自從1860 年把電能用於點火
， 汽(qi)車(che)就(jiu)開(kai)始(shi)了(le)向(xiang)周(zhou)圍(wei)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)發(fa)射(she)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)曆(li)史(shi)。當(dang)今(jin)汽(qi)車(che)
，尤(you)其(qi)是(shi)發(fa)動(dong)機(ji)點(dian)火(huo)係(xi)統(tong)
，麵(mian)臨(lin)著(zhe)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)的(de)巨(ju)大(da)挑(tiao)戰(zhan)。在(zai)設(she)計(ji)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)汽(qi)車(che)各(ge)部(bu)分(fen)協(xie)調(tiao)工(gong)作(zuo)，相(xiang)互(hu)兼(jian)容(rong)，要(yao)遵(zun)循(xun)國(guo)際(ji)、國家和地方的各種電磁兼容性標準，另外，EMC工程師還必須考慮乘客舒適性

，包括無線電娛樂設備
，車載電話，GPS
，防爆裝置（雷達和激光雷達），以及其他將在以後的職能汽車應用到的先進設備。

 

汽車電子係統中的“地”不隻發揮一種功能
，這個術語通常用來指一些汽車上導體，它們有如下功能：

 

1 提供一個電流回路

 

2 為模擬傳感器和數字邏輯電路提供參考電壓

 

3 調頻和調幅天線的地網

 

4 用於屏蔽射頻旁路電流

 

5 靜電保護

 

本論文回顧了影響車輛係統接地的因素，並且舉例說明一些關鍵因素的作用。

 

 

2.1 概況

 

如圖1所示，汽車供電係由蓄電池、fadianjihedianyatiaojieqizucheng，tashiqichedianxidedianyuanxitong，weiqichedianxitigongzugoudediangonglvhewendingdegongzuodianya。qichegongdianxiyouxudianchihefadianjibingliangongdian。dangfadianjiyunxingshi
，tashuchudianliuqudongzhiliufuzai
，danshifadianjideneibudianrongguoda

，congertawufashuchukuaisudekaiguandianliu。namezhegerenwujiudeyouxudianchilaiwancheng。

 

另ling外wai
，汽qi車che接jie地di係xi統tong首shou要yao考kao慮lv的de問wen題ti就jiu是shi要yao保bao證zheng起qi動dong機ji正zheng確que運yun行xing，因yin此ci我wo們men還hai得de考kao慮lv起qi動dong機ji的de要yao求qiu。為wei了le確que保bao起qi動dong電dian機ji能neng夠gou在zai寒han冷leng的de天tian氣qi下xia動dong作zuo

，其qi電dian流liu回hui路lu必bi須xu在zai電dian池chi負fu極ji到dao起qi動dong機ji接jie地di（一般使發動機體）之間呈現為直流低阻特性。起動機和蓄電池的安裝位置可能在這個地導體之間產生額外不利的電流回路。

 

 

2.2 接地元件

 

在車上

，許多部件都專門用於接地，包括車身金屬體，發動機本體，配線以及蓄電池。

 

2.2.1 車身金屬體

 

盡管現在車身材料越來越趨向於使用複合材料或者塑料麵板，但當今汽車車身仍然大麵積使用金屬。因為它的尺寸，形狀和方便的布局（例如接近大多數電氣設備），車身金屬體在提供電流回路、參考電勢
、屏蔽和削弱噪聲方麵具有獨到之處。要設計一個好的汽車接地係統

，其目標就是使車身金屬體的作用發揮到極致。

 

