第二节 汽车电路常见故障与排除方法

一、汽车电路常见故障诊断与排除

电路是指电流的通路，它是由若干电气设备或元器件组成能实现特定功能的回路。无论电路是简单还是复杂，都由三个部分组成：电源、负载和中间环节。其中，电源是将其他形式的能转换成电能的设备，例如把化学能转换成电能的蓄电池，或是将机械能转换成电能的发电机；负载是将电能转换成其他形式能的设备，例如将电能转换成机械能的电动机；中间环节是连接和控制电源与负载的设备，例如导线、开关、熔断器等。

传统燃油汽车的电路采用低压制和单线制。乘用车通常采用12V的电气系统，商用车也有采用24V或48V的电气系统。传统燃油汽车采用单线制，利用车身作为负极搭铁，并形成闭合回路。

电动汽车高压系统的电压在100V以上，一般为300~500V，也有600~800V甚至更高。电动汽车的高压供电必须采用双线制（正极和负极），且与车身及低压电气系统形成隔离。

汽车电路中一般有3类常见的故障，分别是断路、短路和接触不良（高电阻）。

1. 断路

（1）电路断路故障的表现形式

汽车电路都采用闭合回路。如果电路出现断点，电路不再闭合形成回路，则电路一定不会工作。

图1-2-1是一个简单的灯泡电路模型。如果在A点（电路负极侧）出现断路，当开关D闭合时，电路不会导通，灯泡不会点亮。

同理，在蓄电池正极侧B、熔断器C、开关侧D、任一处导线E、负载灯泡F、搭铁G发生了断路，整个电路没有电流流过，电路不能工作，即出现电路断路的故障。

（2）电路断路故障的排除方法

电路发生断路故障后，电路没有闭合形成回路。断路的点可能发生在电路的任何地方，这一点要引起维修电工的重视。如果电路发生断路故障，作为维修电工该如何进行检测呢？一般有以下两种方法来检测电路断路点。

1）电阻法。利用万用表对线路进行导通性测试。通常导线线路的电阻较小，接近于0Ω，应选择万用表电阻档的最小档位。如果电阻检测结果为无穷大，这说明电路出现了断路故障。对线圈等有一定电阻值的元器件进行检测时，电阻档位可调大。例如，测量继电器线圈的通断，可调至200Ω档。

如图1-2-2所示，可采用数字万用表电阻档对线路或元器件进行电阻测量，如果出现电阻值∞，则表明线路或器件内部断路。

检测时需要注意以下事项：①不能带电测量线路电阻，应将线路中可能连接的电源断开；②被测电路应该独立，如果线路与其他线路并联，会导致错误的结论；③应采用电阻档进行测量，不应采用二极管蜂鸣档进行测量。

2）电压法。对于有些电路，如果不满足测量电阻条件时，可采用电压法进行测量。

如图1-2-1所示，如果使用万用表或试灯测量灯泡前的供电，如果在F点处没有电压，说明F点到电源正极一侧出现了断点，可以分段逐点测量电压，以判断断点的位置。

对于从事汽车电控系统及电子元件检修的汽车维修技术人员，必须熟练使用万用表进行线路故障诊断与排除。

（3）电路中常出现断路故障的部位及原因

一般而言，线路中最常出现断路的部位是熔断器部分（图1-2-3）。当电路中出现过载电流时，熔丝首先熔断，对电路起到保护作用。

在控制器内部（图1-2-4），芯片的针脚脱焊也会引起断路故障，此时需要重新加焊。

另外，开关、插接件松脱或腐蚀断路、搭铁腐蚀断路、线路烧结或机械作用力拉断、线路磨损断路、线路老化或劣质导线、控制器断路、负载断路也是电路常出现断路的原因。图1-2-5是线路断路的故障。

2. 短路

短路是指电路或电路中的一部分被短接。如负载与电源两端被导线连接在一起，就称为短路。短路时电源提供的电流将比通路时提供的电流大得多，一般情况下不允许短路，如果短路，严重时会烧坏电源或电路中的元器件。

