整车接地设计浅析

孟胥里

整车接地设计浅析

孟胥里

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

文章讨论整车接地的定义以及接地形式、接地区域，通过对接地负载的分类对接地的原则进行总结，同时指出在接地分配出现的潜回路问题及潜回路如何规避，对整车接地设计有一定参考意义。

接地；潜回路

引言

随着汽车电子技术的发展，大量的汽车用电设备应用到汽车上，接地线越来越复杂。汽车在使用和维修过程中，接地是否良好直接影响汽车电气设备能否正常工作。

本文将重点讨论整车电气接地的类型、接地分配以及需要注意的事项，并通过一个故障案例来说明接地系统的重要性。

1 接地定义

接地[1]，也叫搭铁，是汽车上电气设备的负极线与车身金属部分的连接以及车身金属部分与蓄电池负极的连接。汽车电气设备使用直流电，一般汽车电路都采用单线制，即蓄电池正极线直接与各用电设备连接，蓄电池负极线直接搭在车体/车架上，用电设备的负极线搭在车架等金属机件上，利用车体等的金属体作公共通道，这种负极线与车体相连接的方式就称为接地或搭铁。

2 接地形式

电气设备接地分为外壳接地和端子+导线接地，整车上端子+导线的接地形式的电气用电设备比较多。

（1）外壳接地（case ground），如起动机、发电机、压缩机等装在发动机上的电器件；还有一些金属外壳且用螺栓/螺母固定在车体或仪表台管梁的电器件，如MP5主机、AVM；

（2）环形端子（Ring Terminal）+导线接地，适用于整车大部分电器件。

3 接地点区域

以三箱车为例，接地点数量一般在20~25个左右，位置一般在：

①车体A，B柱下（因为前后门线束在此与车身线束对接，顶棚线束的inline也在附近）；

②车体C柱附近（C柱附近电器用，另外两箱车的尾门线的接地点也在此附近）；

③后侧围或尾门槛上，用于尾灯、倒车雷达、后雾灯等设备搭铁；

④油泵地线建议油箱维修口附近或其它就近位置；

⑤IP横梁上：左右两边，中间H型支架上；

⑥发动机舱内：翼子板或减震器塔包；

⑦发动机缸体上（不建议上面的缸盖上），变速箱上；

⑧其它位置如前排座椅的加强横梁上；

⑨接地点可借用导电性良好的支架。

为避免漏水，漏气，漏音，装配困难等，以下位置不建议作为接地用：

①防火墙上；

②挡泥板；

③顶棚上；

④地板上。

4 接地负载分类

接地根据负载电流特性，分为功率地和信号地：

（1）功率地，又称脏地（Dirty Ground），是大功率电器件的接地，如起动机、电机、灯光、喇叭、执行器等；

（2）信号地，又称干净地（Clean Ground），一些低功率且对电压敏感的电子设备的接地，如：EMS、IPC、传感器、安全气囊控制器等。

下面是整车上常见的几种负载，电流特性曲线如下：

5 搭铁共地原则

干净地和脏地接地要求：

①干净地和脏地不允许用内连点（splice）接在一起；

②如果没有接地失效（ground lift）的问题，干净地和脏地并压在同一个环形端子上，一般是可接受的。如果干净地有冗余的接地（外壳接地或天线线缆接地），接地失效后，电流会从脏负载留到干净负载，如果脏地电流够大，就会损害干净负载，此时就不能并压。

③干净地端子和脏地端子叠压也是可以接受的。如果干净地端子和脏地端子在打紧前已经焊接在一起或机械地贴合在一起，那么此时应视为共地端子。

6 接地分配原则

搭铁分配原则：

①就近搭铁；

②重要电器件单独搭铁，如：EMS、ESC/ABS、TCU、SRS；

③大电流电器件单独搭铁，如：EPS、Cooling Fan；

④高频信号电器件单独搭铁，如：Audio，AMP；

⑤运动件上不允许搭铁，如四门和尾门；

⑥避免潜回路（Sneak path）。

7 潜回路

潜回路（Sneak Path）

潜回路[2]是指会导致非想要的功能发生或正常功能失效的电气或逻辑路径。一般包括电源潜回路和接地潜回路，此处指讨论接地潜回路。

分析接地潜回路的方法，主要是接地断开（Ground Lift）。

下面举例说明：

例1，转向灯潜回路。

根据下方电路图，正常情况下，近光灯回路如Path A所示，电流经过接地点GD1构成回路。

当接地点GD1断开或失效或接触不良时，近光灯通过前照灯总成内的转向灯构成潜回路，电流路径如Path B所示，经过接地点GD2构成回路。

图1 正常情况下电流路径

避免潜回路措施

①重组搭铁点，重点关注外壳接地/天线接地的电器件接地；

②增加接地点连接线；

③增加二极管（少见），同时会有0.7V电压抬升；

图2 潜回路

在一些日系车型上，发舱线、IP线、车身线上都有接地点连接线。

关于接地点连接线，也有一定的弊端。如果没有接地点连接线，则当接地螺栓松动或相关地线断开时，则相关电器失效，能快速暴露并查出问题点，如果有这根线，则可能电器功能仍正常（通过其它地回路），但由此而来的地回路路径不明确，配线保护的隐患大，问题不容易暴露。

8 总结

本文讨论整车接地的定义以及接地形式、接地区域，通过对接地负载的分类对接地的原则进行总结，同时指出在接地分配出现的潜回路及潜回路如何规避，对整车接地设计有一定参考意义。

[1] 王善超.汽车接地技术[J].装备制造技术, 2014(04):112-114.

[2] 张大庆,宋斌.电子系统的潜通路分析技术[J].光电技术应用,2006 (02):43-46.

Analysis of Grounding Design of Vehicle

Meng Xuli

（AnHui JiangHuai Automobile CO., LTD. Technical Center, Anhui Hefei 230601）

This article discuss the definition of vehicle grounding and grounding area. Through the classification of grounding,the principle of grounding is summarized. At the same time, it points out the problem of sneak path in the grounding design and how to avoid sneak path.

Grounding; Sneak path

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.06.019

U462

A

1671-7988(2021)06-63-03

U462

A

1671-7988(2021)06-63-03

孟胥里，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。