在维修汽车的日常工作中,漏电是较为常见的一类故障。
所谓漏电是指车辆停驶时蓄电池逐渐放电,以致造成车辆无法启动或电器无法工作的故障现象。
长期漏电还会导致蓄电池过度放电而损坏,尤其是当前中高档轿车使用了大量的电控系统,这一问题更为明显。
在实际维修中,常见的漏电问题有些是车辆自身设计或质量问题所致,也有部分是由加装、改装导致的,不规范的线路改装方式也经常造成漏电故障的发生。
1 漏电的主要原因
1 停车熄火时忘记关闭用电设备如车内照明灯等,无钥匙启动系统的启动按键未关闭,车门或行李舱盖未关好,这些都是新车主容易犯的小错误。停车后点火开关损坏自行接通,或车内不经过点火开关的用电器如点烟器、收音机、电动座椅、室内照明灯等开关常接通,长时间停车后电器开关未关闭而导致蓄电池漏电。
2 当蓄电池外壳有溅漏的电解液时,正负极接线柱可能连通而放电。蓄电池内部电极隔板腐蚀穿孔、损坏,或正负极板间的氧化物过多,极板直接连通造成短路,引起蓄电池内部自行放电。蓄电池存放过久,电解液中的水与硫酸因密度不同而分层,使电解液密度上小下大,形成电位差而自行放电。
3 当车辆在工作状态时,发电机不发电,导致蓄电池长时间给全车电器供电,也会慢慢消耗蓄电池电量。
4 由于汽车电器、传感器、执行器及控制单元等电子元器件故障及导线搭铁,导致锁车后某些控制单元不能正常进入休眠状态而产生蓄电池漏电。还有一些车主到非正规改装店加装用电器,未连接开关控制线路,而是直接接到蓄电池正极电源,导致用电设备在锁车后一直工作,从而使蓄电池亏电。
2 何为休眠电流
休眠电流是指点火开关在关闭位置时,仍然存在的微弱电流,也叫暗电流 (Dark Current)。正是因为这些休眠电流的存在,以及蓄电池的自然放电,导致车辆在长期停放后容易因蓄电池电量不足而无法启动。
那么,为什么要有休眠电流呢?
这是因为一些控制单元为了保持数据的记忆功能,必须长期供电。例如音响系统要记忆上次听过的频段,空调系统要记忆风向和风速设定,还有防盗系统的一些传感器也需要长期供电,以保证全天候的监控功能。这部分休眠电流的放电,属于蓄电池正常的外部放电。
一般来说,车辆的休眠电流不应超过20.0 mA,但现代汽车的电子化程度越来越高,电器设备越来越多,线束越来越复杂,休眠电流也在同时增大。如果车辆经常出现缺电无法启动的情况,但检测蓄电池自身无问题,发电机能够正常充电,也无其他使用不当时,则需要检测车辆的休眠电流。
3 车辆漏电的检修方法
1 首先使用蓄电池测试仪检查蓄电池是否老化,若测试正常,而且是由于人为原因造成蓄电池放电,只需对蓄电池充电即可。如果是在车辆运行过程中蓄电池电量逐渐耗尽,则要首先检查发电机或充电系统是否存在故障。
2 如果车辆运行过程一切正常,但停驶几天后,蓄电池电量就会耗尽。首先要检查蓄电池两极柱之间是否有其他意外连接引起的直接短路,然后检查各种不经过点火开关的用电器是否正常。
3 连接故障诊断仪,接通点火开关并读取故障码,如果有故障码,则按故障码提示进行检查。
4 如果没有故障码,则关闭所有用电器并锁车一段时间后,使用电流钳或将万用表串联在蓄电池负极电路中测量休眠电流。若休眠电流大于厂家要求的标准值,则逐个拔下熔丝盒内的熔丝几乎所有的车身用电器都有熔丝。当拔下某个熔丝的时候,休眠电流减小或是消失了,就说明是该熔丝所在电路中的用电器有异常放电,然后直接检查该用电器和相关线路就可以找到故障原因。
4 案例分享
故障现象:
一辆宝马5系轿车,开发序列代号E60,行驶里程37万km。
用户反映车辆由于无法启动而更换蓄电池,但是更换蓄电池后经常亏电,导致车辆多次无法启动。
检查分析:
遇到此类故障时,第一步我们要判断车辆是否漏电。对于宝马车型来说,可以通过宝马综合服务技术应用(简称ISTA)中的电源诊断步骤(简称ABL)文件,查询车辆的漏电历史。
从历史看到,车辆在之前的24次休眠过程中,只有一次的休眠电流超过了80.0 mA。80.0 mA的漏电量是宝马官方给出的标准,但从实际情况来看,正常的车辆休眠电流大多在20.0~30.0 mA。
接下来通过电流钳进行实车测量,注意此时要断开充电机。待车辆进入休眠状态后,观察电流表读数为1042.0 mA。
