線束屏蔽層接地位置對整車輻射發射的影響

【關鍵詞】輻射發射；電磁兼容；寬帶輻射發射；屏蔽層；噪聲路徑 中圖分類號：U463.62 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）07-0073-04

Influenceof GroundingPositionof Cable ShieldingLayeron Vehicle Radiation Emission

Wu Xiaoyu，Sun Zhiying，Qin Baoshan，Fu 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

當前，中國汽車產業迅猛發展，新技術、新產品不斷涌現，汽車上的電子設備不斷增多，電氣架構也變得多樣化，汽車產生的電磁兼容問題及面對的電磁兼容環境越來越復雜。整車電磁兼容測試是汽車制造中不可缺少的一個環節，其通過在真實的整車環境下對車輛電磁兼容性能進行全面驗證，確保車輛符合相關法規要求，滿足市場準入條件。本文聚焦于整車輻射發射項目中出現的超標問題，系統地分析問題產生的原因，并提出切實可行的解決對策。

1車輛寬帶電磁輻射發射試驗

現行的GB34660《道路車輛電磁兼容性要求和試驗方法》法規，對保護車外接收機的輻射發射測試方法及相應限值要求做出了明確規定1。車輛寬帶電磁輻射發射試驗主要采用 10m 法或 3m 法，即測試天線與整車的距離分別設定為 10m 或 3m ，車輛寬帶電磁輻射測試布置示意圖如圖1所示。試驗需使用準峰值或峰值檢波器，要求車輛在 30～1000MHz 全頻段范圍內滿足相應的限值要求，具體限值見表1。在進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，并開啟所有長時工作且能產生寬帶發射的設備，如刮水電機和冷卻風扇，使其處于最大負載工況。而短時工作的設備，如喇叭和玻璃升降器電機等，則無需開啟。

2車輛寬帶電磁輻射發射測試問題分析

2.1整車寬帶輻射發射超標現象及問題定位

在按照GB34660法規進行整車寬帶輻射發射測試時，當測試天線位于車輛左側且采用垂直極化方式時， 30～40MHz 頻段的測試數據出現明顯包絡，測試結果超出QP限值約3dB，具體測試數據如圖2所示。而水平極化方式下的測試數據符合標準限值要求。

根據現場經驗，測試團隊對整車各電氣系統展開了全面的電磁噪聲排查與定位，排查過程及結果總結如表2所示。

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

2.2 整車寬帶輻射發射超標原因分析

查看整車線束原理圖可知，電機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控制器內部，另一端連接到驅動電機殼體上。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，該段線束的屏蔽設計并無明顯缺陷。然而，使用整車頻譜儀進行近場排查時，發現此段線束在 30～40MHz 頻段存在顯著的電磁噪聲包絡，與試驗室接收機的測量結果一致。通過實車檢查溫度檢測線束屏蔽層的接地狀態，發現屏蔽層在電機側的接地點遠離電機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設計的重要措施，是保證產品EMC性能的關鍵手段。所有的地都具有一定的阻抗，當有電流流過時會產生壓降。過長的屏蔽層接地線會顯著增加屏蔽層的高頻阻抗，當驅動電機的噪聲電流流經屏蔽層時，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，此時屏蔽層相當于發射天線，未能發揮應有的屏蔽作用，致使 30～40MHz 的電磁噪聲泄漏到車外，被測試天線接收，導致整車試驗結果超出標準限值。

2.3整車寬帶輻射發射超標方案對策

在明確整車寬帶輻射發射超標原因后，測試團隊通過優化電機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，將接地點設置在電機溫度檢測信號接插件附近，當屏蔽層接地線長度縮短至 200mm 左右時，測試順利通過。測試結果如圖7所示。

2.4汽車EMC接地設計

接地是抑制電磁輻射、提高電子設備電磁兼容性的重要手段。可靠的接地既能抑制干擾對自身的影響，又能抑制電子設備向外輻射電磁噪聲。反之，不可靠的接地設計會加劇電子設備對外的噪聲輻射，甚至引入嚴重的電磁干擾，導致電子設備無法正常工作。

汽車接地設計主要分為兩類。

一是工作接地，其為車載系統各零部件提供等電位參考點，為信號回流構建低阻抗通道。信號傳輸質量在很大程度上取決于工作接地的質量。若接地阻抗過高，信號回流時會在接地線上產生電壓差，甚至形成地文波，進而影響信號質量，導致系統功能異常。因此，在設計工作接地點時，接地點應遠離濺水區域和高溫區域，以避免環境因素對接地效果的影響。接地點宜選擇在車架上，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行接地。車身件在接地點處需去除絕緣材料，接地點電阻應小于 2.5mΩ ，且接地點不應設置在活動件，如門、發動機艙罩等上面。

二是保護接地，其旨在保護電子設備免受外界電磁干擾，同時降低電子設備對外輻射噪聲的強度，防止系統間干擾的產生。從電磁發射和電磁抗干擾兩方面來看，系統間連接線束后的電磁性能具有較大的不確定性。有時，連接線束會充當發射天線，成為電磁干擾輻射源的一部分；有時，又會充當接收天線，成為系統輻射抗擾的關鍵環節。當線束穿過金屬殼體時，會嚴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EMC問題。因此，當線束穿過金屬殼體時，應優先選用屏蔽線束。采用屏蔽線束時，需同步考慮保護接地設計。推薦優先使用屏蔽連接器轉接屏蔽線束，將系統間的信號引出屏蔽體，通過屏蔽連接器實現線束屏蔽層的可靠接地，有效降低接地阻抗，減少電磁干擾的發生概率。當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問題的發生。

大多數屏蔽線束采用金屬編織層進行屏蔽，編織層具有柔軟耐用的優點。但由于編織層不夠致密，會降低屏蔽效果，且編織方式會導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，當屏蔽層接地線過長時，會進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 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，編織層可實現 360^° 的連續端接，金屬箔層則可覆蓋編織層的孔隙。

保護接地需實現有效搭接，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構體，避免干擾。良好的搭接能充分發揮屏蔽和接地的功能，減少接地系統中的共模電位差，降低電流環路，從而減少電磁干擾。系統間線束屏蔽層接地應與車身金屬部分緊密連接，連接面應均勻、干凈，不得存在非導電物質。固定時，應防止變形、振動和搖擺。應盡量采用直接搭接，若整車布置無法實現直接搭接，需使用搭接線時，搭接線應盡量短，線徑盡量粗，寄生電感和電容應盡量小，建議采用編織銅帶接地，長寬比應小于5。

3總結

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

在屏蔽線束的保護接地設計中，理想狀態是實現兩端可靠接地。但在實際工程應用中，常面臨屏蔽層無法就近接地的問題。因此，在整車EMC設計管控過程中，不僅要關注線束原理圖的設計方案，還需同步做好實車設計檢查，避免因實車裝配工藝問題導致EMC保護方案無法有效實施，確保汽車電磁兼容性能的可靠性與穩定性。

參考文獻

[1]GB34660—2017，道路車輛電磁兼容性要求和試驗方法[S].

（編輯凌波）