新能源汽车电器故障诊断与排除课件 任务五 新能源源汽车车载网络无法通信故障诊断与排除

Contents任务一

新能源汽车灯光不亮故障诊断与排除任务二

新能源汽车防盗系统工作异常故障诊断与排除任务三

新能源汽车视听系统工作异常故障诊断与排除任务四新能源汽车辅助约束系统工作异常故障诊断与排除任务五新能源汽车车载网络无法通信故障诊断与排除任务五新能源汽车车载网络无

法通信故障诊断与排除学习目标学习活动1新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除学习活动2新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除

学习目标知识目标1.能阅读维修工单，根据班组长的描述及车载网络无法通信操作确认故障现象，填写车辆信息和故障信息。2.能查阅维修手册分析车载网络系统结构及工作原理，结合故障现象和维修方向建议，分析故障原因，制定检修方案。3.能根据检测结果及故障原因分析，确定车载网络无法通信维修项目，并征得班组长的同意。4.能根据维修方案，参照维修手册，按照车载网络无法通信维修规范使用万用表等检测工具对车载网络各部件进行检测，并通过线路修复或部件更换的方式使车载网络通信系统性能恢复正常。维修作业遵守汽车厂家操作规定、安全生产制度、环保管理制度及“8S”管理规定，养成良好的职业规则意识。5.能根据车载网络通信系统运行性能要求对维修结果进行自检并记录结果和维修保养建议等信息后交给班组长检验。6.能撰写车载网络无法通信维修技术总结（包括故障现象、原因分析、排除方法、改进建议），总结维修过程中经验和不足，并提出改进性建议。学习目标技能目标

学习目标素养目标学习活动1新能源汽车CAN线系统

无法通讯故障诊断与排除1.1任务引入

一辆大众ID4纯电动汽车进厂维修，客户反映车辆行驶时，仪表盘显示“总线通信故障”，并伴有警告音，里程表也无法显示。经确认故障现象后，初步判断为汽车车载网络通信CAN线系统故障，需要对该故障进行诊断与排除。学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除1.2任务要求学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除1.3任务分组学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除1.CAN总线的基本概念2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除2.CAN总线的传输速率位速率是总线的通信传输速率，单位是bit/s(位每秒)，在CAN总线中一般用的单位是kbit/s或Mbit/s。目前，CAN总线系统中的信号采用数字方式，经过铜导线传输，其最大稳定传输速率可以达到1Mbit/s。但CAN总线的最高位速率和通信距离有很大的关系，通信距离越远，位速率越低。近几年大众的MQB平台的车辆CAN总线采用的均是500kbit/s的高速CAN总线,CAN总线按功能划分为6条，分别为驱动(动力)系统、底盘、舒适系统、信息娱乐系统、诊断系统以及扩展总线，大众MQB平台网络拓扑如图5-1所示。图5-1大众MQB平台网络拓扑2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除3.CAN总线的结构特点（1）可靠性高。（2）数据密度大。（3）数据传输快。（4）采用双线传输。（5）减少了线束的数量和线束的体积，节省成本，减轻车重。（6）采用通用传感器，同时网络结构将各控制系统紧密连接，不仅达到了数据共享的目的，而且各控制系统的协调性可进一步提高。（7）CAN协议废除了传统的站地址编码，采用对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。（8）改善了系统的灵活性，即通过系统的软件可以实现系统功能的变化。（9）可为诊断提供通用的接口，利用多功能测试仪对数据进行测试与诊断，方便了维修人员对电子系统的维护和故障检修。2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除4.CAN的组成及功能(1)CAN总线的组成CAN总线由发动机电控单元（ECU)、传输介质（双绞线）和终端电阻组成，如图5-2所示。图5-2CAN总线的组成2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除4.CAN的组成及功能(2)CAN总线的功能

CAN总线系统元件如图5-6所示，主要由K线、控制单元、CAN构件、收发器等组成。图5-6CAN总线系统元件2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（1）CAN-H线与CAN-L线之间互相短路

当CAN-H线与CAN-L线短路时，CAN网络会关闭，无法进行通信，会有相应的网络故障码。CAN-H线与CAN-L线短路的故障波形如图5-7所示。

当两者相互短路时，CAN电压电位置于隐性电压值(约2.5V)。实际测量两条CAN导线的电压，会发现始终在2.5V左右。

故障排除方法:通过插拔CAN总线上的控制模块(节点),可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。逐个断开节点，若电压恢复正常，则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还是没有变化，则说明电路短路。图5-7CAN-H线与CAN-L线之间互相短路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（2）CAN-H线对正极短路

当出现CAN-H线对电源(正极)短路故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。CAN-H线对电源短路的总线波形如图5-8所示。

以对12V电源短路为例，此时CAN-H线的电压电位被置于12V，CAN-L线的隐性电压被置于约12V。实际测量电压，若CAN-H线的电压为12V,CAN-L线的电压被置于约为11V,则说明出现此类故障。