由you於yu車che身shen的de外wai形xing獨du特te，表biao麵mian積ji大da，因yin此ci它ta本ben身shen就jiu是shi一yi個ge巨ju大da的de電dian容rong器qi
，現xian已yi驗yan證zheng，車che身shen金jin屬shu體ti可ke以yi吸xi收shou高gao頻pin小xiao幅fu值zhi電dian流liu。然ran而er，這zhe樣yang做zuo存cun在zai普pu通tong阻zu抗kang耦ou合he
，特te別bie是shi有you電dian流liu穿chuan過guo車che身shen上shang接jie合he的de地di方fang時shi。此ci外wai，如ru果guo把ba車che身shen金jin屬shu體ti作zuo為wei通tong用yong電dian流liu回hui路lu，而er不bu是shi做zuo某mou些xie特te定ding的de電dian流liu回hui路lu將jiang不bu單dan不bu能neng發fa揮hui其qi長chang處chu，反fan而er會hui增zeng加jia一yi個ge重zhong要yao的de輻fu射she源yuan。美mei國guo俄e亥hai俄e州zhou州zhou立li大da學xue及ji美mei國guoDaimler-Chrysler公gong司si曾zeng做zuo過guo實shi驗yan
，發fa現xian如ru果guo車che身shen金jin屬shu體ti隻zhi是shi給gei一yi般ban的de點dian火huo電dian流liu提ti供gong回hui路lu
，那na麼me其qi表biao麵mian電dian場chang並bing不bu穩wen定ding，有you明ming顯xian的de幹gan擾rao毛mao刺ci，這zhe是shi由you於yu電dian流liu通tong過guo汽qi車che擋dang板ban時shi會hui在zai無wu線xian電dian娛yu樂le設she備bei中zhong產chan生sheng噪zao聲sheng。而er如ru果guo汽qi車che外wai加jia一yi個ge部bu件jian，使shi電dian流liu回hui路lu避bi開kai了le離li擋dang板ban近jin的de車che身shen金jin屬shu體ti的de話hua，此ci時shi其qi表biao麵mian電dian場chang是shi非fei常chang穩wen定ding的de。

 

車che身shen金jin屬shu體ti還hai可ke以yi屏ping蔽bi低di頻pin電dian容rong。在zai頻pin率lv超chao過guo千qian赫he的de情qing況kuang下xia，由you於yu車che身shen金jin屬shu體ti本ben身shen具ju有you一yi定ding的de厚hou度du，因yin此ci它ta也ye會hui對dui發fa動dong機ji盒he起qi到dao一yi定ding的de電dian磁ci屏ping蔽bi作zuo用yong。另ling外wai
，它ta還hai是shi汽qi車che與yu照zhao明ming係xi統tong、外界ESD幹(gan)擾(rao)以(yi)及(ji)其(qi)它(ta)車(che)外(wai)的(de)輻(fu)射(she)源(yuan)屏(ping)蔽(bi)的(de)主(zhu)要(yao)導(dao)體(ti)。然(ran)而(er)，如(ru)果(guo)車(che)身(shen)采(cai)用(yong)一(yi)般(ban)的(de)構(gou)造(zao)，那(na)麼(me)這(zhe)種(zhong)屏(ping)蔽(bi)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)的(de)可(ke)靠(kao)電(dian)氣(qi)整(zheng)體(ti)性(xing)。金(jin)屬(shu)板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)可(ke)能(neng)是(shi)靠(kao)焊(han)點(dian)

、非導體防腐插入層或非導體油漆。理想情況下，固定的金屬板通過電氣結合
，可移動的金屬板（車篷和門）是通過輔助導體（接地母線）連接的。車身金屬體應該通過一個牢固的低阻抗線束連接到電池負極。

 

2.2.2 發動機體和氣缸蓋

 

qichefadongjitiheqiganggaizhongyouduozhongdianqixinhao。tamenzhijianchulekenengchanshengchuandaoouhezhiwai，yixiexinhaokeyitongguohuiluyinxiandianganzaifadongjizhuangzhihecheshenjinshutizhijianchanshengdianya。zhegedianyanenggouduifadongjineidedianzishebeichanshengfushehuozhedianrongouhe。

 

發(fa)動(dong)機(ji)和(he)氣(qi)缸(gang)蓋(gai)在(zai)物(wu)理(li)上(shang)是(shi)通(tong)過(guo)很(hen)多(duo)大(da)直(zhi)徑(jing)螺(luo)栓(shuan)緊(jin)密(mi)連(lian)接(jie)
，但(dan)連(lian)接(jie)處(chu)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)一(yi)般(ban)都(dou)比(bi)較(jiao)差(cha)。氣(qi)缸(gang)蓋(gai)墊(dian)圈(quan)經(jing)常(chang)是(shi)絕(jue)緣(yuan)的(de)，其(qi)外(wai)表(biao)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)劣(lie)質(zhi)導(dao)體(ti)。發(fa)動(dong)機(ji)體(ti)與(yu)其(qi)他(ta)發(fa)動(dong)機(ji)組(zu)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)處(chu)（包括發電機機架，閥門蓋和節氣門體）都是不可控的，並且在發動機工作過程中隨時可能發生變化。

