前天碰到一個(gè)網(wǎng)友加微信問(wèn)了汽車線束搭鐵的原則，小編也想起了多年前曾經(jīng)面試某公司的線束工程師遇到面試的電氣主管問(wèn)了同樣的問(wèn)題，回來(lái)之后查詢了相關(guān)資料深入的學(xué)習(xí)了一下，印象還是非常深刻。應(yīng)網(wǎng)友要求，今天就這這里再解析一下汽車線束里面“搭鐵”與“接地”的一些技術(shù)問(wèn)題！

一、搭鐵與接地的概念 ? ? ?

?首先在這里解釋一下“搭鐵”與“接地”的概念，不要混為一團(tuán)！ 先說(shuō)接地，大地是可導(dǎo)電的，其電位通常取為零。電力系統(tǒng)和電氣裝置的中性點(diǎn)、電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分及裝置外導(dǎo)電部分通過(guò)導(dǎo)體與大地相連，稱作接地。接地的目的是使可能觸及的導(dǎo)電部分降到接近地電位，當(dāng)產(chǎn)生電氣故障時(shí)，即使這些導(dǎo)電部分帶電，其電位與人體所處位置的大地電位基本接近，可降低觸電的危險(xiǎn)。接地是保證人身及設(shè)備安全的措施。

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所謂搭鐵，是汽車行業(yè)，對(duì)接于車體的線稱為搭鐵（負(fù)極搭鐵較為常見），就是電子行業(yè)的GND，或公用線，和接地有相似之處，但不是真的接地,兩個(gè)意義不同，功用也不同。搭鐵，其意思是將需要保護(hù)接地的導(dǎo)線與汽車上鐵質(zhì)材料直接相連進(jìn)行接地。這個(gè)俗稱尤其在福建閩南一帶相當(dāng)流行。在汽車上么為什么將搭鐵等同于接地呢？這是因?yàn)?，汽車上的鐵質(zhì)材料導(dǎo)電的面積最大，分布范圍也最廣，各個(gè)部位的的鐵質(zhì)材料又都是電氣連通的，選擇鐵質(zhì)材料作為汽車這個(gè)在電氣上是獨(dú)立的電系統(tǒng)的地是很合適的。同時(shí)電流經(jīng)過(guò)用電器后從車身回到蓄電池，也可以節(jié)省了很多導(dǎo)線，降低成本，一般傳統(tǒng)燃油汽車電氣系統(tǒng)工作電壓低于安全電壓，不會(huì)造成人身安全問(wèn)題。由于汽車上的電系統(tǒng)通過(guò)汽車輪胎的絕緣，與大地沒(méi)有聯(lián)系，如果沒(méi)有靜電等方面因素的影響或不考慮這方面影響的話，汽車上的電系統(tǒng)就是一個(gè)完全與大地獨(dú)立的系統(tǒng)，即和大地是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，而兩個(gè)沒(méi)有關(guān)聯(lián)的電系統(tǒng)之間的電位是不能確定的。將汽車上鐵質(zhì)材料作為汽車的地，其電位是否與大地相等也無(wú)關(guān)緊要。

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搭鐵，實(shí)際上就是選定汽車車身為電位的參考點(diǎn)，即車上電池、各用電器件都以車身為零電位點(diǎn)。并非是指接“地”。在無(wú)線電技術(shù)發(fā)展初期，還鬧過(guò)笑話：飛機(jī)上的無(wú)線電設(shè)備要“地線”，就有人建議在飛機(jī)上要放花盆，以為放土后就有了“地”線。

　　只有一些轎車、燃油運(yùn)輸車，會(huì)在車身后拖一根鐵鏈接地，汽車輪胎與地面高速摩擦?xí)管圀w帶有大量電荷，車體拖的尾巴可以將電荷導(dǎo)入地下，從而使車身與大地等電位，以免車身吸附灰塵或靜電電勢(shì)過(guò)高打火花造成危險(xiǎn)。

