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汽车线束搭铁设计对电磁兼容的影响
来源:汽车电器  作者:佚名  2017-10-13 10:14:36



    摘要:本文从工程实际中总结出搭铁设计规则,并深人探讨就近搭铁设计问题,对实际案例进行分析、测试、模拟仿真,验证设计规则。线束工程师从设计初期就可以参考这些规律,将由线束引起的电磁干扰问题消灭在初始阶段,为整车电器系统的开发工作奠定基础。

    汽车电线束是连接汽车各个电器与电子设备的重要部件,在电源、开关、电器和电子设备之间传递电信号,素有汽车神经之称,是对汽车进行电信号控制的载体。随着电子电气配置的增加,线束电磁兼容问题日益严重。
    在线束研究和设计方面,往往重视线束的生产工艺、线径、线材、熔断丝选取、配电设计、回路设计等;在电磁兼容方面,研究更多的是零部件本身的抗干扰和骚扰发射设计,以及整车环境中的电磁兼容分析,将线束和电磁兼容问题结合起来的研究相对较少。线束的电磁兼容问题往往是事后分析,但整车上已经装配了大量的电器零件,电磁环境复杂,线束也已经被内饰零件所覆盖,难以快速准确地找到问题根源,消耗了工程师大量的时间和精力,尤其对开发经验欠缺的工程师,往往会走很多弯路才能找到问题的症结,工程师往往会有无规律可循的无奈。
    在实际开发过程中,线束的搭铁设计是线束开发的重点和难点,往往对整车电磁兼容表现有较大影响。

    1 线束搭铁设计规则
    搭铁是汽车内部电路及车载电子电气系统正常工作的前提条件,而且搭铁的品质也影响着整车电磁兼容特性。良好的搭铁可以使整车电量平衡,也可以释放电荷。在整车电磁环境内部,良好而且恰当的搭铁可以有效抑制电磁干扰以及提高整体环境抗扰度,如果搭铁设计不良,则会成为影响电磁兼容性能的短板。
    因此,线束设计中的搭铁设计非常重要,需要根据不同电器设备的属性、特质、功能等对搭铁点进行合理的设计和分配,以保证电器系统正常工作。
    通过理论研究和实际工程经验,本人总结出以下线束搭铁设计原则。
    1)传感器类零件、对电流较为敏感的元件,需要单独就近搭铁。
    2)控制器类零件都需要采用单独搭铁的布置方式,避免不同信号之间通过同一个搭铁点形成干扰。
    3)蓄电池负极端子搭铁,发动机和变速器的搭铁点必须稳定且可靠,需要慎重选择。
    4)搭铁线所使用的端子最好是表面有镀层的铜质端子,裸露的铜端子容易产生氧化现象,可能会出现铜端子被氧化后影响搭铁效果的情况。
    5)搭铁点设计是影响整车电量平衡的重要环节,需要做好DFMEA(Design Failure Mode and EffectsAnalysis,设计失效模式及后果分析)潜在失效分析,搭铁点的位置要尽量布置在便于安装和维修的区域。
    6)搭铁点在车身上的布置不能过于密集,搭铁点之间的距离或搭铁点到下一个线束分支点之间的距离至少保证30 mm,过于集中的搭铁点可能会导致局部区域过热,从而导致绝缘层老化开裂,还可能产生烧线。
    7)搭铁线的连接点一般采用PVC胶带、热缩管、耐磨胶带等进行保护。
    8)在汽车线束中,像给蓄电池负极搭铁、散热风扇、刮水电动机、音响喇叭、影碟机、空调、照明等提供回路支持,一般采用单一搭铁和多电器搭铁线相连搭铁。
    9)当搭铁线的长度接近信号波长的1/4时,它就相当于一根终端短路的传输线,起不到搭铁的作用,还会有很强的天线效应,向外辐射干扰信号,所以要求搭铁线长度一般不超过信号波长的1/20
    10)搭铁线、搭铁面应采用低阻抗材料制成,并有足够的宽度和厚度,搭铁线应短而粗,搭铁面的面积应尽可能大,且接到最大的导体上。
    11)建议在进行线束搭铁设计时,将感性、容性负载的搭铁尽量与其它控制单元分离,且尽可能将其搭铁布置在该用电器附近,以减少干扰。

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