第二步,检查车辆总线的休眠情况。各总线的休眠情况对于蓄电池电源容量消耗来说,影响至关重要。如果有某一条总线不休眠,就会导致放电电流增大,因此在检查过程中一定要重视。
(1)打开ISTA查阅电路图,选择好适配器,并安装在网关控制单元上。
(2)连接好宝马综合测量接口盒(简称IMIB),并读取波形,此时应为正常波形。
(3)锁车,10~20 min后再检查波形,休眠后的正常波形应是一条直线,且电压数值应符合标准。对于K-CAN总线,H线应为0.0 mV、L线应为12×10 3 mV,其他总线均应为0.0 mV,如图3所示。切记不能仅仅通过示波器上的“一条直线”来判断是否休眠,而忽略了电压值的大小。
(4)当发现某一条总线有问题时,需要依次断开这条总线上的控制单元,同时观察IM旧上的波形。如果断开某个控制单元之后总线恢复正常,就说明这个控制单元有问题。
第三步,通过电流钳配合电压表来判断故障点。蓄电池正极的几条导线比较粗,所以利用电流钳直接读取电流数值,可以方便地找到与故障相关的配电盒。但是到了配电盒上,受到线路密集的影响,电流钳操作起来就不是很方便了。而拔熔丝的方法虽然直观,却又会带来其他一些影响,例如故障消失、衍生其他故障等。此时我们可以使用万用表的电压挡来查找故障点。
由欧姆定律可知,在同一电路中,通过某段导体的电流与这段导体两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。
如果某个用电器漏电,那么在整条线路以及对应的熔丝上都会有电流流过,而熔丝也是有电阻的,那么使用万用表测量熔丝两端有无电压存在,就可以知道这条线路上有没有电流了。
需要说明的是,熔丝的电阻很小,只有毫欧级(MΩ),所以对测量仪器的精度要求较高,一定要使用带有毫伏(MV)挡位的万用表,或者也可以使用宝马的IMIB。
举例来说,一个正常尺寸的5.0×10 3 mA
根据以上的思路及方法检查这辆宝马5系轿车,首先发现车辆仪表板蓄电池警示灯点亮,但无其他相关提示信息。
启动发动机 熔丝,根据资料其电阻约为15.2 mΩ,使用万用表的毫伏挡测得其两端电压是5.0 mV,根据欧姆定律,流经该熔丝的电流就是:5.0 mV mΩ≈328.9 mA。
不过一般情况下我们不必进行这样详细的计算,只需要关注线路上有没有电压即可,因为车辆休眠后熔丝上的电压应该为0.0 mv。找到漏电的熔丝之后,根据电路图逐一断开用电器件确认,基本上就能顺利找到故障点了。
根据以上的思路及方法检查这辆宝马5系轿车,首先发现车辆仪表板蓄电池警示灯点亮,但无其他相关提示信息。启动发动机明显感觉蓄电池亏电,启动时间较长且启动机转动无力。
将蓄电池充满电后重新启动,车辆无异常。将车辆放置1h后启动车辆,再次出现无法启动的问题。用ISTA对车辆进行诊断,无相关故障码
检查发现车辆加装过导航、倒车影像并且改装了CID。由于行车记录仪指示灯在锁车后将近1h才熄灭,为防止加装件漏电,经客户同意将所有加装件拆除。然后对蓄电池再充电,放置1h后重新启动,但是故障依旧。
接下来测量车辆的休眠电流,待车辆进入休眠状态后(换挡杆指示灯熄灭),仍然有825.0 mA的休眠电流,可见车辆有异常放电部件。根据电路图,用电流钳测量从蓄电池正极出来的每条电源线上的休眠电流,发现从蓄电池正极接点X13769到后部熔丝盒插接器X13768之间线束的休眠电流达到了825.0 mA,显然这是不正常的。接下来再测量插接器X13507至X13766间的线束,休眠电流仍为825.0 mA。
使用IMIB的电压挡逐一测量前部熔丝支架(A41 a)上各熔丝两端的电压,测得F23熔丝(30.0×10 3 mA)两端的电压为1.3 mV,其他熔丝均为0.0 mV。
根据F23熔丝的电路图,分别用电流钳测量熔丝下游的各个电路,发现电动冷却液泵 (M6035)所在的线路存在电流。断开电动冷却液泵上的插接器X6035,这一路线束上的电流变为正常的0.0 mA,同时发现电动冷却液泵的插接器存在烧蚀现象。
故障排除:更换电动冷却液泵和相关线束插接器后,故障排除。
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