 

2.2.3 配線

 

由於發動機和汽車部件的尺寸較大
，那麼在高頻情況下必然產生接地阻抗。而且這些部件之間的距離很大（米的數量級）
，因此電流回路的電感問題也很難消除。通常情況下，配線的電感達到幾十nH/inch
，另外很多汽車部件的感性容量的數量級都可達μH。那麼在汽車係統中幾安培或者更大、頻率高於100KHz的電流可能在電流回路中產生很大的壓降。

 

2.2.4 蓄電池

 

蓄電池除了可以儲存電能，它還可以抑製一些噪聲。在低頻時，鉛酸電池每100Ah呈現為1-2F的容抗。當與發電機並聯放置時，該電抗將有利於減少汽車充電係統產生的低頻噪聲。高頻狀態下
，電池內的反應更複雜。在25kHz到250kHz的範圍內
，蓄電池呈現容性（幾十nF）

，並且基本不隨頻率不變。據觀察，有效電容數量級的變化次序是與蓄電池的負荷狀態及大小有關的。高頻狀態下
，用串聯LC電路來等效蓄電池的電抗是最佳的。此時，如果頻率高於1MHz，那麼很可能發生串聯諧振。也正因為此
，不能應用蓄電池來抑製調幅廣播波段或更高的無線電頻率噪聲。

 

圖2 點火係統簡圖

 

 

據上所述，汽車本身有許多輻射源和敏感元件。由於篇幅限製，在這部分中，我們隻討論汽車環境中比較特殊的元件。

 

3.1 點火裝置

 

汽車的初級和次級點火電路是最常見的發射源。由於這兩級電路經過點火線圈耦合之後，它們的波形完全不同，在此對其進行分別介紹。

 

初級點火電路包括一個電流源（蓄電池或交流發電機）
，點火線圈和一個觸發裝置（通常用發動機控製器）。現在的大多數汽車上的點火係統都采用的結構簡圖如圖3所示。對於這種電路來說，與EMC首要相關的是線圈電流波形的下降沿。

 

圖3給出了點火線圈初級的電流、電壓波形。這部分波形包含有效的高頻能量（100KHz及其以上），它受地回路線束的電感影響。

 

圖3 點火線圈初級的電壓、電流波形

 

次級點火電路包括點火線圈，火花塞

，氣缸蓋和其他導體，等效電路如圖4所示
，這個回路包括發動機組和發動機控製模塊，它還包括一個1pH的(de)接(jie)地(di)電(dian)感(gan)，它(ta)能(neng)觸(chu)使(shi)發(fa)動(dong)機(ji)組(zu)和(he)控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)有(you)幾(ji)伏(fu)的(de)電(dian)勢(shi)差(cha)。在(zai)這(zhe)裏(li)，用(yong)等(deng)效(xiao)串(chuan)聯(lian)電(dian)壓(ya)源(yuan)表(biao)示(shi)由(you)初(chu)級(ji)電(dian)壓(ya)。盡(jin)管(guan)在(zai)足(zu)夠(gou)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)下(xia)也(ye)會(hui)發(fa)生(sheng)電(dian)容(rong)和(he)輻(fu)射(she)損(sun)耗(hao)，但(dan)是(shi)還(hai)是(shi)可(ke)以(yi)把(ba)到(dao)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)流(liu)回(hui)路(lu)用(yong)一(yi)個(ge)等(deng)效(xiao)電(dian)感(gan)來(lai)表(biao)示(shi)

；Ccbiaoshitongguoxianquandejishengdianrong。zaituzhong，kanbuchucijitongguodianhuoxianquandianrongouhedaochuji。erzhezhongshijicunzaideouhefangshijikeyizengjiafushedianya，yehuiyinrugengduodechuandaoouhedaodianzixitongdangzhong。

 

ruguowomenjinliangjianshaobihuanhuiludemianji，yijihelibaifangyuanjianyisuoduanqijiandeyinxianjuli，namezhegewentikeyidedaoyidinghuanjie。lingwai，zailiujingxudianchifujidedianliuhuiluzhong
，bunengyongqitaderenhedaotizuoweicankaodianwei
，cheshenjinshutiyebukeyi。

 

在汽車產生信號中，次級點火電路的信號是獨一無二的
，因為其頻譜範圍可高達1GHz左右。因此它尤其可能成為一個輻射源，但是它與發動機其他部件的傳導耦合也是輻射源。

 