提醒：對(duì)于新能源電動(dòng)汽車高壓線束設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用雙線制，此時(shí)電氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的高壓電為幾百伏，已經(jīng)超過(guò)人體的承受范圍的安全電壓,電池包負(fù)極是不能與車身連接的，車身不能被當(dāng)做整車搭鐵點(diǎn)。

二.汽車線束搭鐵的設(shè)計(jì)原則

在選擇搭鐵點(diǎn)時(shí)，我們必須要將電子地和功率地區(qū)分開來(lái)，也要將模擬地和數(shù)字地分開來(lái)接，以避免信號(hào)間的相互干擾，因?yàn)樗麄儗?duì)地的沖擊是不同的，而這種對(duì)地的沖擊會(huì)影響較敏感的電子電器元件的工作。但是對(duì)同一控制器而言，而不能將兩者分開太遠(yuǎn)，因?yàn)?，如果兩者距離過(guò)遠(yuǎn)，那么兩者間的電位差就越大，那么對(duì)同一控制器而言，地電位就存在比較大的差異，這個(gè)也會(huì)影響用電器的工作，搭鐵分配和布置原則如下：

1）就近搭鐵；

2）電機(jī)類（刮水器電機(jī)、洗滌泵電機(jī)、暖風(fēng)電機(jī)、電磁閥等）接地線單獨(dú)接地（分布在駕駛室內(nèi)、車架上）；

3）收放機(jī)地線單獨(dú)接地（駕駛室內(nèi)）；

4）弱信號(hào)傳感器的接地線（儀表地線）應(yīng)單獨(dú)接地（接蓄電池負(fù)極），保證信號(hào)正常傳輸；

5）ECU（安全氣囊ECU、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU）地線易受其他零件工作時(shí)干擾，分別單獨(dú)搭鐵到蓄電池負(fù)極；

6）車架上各接地點(diǎn)之間地線互相連接，接地點(diǎn)直接通過(guò)螺栓、齒形墊片，安裝到車架上；

7）蓄電池負(fù)極與發(fā)動(dòng)機(jī)和車身分別單獨(dú)搭鐵；

8）搭鐵點(diǎn)盡量布置在容易維護(hù)的地方，便于搭鐵點(diǎn)維護(hù)；

9）搭鐵點(diǎn)位置優(yōu)先選擇在各主要的梁上，除非特殊的情況外，不允許使用支架搭鐵，避免搭鐵不良；

10）不要把接地裝置布置在嚴(yán)重的飛濺區(qū)域；

11）不要把和電有關(guān)的組成部件或接地螺絲釘布置在油箱和油管的附近；

12）電子扇需要單獨(dú)接地，大功率設(shè)備單獨(dú)搭鐵；

3.汽車線束接地設(shè)計(jì)思路及案例分析

在進(jìn)行測(cè)量、分析計(jì)算時(shí)，要找準(zhǔn)不同接地點(diǎn)基于“0"電位的電勢(shì)，分析才有價(jià)值

a.接地類型

按照負(fù)載性質(zhì)分類：

>感性負(fù)載地

冷卻風(fēng)扇、車窗電機(jī)、電喇叭、鼓風(fēng)機(jī)、繼電器線圈、各種電磁閥.…

>阻性負(fù)載地

燈、后除霜加熱絲、后視鏡加熱絲、點(diǎn)煙器傳感器地

水溫傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、外部溫傳感器、日照傳感器.…

>控制器地

>EMS、airbag、ABS、BCM......

>無(wú)線電地（天線）屏蔽地

>Y電源地（發(fā)電機(jī)，蓄電池）

b.接地的分配

接地分配主要規(guī)劃和設(shè)計(jì)接地點(diǎn)共用的方案。如果每一個(gè)用電器都設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的接地點(diǎn)，既不經(jīng)濟(jì)，又影響生產(chǎn)效率。而且線束會(huì)非常臃腫，嚴(yán)重影響線束的質(zhì)量。因此，必須減少接地點(diǎn)的數(shù)量，采用共地的設(shè)計(jì)方式。