故障原因:是CAN-H线对外部电源短路引起的，或者是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。图5-8CAN-H线对正极短路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（3）CAN-H线对搭铁短路

当出现CAN-H线对搭铁短路故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。CAN-H线的电压约为0V,CAN-L线的电压也约为0V，可是在CAN-L线上能够看到一小部分的电压变化。CAN-H线对搭铁短路的总线波形如图5-9所示。实际测量电压，若CAN-H和CAN-L的电压均约为0V，且非断路问题。

故障原因:是CAN-H线对外部搭铁线短路引起的，或者是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。图5-9CAN-H线对搭铁短路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（4）CAN-L线对正极短路

当出现CAN-L线对电源(正极)短路故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网无法通信的情况或产生相关故障码。

由于CAN-L线对电源短路，因此CAN-H线的电压也被置于12V。CAN-L线对电源短路的总线波形如图5-10所示。实际测量CAN导线的电压，若CAN-L线和CAN-H线的电压都约为12V,则说明出现此故障。

故障原因:是CAN-L线对外部电源短路引起的，或者是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。图5-10CAN-H线对正极短路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（5）CAN-L线对搭铁线短路

当出现CAN-L线对地短路故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。

此时CAN-L线的电压约为0V,CAN-H线的隐性电压被降为0V,但显性电压基本不变，因此波形被拉长，依然可以传输数据，由此可说明CAN-L线对地短路的容错特性较好。CAN-L线对地短路的总线波形如图5-10所示。实际测量CAN导线电压，若CAN-L线的电压为0V,CAN-H线的电压为1V左右。

故障原因:是CAN-L线对外部地线短路引起的，或者是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。图5-10CAN-L线对搭铁线短路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（6）CAN-H线断路

当某个控制模块CAN-H线断路时，会导致该控制模块无法实现通信，但其他控制模块的通信还是有的。在其他的控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CAN-H线出现断路，那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。CAN-H线断路的总线波形如图5-11所示。

如果出现故障的控制模块带有终端电阻，可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CAN-H线与CAN-L线之间的电阻，若变为120Ω，则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻，那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。图5-11CAN-H线断路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（7）CAN-L线断路

当某个控制模块CAN-L线断路时，会导致该控制模块无法实现通信，但其他控制模块的通信还是有的。在其他控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CAN-L线出现断路，那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。

如果出现故障的控制模块带有终端电阻，可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CAN-H线与CAN-L线之间的电阻，若变为120Ω,则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻，那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。CAN-L线断路的总线波形如图5-12所示。图5-12CAN-L线断路波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.CAN总线常见故障类型及故障波形分析（8）CAN-H线与CAN-L线接反

当出现CAN-L线与CAN-H线互相接反的故障时，不一定马上能在示波器上看出信号波形有什么差别。出现差别的频率可能非常低，以至于经过很长时间也不会显示出来，但控制单元无法进行数据交换，当该过程累积多了就会出现“故障帧”，生成故障信息。如果发生CAN-H线与CAN-L线装混的故障时，可以按照电路图仔细测量无法进行通信的控制单元和可以通信的控制单元之间的导线，故障肯定就在这两个控制单元之间。CAN-L线与CAN-H线互相接反的示意图如图5-13所示。图5-13CAN-H线与CAN-L线接反波形2.知识链接学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除6.大众ID4CAN总线系统

大众ID4整车CAN网络系统包括驱动CAN、舒适CAN、诊断口总线、高电压蓄电池CAN、底盘CAN、驾驶员信息CAN、通信系统CAN等几个网络。其整车网络如图5-14所示。图5-14大众ID4整车网络（L-CANL,H-CANH,数字为对应模块针脚号）3.明确任务学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除（1）请认真阅读工作情境描述，用彩笔标记关键词，用一句话总结你需要完成的任务及要求。（2）现需要与班组长（教师）进行沟通并确认车辆等相关信息，请你列出需要问的问题。3.明确任务学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除4.计划决策学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除准备工作阅读维修手册，准备所需仪器、设备和工具。操作流程（1）连接故障诊断仪读取故障码。（2）驱动CAN系统线路检测操作提示故障排除后要重新读码，并验证故障是否排除。5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除5.任务实施学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除6.检查控制学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除7.总结评价学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除7.总结评价学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除8.课后作业学习活动一新能源汽车CAN线系统无法通讯故障诊断与排除学习活动2新能源汽车LIN线系统