（1）电路短路故障的表现形式

在汽车电路中，通常会发生两种短路现象，即对正极短路和对负极短路。

1）对正极短路：汽车电路中对正极短路是指某些线路与电源正极12V电压（或最大+5V的信号参考电压）产生了短接关系，这种短接是不应该发生的。

注意：正极既可以是电源正极，也可以是某个信号的正极电压的极值。

图1-2-6是一个温度传感器信号电路的模型。在图1-2-6a中，在B点发生了断路故障，此时监测点电压经上拉电阻R₀作用为+5V。对于正常电路，监测点电压应小于+5V，此时监测点的+5V电压就表明出现了对正极短路故障。这里的正极，是+5V传感器供电电压的极值。同理，在图1-2-6b中，如果在A点串入+5V电压，甚至12V电压，电路仍报对正极短路故障。

但是需要注意的是，车辆的自诊断系统并不能区分是信号线路断路导致的对正极短路，还是串入高电压导致的对正极短路。

在图1-2-7中，CAN总线上线信号电压介于0~5V之间。如果某条CAN线上的电压出现了12V，则表明该条总线信号线对正极短路。同理，LIN、Flex Ray、CAN FD总线也会出现对正极或对负极短路的情形。

2）对负极短路：如图1-2-8所示，如果E处的线路发生了磨损，导致电路与车身搭铁，即表明发生了对地短路现象。由于短路点在负载F点之前，当短路发生时有大电流流过电路，熔丝C首先熔断。如果对地短路点发生在F和G点（搭铁点）之间，并不会影响电路的功能。

（2）电路短路故障的排除方法

当电路出现对正极短路时，线路中一定出现高电压。对于0~5V系统，出现了5V或12V的连续稳定电压。此时可以使用万用表对线路进行测量，或者使用示波器测量信号波形。

当电路出现对负极短路时，可以使用万用表电阻档测量导线与车身搭铁之间的电阻。此时的电阻较小，接近于0Ω，表明线路对负极短路。

（3）电路中常出现短路故障的部位及原因

对于信号线路，如3线制的信号传感器电路，一般是出现信号线断路导致的对正极短路，或者供电电压串入信号电压导致的对正极短路。故障点可能发生在插接器内部或导线上。

对负极短路一般发生在线路上，如绝缘层破损与车身搭铁导致对负极短路。

3. 接触不良

由于故障通常是间歇性的，因此电路接触不良是汽车电路最难诊断的故障。

（1）电路接触不良故障的表现形式

接触不良也称为电路中出现高电阻。在正常电路中，如插接器、搭铁点等处容易出现虚接，从而导致接触不良故障。

接触不良可能使电气系统出现无法工作、间歇性工作或者工作效能下降等现象。

（2）接触故障的排除方法

在排查线路接触不良故障时，如果使用万用表或试灯进行供电测量，往往万用表有12V电压读数，试灯也能点亮，但系统并不能正常工作。由于数字万用表电压档的测量精度高于电阻档，通常遇到这种情形应采用“电压降”测量的方法。例如，图1-2-9所示控制单元的20号针脚搭铁（接地），假设搭铁点接触不良，即在搭铁点处有等效电阻，该电阻高于正常搭铁良好时的电阻值。这个等效电阻无法用电阻档直接测量出来，因为等效电阻只有在电路导通时才表现出来。正确做法是使用万用表测量电压，即测量20号针脚与搭铁之间的电压降。如果等效电阻大，电流一定，则该电阻上的电压降就会变大。因此，测量电压降可以识别出电路中是否存在接触不良（高电阻）。

正确进行“电压降”测量方法如下：

1）测量时被测电路必须处于工作（开启）状态。

2）通过测量搭铁线电压，判断搭铁是否正常。

3）一般情况下，搭铁线电压小于0.2V，电压越低越好。

（3）电路中接触不良常出现的部位及原因

接触不良常出现在插接器、搭铁点或芯片针脚与PCB电路板焊盘处。导线腐蚀、生锈或振动等原因都可能导致接触不良。

综上所述，维修电工在检查线路故障时，需要检查导线是否断路、对正极短路、对负极短路。可以用一句话进行概况：一次导通，两次测量。“一次导通”是指进行导通性测量，检查有无断路；“两次测量”是指对正极和对负极进行测量，检查导线的绝缘性。出现接触不良时，采用“电压降”测量方法进行排查。