关于人体电磁防护的整车48V系统布线方案的设计

武晓宇

（吉利汽车研究院 （宁波）有限公司，浙江 宁波 315316）

随着汽车行业的高速发展，人们对车内电磁辐射环境更加关注，汽车电动化、智能网联技术、48V系统相继应用在汽车系统中，这些技术的应用将带来车内大电流设备及无线发射设备的增加，使车内电磁环境更加复杂。48V系统主要包含BSG电机、48V线束、48V电池及DCDC，本文主要讨论48V系统不同走线方式对车内电磁发射测量结果的影响。

1 48V系统布线方案

1.1 方案一：48V电源线采用双根走线

48V电池到BSG电机之间的48V电源线束采用双根走线方式，BSG电机布置在前发动机舱内，48V电池布置在后行李厢右侧，48V双根电源线束走向为，线束从前机舱穿过副驾驶座椅下方，一直布置到后行李厢内与电池连接。48V电源线束简易布置如图1所示，等效电器原理图如图2所示。

1）方案优点：48V正负极电源线并行走线且距离相互靠近，环面积最小，较小的环路面积既能减小对外发射量又能提高抗干扰性能，另电流I1=I2，大小相等方向相反，正负极电源线产生的电磁场可以相互抵消，有效降低了对外的磁场发射。

2）方案缺点：电源线并行双根走线，线束成本较高。

1.2 方案二：48V电源正极线单根走线

图1 48V电源线双线走线

图2 等效电路原理图

48V电池到BSG电机之间的48V电源线单根走线，BSG电机布置在发动机舱内，BSG电机负极接车身搭铁，48V正极从前机舱穿过副驾驶座椅下方，一直布置到行李厢内与48V电池正极连接，48V电池布置在行李厢右侧，48V电池负极就近搭铁，简易布置如图3所示，等效原理图如图4所示。

1）方案优点：48V正极电源线单根走线，负极就近搭铁，线束成本较低。

图3 48V电源线单线走线

2）方案缺点：48V电源正极单根走线，负极就近搭在车身上，形成的地环路面积较大，对外辐射大，电源线中电流I产生的磁场无法相互抵消，人体电磁防护性能差。

针对两种布线方案在实车上的人体电磁防护性能表现，特开展实车验证。

图4 等效电路原理图

2 实车测试

人体磁场防护测试采用标准GB／T 37130，测试频段10Hz～400kHz，限值采用GB8702；针对人体区域 （头部、胸部、臀部、脚部），中控区域，进行不同工况下的车内磁场采集，为评价车内电磁环境提供数据参考。

2.1 测试设备

人体电磁防护测试设备主要包含：Narda探头、传输链路、EHP50测试软件、笔记本电脑。

2.2 测试工况

车速保持40km／h匀速运行，所有可长时间工作的电子器件保持正常工作，试验在10m法EMC半电波暗室内进行，比较两种布线方案在脚部区域的低频电磁发射。

2.3 试验条件

测试频率：10Hz～400kHz；测试限值：GB 8702限值；测量位置：脚部区域1／2／3，区域2下对应48V电源线走线，如图5所示。

2.4 判定基准

不同测试工况下，各测试点采集的X／Y／Z 3个方向的磁场测量值满足GB8702限值要求。

2.5 测试搭建

测试布置按照GB／T 37130要求搭建，布置图如6所示。

2.6 测试过程

2.6.1 车辆设置

车辆置于转毂上，车带毂模式，车速保持40km／h匀速运行，所有可长时间电子功能保持正常工作。

2.6.2 测试点固定

将Narda探头分别固定在脚部区域1／2／3位置，准备测试。

2.6.3 数据采集

1）车辆静止熄火，采集10Hz～400kHz频段内的底噪数据。

图5 测量位置

图6 测试布置图

2）车辆运行，通过CANoe确认48V系统是否工作。

3） 分别采集脚部区域1／2／3在频段10Hz～400kHz的磁场数据，并保存数据。

4）完成2种布置方案的整车数据采集。

3 单根走线与双根走线发射数据对比

3.1 单根走线和双根走线测试数据对比

通过测试数据比对，在频段10Hz～400kHz内，方案2的电磁场测量值比方案1的测量值偏高，特别是0.3～10kHz频段，方案2的测量值接近限值，裕量仅有0.607μT左右。测量数据如图7、图8所示。

图7 方案1测量数据

图8 方案2测量数据

最大发射频点：1.489kHz；限值：4.1μT；测量值：3.496μT；裕量：0.607μT。

3.2 单根走线中不同位置测试数据对比

通过不同位置测量值比对发现，位置2下的电磁场测量值最大，位置1和3相对较小，位置2距单根电源线距离最近，测试数据如图9～图11所示。

图9 位置1测量数据

4 结语

本文是对48V电源线束不同布置方案对人体磁场防护测试结果影响的分析及讨论，通过对比两种方案下的整车测试数据得出结论如下。

1）对于整车48V系统，建议48V电源线采用电源线正负极并行走线布置方案，可有效降低车内电磁辐射。

图10 位置2测量数据

图11 位置3测量数据

2）通过不同位置测试数据对比发现，距48V电源线越近的测试点测量值越大，48V电源线在线束走向上避开人体磁场防护规定测试区域，同样可能达到降低车内电磁辐射的目的。