>無(wú)論什么性質(zhì)的接地，感性負(fù)載與阻性負(fù)載不可共地。

>大電流與小電流不可共地。

>傳感器地不可與功率負(fù)載負(fù)極共地。

>傳感器盡量與其控制的ECU負(fù)極共地。

>無(wú)線電系統(tǒng)單獨(dú)接地，以避免干擾，如音響系統(tǒng)。

>發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、ABS裝置等對(duì)整車性能及安全影響大、而且易受其他用電設(shè)備干擾，所以將這些件的接地點(diǎn)單設(shè)，接地線長(zhǎng)度盡可能做到最短。

>對(duì)于可靠性要求很高的系統(tǒng)，為了確保其安全可靠，還采用了復(fù)式接地。

目的是其中一處接地失效，系統(tǒng)可以通過(guò)另接地點(diǎn)接地，確保系統(tǒng)安全工作。

實(shí)例：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇接地點(diǎn)的電壓降進(jìn)行計(jì)算

由此可知，冷卻風(fēng)扇搭鐵點(diǎn)的電壓降在0.2-0.4v之間，當(dāng)高速風(fēng)扇工作的瞬間，電壓降可達(dá)到3.88v。一般傳感器電源是5v，如果傳感器與其共地，將不能正常工作。一般控制器負(fù)極最高電壓設(shè)定為是0.5v，如果是控制器與其共地控制器很容易受其影響而不能正常工作。

4.汽車線束接地對(duì)EMC的影響

>汽車所處電磁環(huán)境很復(fù)雜，受周圍環(huán)境噪聲影響很大；另一方面，汽車同時(shí)作為騷擾源，對(duì)周圍環(huán)境造成影響。

>作為汽車電器系統(tǒng)組成部分的電器部件是造成對(duì)外騷擾的主要騷擾源；另一方面，外界環(huán)境對(duì)汽車的干擾也是通過(guò)這些電器部件體現(xiàn)出來(lái)。

>進(jìn)行汽車電磁兼容性工作也就是為了讓各電器部件以及組成的系統(tǒng)能夠在所處的電磁環(huán)境下正常工作，而且不對(duì)外界造成不可忍受的電磁騷擾。

>任何復(fù)雜的電磁兼容問(wèn)題均可采用該簡(jiǎn)化模型表示。

>EMC包含EMI（電磁干擾）和EMS（電磁敏感性）兩個(gè)方面

>EMC主要的三個(gè)措施：屏蔽、濾波、接地 ?

>不要以單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的概念來(lái)指導(dǎo)整車或零部件產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì).

>接地點(diǎn)的位置選擇和接地方式更為重要

>接地不是為了把干擾引入大地或泄放到大地，而是為了引導(dǎo)“共?！彪娏?/p>

>導(dǎo)體的阻抗低頻時(shí)與截面尺寸關(guān)系大，高頻時(shí)關(guān)系小。

同樣長(zhǎng)度地導(dǎo)線，低頻時(shí)，由于截面的尺寸不同，阻抗相差很大，而高頻時(shí)相差很小。這是因?yàn)?，?dǎo)線電阻是由阻抗和感抗兩部分組成，頻率較低時(shí)，感抗很小，電阻起主導(dǎo)作用，電阻與導(dǎo)線的截面尺寸關(guān)系很大。頻率較高時(shí)，感抗起主導(dǎo)作用，而導(dǎo)線的電感與導(dǎo)線的截面尺寸關(guān)系不大。

>在低頻電路中，接地線的截面積不要選擇太小，以減小接地阻抗（當(dāng)然，長(zhǎng)度短也可以減小阻抗）

>在高頻電路中接地線的長(zhǎng)度要盡量短，以減小接地線的感抗>用萬(wàn)用表去測(cè)回路接地線的電阻值，是不能準(zhǔn)確的分析電磁兼容問(wèn)題的。

大家知道接地對(duì)整車EMC的有影響就行，EMC這個(gè)比較復(fù)雜，在這不做深入討論！

總結(jié)：良好的搭鐵與接地對(duì)汽車的品質(zhì)影響非常大，想了解搭鐵不良造成的危害請(qǐng)閱讀下一篇文章《別小看搭鐵不良，造成這些故障讓你難以想象》

編輯：黃飛