圖2和圖4給gei出chu了le次ci級ji點dian火huo電dian路lu高gao頻pin發fa射she信xin號hao的de產chan生sheng機ji理li。蓄xu電dian池chi給gei點dian火huo線xian圈quan的de初chu級ji繞rao組zu供gong直zhi流liu電dian。發fa動dong機ji的de初chu級ji繞rao組zu和he次ci級ji繞rao組zu采cai用yong自zi耦ou變bian壓ya器qi結jie構gou。發fa動dong機ji控kong製zhi器qi中zhong的de電dian子zi開kai關guan驅qu動dong導dao通tong初chu級ji繞rao組zu需xu要yao一yi定ding的de時shi間jian。都dou知zhi道dao

，初chu級ji電dian壓ya被bei放fang大da的de倍bei數shu為wei匝za數shu比bi（一般為幾百），在次級產生幾十kV的電壓。因此在線圈高邊和氣缸蓋之間加一個RF抑製電容Crf。

 

圖4 點火係統次級等效電路

 

火花塞RF特性可以用以下模型描述：（1）一個等效電弧阻抗L，它可以用來描述表示流過火花隙的非線性時變電流，（2）youhuohuasaiwaibudailuowendejinshubaopiheneibutiexingouchengdetongzhoudianrongqi。shijishang，dianhubufangdianshihuohuaxishiduankaide，zaiciwomenyongyigekaiguanlaibiaoshi。zaikaiguanbihehou
，dianrongCp快速地通過間隙放電。

 

3.2 車載無線娛樂係統

 

車載無線娛樂設施包含了一個屏蔽的連接單極天線的高增益放大器。無線設備對從kHz到MHz範圍的噪聲敏感，而這個變化範圍恰是汽車電氣和機械係統產生噪聲的範圍。

 

同軸電纜連接無線設備和接收機，其外層導體在擋板（天線地網）hejieshouqijiazhijianxingchengyigelianxupingbiceng。suiranqichedeshejizheyibanbuzhidaojieshouqijijianeibudelianjie
，danshikeyirenweijieshouqijijiayetongguojiedimuxianliandaocheshenjinshutishang。chezaiwuxianyulexitongzhongyoujizhongjiedi。shouxianshitongzhoudianlanwaipingbicengyucheshenjinshutilianjiegeidanjitianxiantigongdiwang。lingwaihaixujiangtongzhoudianlanyuwuxianshebeijijiaxianglian
，zheyangkeyijiangqianzhebiaocengzaoshengdianliuzhuanyidaohouzheshanglai
，weitianxianxinhaotigonghuilu。ruguowuxianshebeijijiahecheshenzhijianmeiyoulianjie，qidamianjidejinshubufenjianghuiyucheshenjinshuchanshengrongxingouhe，cheshenjinshushangdezaoshengkenengyingxiangjieshouqidejizhundianya。ruguotongzhoudianlandewaicengdaotimeiyouhejieshouqiyijiwuxianshebeijijiaxingchenglianghaodelianjie
，zaoshengdianliujiangouhedaojieshouqi。zuihou
，ruguojieshouqihewuxianshebeijijiameiyougongdi
，wuxianshebeijijiashangdezaoshengdianliujianghuizaijieshouqishangchanshengrongxingouhe。

 

3.3 供電係統

 

3.3.1 供電係統結構

 

在圖1所示的傳統供電係統中。發動機體與電池負極之間的這個起動機，它直徑大
，但具有低阻特性
，提供回路讓電流回到發動機體、xudianchifuji。yaoshejiyigehaodejiedixitongkenengmianlinlianggenanti。diyi，youyuxudianchiheqidongjidechicunheanzhuangweizhi，huiluzhongxuhenchangdeyinxian，zhekenengchanshenghendadejiedidiangan；第二，發動機體的電阻可變，因為它是由很多結構上獨立的部分組成的（如機身、機蓋、歧管及其支架），而且它們之間連接處的電氣特性在裝配過程中是不可控的，也並不是一層不變的。

 

3.3.2 供電係統組件

 

接地設計時還應該考慮發電機和電壓調節器產生的噪聲。這種噪聲有幾個來源：1．電機滑環斷續接觸時引起的電刷噪聲；2．整流時產生的諧波噪聲
；3．整流二極管反接產生的脈衝噪聲