无法通讯故障诊断与排除1.1任务引入

一辆大众ID4纯电动汽车进厂维修,客户反映雨刮器无法工作,4S店维修技师经过检查,怀疑雨刮控制线路损坏造成,确认故障现象后,需要你对该故障进行诊断与排除。学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除1.2任务要求学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除1.3任务分组学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除1.LIN总线的基本概念LIN是针对汽车分布式电子系统而定义的种低成本的串行通信网络，是对CAN等其他汽车多路网络的一种补充，适用于对网络的带宽、性能或容错功能没有过高要求的应用。2.LIN总线的特点LIN结构比较简单，只有一根数据线，也只能用于传感器和执行器之间的简单数据传递。LIN总线工作电压为12V；数据传输速率为20kbit/s；传输距离最长为40m；节点数一般不超过16个。LIN总线上的控制单元是分主、从的，主控制单元与CAN总线连接，控制着LIN总线上的其他从控制单元。也就是说，只有主控制单元发送信息结束后，从控制单元才能进行数据信息的发送。LIN总线被称为数据循环总线，是指数据信息不管有没有要求或是有没有变化，总是在总线上反复重新循环发送和传递，以利于传感器和执行器在任意时刻都可以接收总线上的数据信息。2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除3.LIN总线系统的组成与功能①LIN主控制单元②LIN从控制单元③单根LIN导线2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除4.LIN总线数据传输原理

LIN总线驱动器物理结构如图5-17所示。LIN主控制单元内部配置1kΩ的电阻，用来保护电路避免被大电流损坏，电阻一端通过二极管（二极管的作用是防止电源电压过低时，LIN总线负荷过载）连接12V电源，电阻另一端通过晶体管搭铁，其中晶体管由控制单元内控制器（CPU）来控制其是否导通，而LIN总线驱动节点位于电阻与晶体管之间。从控制单元驱动器物理结构与主控制单元相似，但电阻设置增大到30kΩ。图5-17LIN总线驱动器物理结构2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除5.LIN总线常见故障诊断与故障信号波形分析LIN总线系统进行自诊断时，需使用LIN主控制单元的地址码。自诊断数据经LIN总线由LIN从控制单元传至LIN主控制单元。在LIN从控制单元上可以完成所有的自诊断功能。（1）LIN总线短路LIN总线短路常见LIN线短路故障为LIN总线对电源正极或负极短路。无论是在LIN导线上发生短路，还是在主、从控制单元中的某个控制单元或在其之间发生短路；无论是对负极短路还是对正极短路，LIN总线系统都会关闭，无法正常工作，并且无法再与从控制单元进行通信，相当于全局故障，涉及整个LIN总线。如图5-22所示。图5-22LIN总线短路2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除5.LIN总线常见故障诊断与故障信号波形分析（1）LIN总线短路LIN总线与电源正极发生短路故障后，信号波形呈现一条直线，电压幅值与电源电压一致，如图5-20所示。LIN总线与电源负极发生短路故障后，信号波形呈现一条直线，电压幅值大约为0V，如图5-206所示。图5-20LIN总线对电源正极短路波形

图5-21LIN总线对电源负极短路波形

2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除5.LIN总线常见故障诊断与故障信号波形分析（2）LIN总线断路如果LIN总线在位置1处发生导线断路，则无法再与两个从控制单元进行通信，这是全局故障，涉及整个LIN总线。如果在位置2或位置3处发生导线断路，则只是无法与相应的从控制单元进行通信，即LIN总线位置2处断路时，从控制单元1将不能正常工作，其他主、从控制单元正常工作。LIN总线位置3处断路时，从控制中元2不能正常工作，其他主、从控制单元正常工作。那么根据LIN总线发生故障时其功能的丧失情况，结合LIN总线控制关系并参阅电路图，就可以判断出发生断路故障的大概位置。如图5-22所示。

图5-22LIN总线断路2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除5.LIN总线常见故障诊断与故障信号波形分析（2）LIN总线断路如果LIN总线在位置1处发生导线断路，则无法再与两个从控制单元进行通信，这是全局故障，涉及整个LIN总线。如果在位置2或位置3处发生导线断路，则只是无法与相应的从控制单元进行通信，即LIN总线位置2处断路时，从控制单元1将不能正常工作，其他主、从控制单元正常工作。LIN总线位置3处断路时，从控制中元2不能正常工作，其他主、从控制单元正常工作。那么根据LIN总线发生故障时其功能的丧失情况，结合LIN总线控制关系并参阅电路图，就可以判断出发生断路故障的大概位置。如图5-23所示。图5-23

LIN总线从控制单元故障波形2.知识链接学习活动二新能源汽车LIN线系统无法通讯故障诊断与排除5.LIN总线常见故障诊断与故障信号波形分析（3）LIN总线虚接故障LIN总线的虚接分为LIN总线对电源正极或负极虚接，但由于LIN总线信号抗干扰设置，虚接的程度会影响LIN总线系统的工作状况，有时会出现存在虚接故障但车辆并没有明显故障现象的情况。LIN总线虚接故障信号波形分析LIN总线虚接的故障可以通过串入电阻来模拟，通过300Ω电阻连接正极来模拟LIN总线对电源正极虚接的现象，然后利用示波器读取LIN总线对电源正极虚接故障信号波形，如图5-24所示。LIN总线对电源正极存在虚接故障时，其信号波形的显性电压值上升，且相当于接人电阻值越大,信号波形的显性电压值上升幅度越大。图5-24LIN总线对