)行屏蔽，編織層具有柔軟耐用的優(yōu)點(diǎn)。但由于編織層不夠致密，會降低屏蔽效果，且編織方式會導(dǎo)致屏蔽電流均勻性變差。在高頻情況下，編織層的孔隙與波長之比增大，因此，當(dāng)屏蔽層接地線過長時，會進(jìn)一步降低電纜的屏蔽性能，使高頻噪聲無法得到有效抑制，最終通過線束向外輻射。對于鋁箔屏蔽層的電纜，屏蔽層對芯線的覆蓋率可達(dá) 100% ，具有較好的電磁場屏蔽效果。但其硬度較大，不易彎折，給整車布線帶來困難，且在工藝上，屏蔽層接地效果較差，需要再次壓接接地線。理想的屏蔽層由鋁箔層和編織層組合而成，編織層可實(shí)現(xiàn) 360^° 的連續(xù)端接，金屬箔層則可覆蓋編織層的孔隙。

保護(hù)接地需實(shí)現(xiàn)有效搭接，確保搭接的金屬牢固連接。搭接的目的是在兩金屬之間建立低阻抗通路，為電流提供均勻的結(jié)構(gòu)體，避免干擾。良好的搭接能充分發(fā)揮屏蔽和接地的功能，減少接地系統(tǒng)中的共模電位差，降低電流環(huán)路，從而減少電磁干擾。系統(tǒng)間線束屏蔽層接地應(yīng)與車身金屬部分緊密連接，連接面應(yīng)均勻、干凈，不得存在非導(dǎo)電物質(zhì)。固定時，應(yīng)防止變形、振動和搖擺。應(yīng)盡量采用直接搭接，若整車布置無法實(shí)現(xiàn)直接搭接，需使用搭接線時，搭接線應(yīng)盡量短，線徑盡量粗，寄生電感和電容應(yīng)盡量小，建議采用編織銅帶接地，長寬比應(yīng)小于5。

3總結(jié)

本文通過實(shí)際車型開發(fā)案例，系統(tǒng)地分析了整車寬帶輻射發(fā)射問題的排查思路與解決方案，為整車EMC輻射發(fā)射問題的排查提供了重要參考。

在屏蔽線束的保護(hù)接地設(shè)計(jì)中，理想狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)兩端可靠接地。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，常面臨屏蔽層無法就近接地的問題。因此，在整車EMC設(shè)計(jì)管控過程中，不僅要關(guān)注線束原理圖的設(shè)計(jì)方案，還需同步做好實(shí)車設(shè)計(jì)檢查，避免因?qū)嵻囇b配工藝問題導(dǎo)致EMC保護(hù)方案無法有效實(shí)施，確保汽車電磁兼容性能的可靠性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]GB34660—2017，道路車輛電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法[S].

（編輯凌波）