；4．勵磁繞組通PWM信xin號hao時shi，在zai電dian壓ya調tiao節jie器qi上shang產chan生sheng高gao頻pin噪zao聲sheng。因yin為wei摩mo擦ca和he皮pi帶dai的de機ji械xie移yi動dong導dao致zhi靜jing電dian荷he移yi動dong，因yin此ci發fa電dian機ji的de傳chuan動dong帶dai也ye成cheng了le一yi個ge噪zao聲sheng源yuan。這zhe個ge小xiao的de噪zao聲sheng源yuan會hui加jia劇ju發fa動dong機ji產chan生sheng的de其qi他ta大da容rong性xing信xin號hao和he輻fu射she信xin號hao。

 

前qian麵mian已yi經jing提ti到dao過guo

，可ke以yi利li用yong蓄xu電dian池chi內nei部bu的de電dian容rong來lai消xiao除chu發fa電dian機ji噪zao聲sheng，這zhe種zhong結jie構gou可ke以yi吸xi收shou低di頻pin噪zao聲sheng

，但dan對dui高gao頻pin噪zao聲sheng就jiu失shi效xiao了le，因yin為wei電dian池chi有you複fu雜za的de頻pin率lv響xiang應ying和he很hen大da的de導dao線xian電dian感gan。為wei了le提ti高gao高gao頻pin抑yi製zhi能neng力li，應ying該gai在zai盡jin可ke能neng靠kao近jin發fa電dian機ji外wai殼ke處chu讓rang噪zao聲sheng對dui地di分fen流liu。而er外wai殼ke與yu蓄xu電dian池chi負fu極ji間jian通tong路lu的de阻zu抗kang要yao低di，如ru果guo采cai用yong縮suo短duan連lian線xian及ji減jian少shao和he其qi他ta電dian路lu的de耦ou合he的de方fang法fa，那na一yi定ding要yao謹jin慎shen！

 

3.4 非電氣組件

 

前麵討論的都是汽車上的電氣元件，而汽車上很多非電氣部件也都是顯著噪聲輻射源，這是由於其尺寸、形狀及安裝特性的關係。這些部件包括發動機組和氣缸蓋
、散熱器、散熱器芯和排氣管。噪聲信號可能通過感性器件
、容性器件、傳導元件和輻射過程耦合。

 

xuduoqichedesanreqidoushitongguojueyuanxiangjiaotaoguangudingdaocheshenshang，yincisanreqijiuhecankaodianweizaidianqishanggeli。sanreqixinyeshizhegeyuanli。erqie，liudongyepianhaikeyijiajurongxingouhezaosheng。youyuchezaiyulesheshiyezaizhefujin
，yincizhezhongganraoduisanreqixindeyingxiangtebieyanzhong。weileyizhizhexiezaoshengyuan，sanreqihesanreqixinzhishaoyidianjiedidaocheshenshang。xianzaiyuelaiyueduodeshiyonglvzhisanreqi，youyinfalexinwenti。zailianjiechuyouqiyaojinshenxuanzecailiao
，bixubaozhengjinshucailiaojiechushidianhuafushizuixiao。

 

3.4.2 排氣管

 

排pai氣qi管guan通tong過guo排pai氣qi歧qi管guan連lian接jie到dao發fa動dong機ji蓋gai，它ta相xiang當dang於yu單dan極ji天tian線xian
，是shi發fa動dong機ji的de地di網wang。這zhe種zhong地di網wang也ye能neng產chan生sheng輻fu射she，可ke以yi用yong跨kua接jie導dao體ti來lai減jian少shao這zhe些xie對dui車che身shen金jin屬shu體ti的de輻fu射she。

 

 

本(ben)論(lun)文(wen)回(hui)顧(gu)了(le)接(jie)地(di)技(ji)術(shu)在(zai)汽(qi)車(che)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)。設(she)計(ji)接(jie)地(di)時(shi)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)各(ge)種(zhong)電(dian)子(zi)和(he)機(ji)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)
，汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)驅(qu)動(dong)設(she)備(bei)的(de)數(shu)量(liang)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)也(ye)在(zai)迅(xun)速(su)增(zeng)加(jia)

，就(jiu)給(gei)EMC工程師提出了更高的要求，他們需要綜合消費者對成本、質量和進度的要求，設計出物美價廉的產品。