为什么汽车上采用负极搭铁方式？

　　最早的汽车曾经采用正极搭铁，但是随着汽车工业不断的发展，人们发现负极搭铁优势更大一些。于是很多车辆开始采用负极搭铁，就像USB标准一样、负极搭铁成了国际标准，现在已经很难看到正极搭铁的汽车。
　　无论正极搭铁还是负极搭铁，原理都是一样的。那就是把电瓶其中的一个极性直接与车架连接，另外一个极性与用电器连接。车架面积较大，导电能力强传输电阻可以忽略。因此搭铁后车架上可以随取电，即使是大功率的起动机也可以正常工作。如果不搭铁，每个电器都采用双线供电，那么会多出很多根导线。而搭铁可以就地取电省掉N根传输导线，布线也更方便成本也降低了很多。
　　既然正极搭铁也可以使用，为什么改成负极搭铁呢？
　　其实负极搭铁最大的一个好处就是电气设备工作更稳定，干扰是最小的。早起的汽车电子原件并不多，只有有高压就可以了！
　　现在的汽车则配有N个传感器，多块ECU，发动机越来越精密电控系统也越来越复杂。学过电路的朋友都知道，电路中各种杂波干扰都需要对地泄放的，电路中的地就是电瓶负极。为了降低干扰，电路中都采用一点接地的方式。也就是把所有的接地点都汇在一处，可以防止杂波在泄放的路上干扰其他单元，也就是常说的一点接地。
　　设备的金属外壳也会接地（接负极），接地后金属外壳就相当于一个大号的屏蔽罩，可以有效的屏蔽外来信号干扰。
　　汽车的驾驶室就像一个大号屏蔽罩，如果驾驶室与电池负极相连，那么汽车就相当于屏蔽罩。当然ECU/TCU等大部分模块也是带有金属外壳的:
　　金属外壳与负极连接驾驶室整体也与地（负极)连接，这样就可以提高抗干扰能力，电路工作更稳定，不受外界杂波影响。如果采用正极搭铁，那么各种模块的外壳都不能直接车壳连接。
　　想要实现一点接地只能扯出N根电源线把金属外壳与负极连接，这样会增加很多线路。并且模块还需要做好绝缘措施，如果不小心与车壳等钣金接通，会直接短路烧保险。因此正极搭铁的方案会被负极搭铁的方案替换，负极搭铁方案成熟稳定，还可以避免车架受到电化学腐蚀。
　　大家知道，汽车电气系统的特点是低压、直流、单线制、负极搭铁。低压是指电气系统的电压只有12V或者24V，低于36V安全电压；直流是指汽车上的蓄电池、发电机以及各用电器都是使用直流电；单线制是指汽车上所有的用电器只用一根正极线就可以控制，这样可以大大减少汽车上导线的数量；负极搭铁是指汽车上所有的电源、电气设备，它们的负极都直接接到车身上，车身做为电气系统的公共回路。
　　低压、直流、单线制都很好理解，有些是为了安全，有些是为了降低成本和系统的复杂程度，但是为什么一定要采用负极搭铁呢？采用正极搭铁不行吗？
　　其实汽车在最初发明的时候，在相当长的一段时间内，都是采用正极搭铁的，即把电源和用电器的正极直接连接在车身上，而负极通过导线连接到电源的负极。但是随着汽车上电气元件的增加，人们很快就发现了一个问题——汽车车身腐蚀严重，并且这种腐蚀与汽车钢板的耐腐蚀程度无关。汽车工程师经过仔细研究发现，病根就在电气系统的正极搭铁上，它会导致车身钢板的电化学腐蚀速度更快。后来工程师把汽车电气系统改成负极搭铁，这种电化学腐蚀程度就大大减轻了。从此以后，所有的汽车电气系统都采用负极搭铁制，并变成了一个国际标准。
　　那么为什么汽车使用正极搭铁就会导致车身腐蚀更快呢？下面我们简单的来分析一下这个问题。
　　首先我们来看一下车身腐蚀的原理是什么。汽车车身都是用钢板制成的，基本组成是铁元素。铁也是一种比较活泼的金属，它在常温下就可以与空气中的氧气和水发生化学反应，铁原子会失去外层电子，变成铁离子，然后与氧结合，生成水合三氧化二铁，也就是我们俗称的铁锈，这是导致汽车车身腐蚀的最根本原因，很显然，铁原子失去电子的速度越快，汽车的腐蚀就越快，腐蚀程度也越严重。这个腐蚀过程，本质上是铁与氧气和水组成了一个个微小的原电池，因此这种腐蚀又称为电化学腐蚀。
　　为了防止车身腐蚀，或者减缓车身腐蚀的速度，汽车在制造过程中采用了很多防腐蚀措施，比如采用镀锌钢板、电泳、喷漆、空腔注蜡等，主要的目的是隔绝铁与氧气和水接触，这个隔绝的程度也在很大程度上决定了汽车车身的抗腐蚀能力。但是汽车车身是无法做到百分之百隔绝空气和水的，因为在某些部位必须保持金属的裸露，比如各电气元件的搭铁点。还有就是螺栓联接时，也会破坏隔离层。所以很多车的搭铁点处更容易锈蚀，就是这个道理。
　　那么汽车电气系统的正极搭铁和负极搭铁对这个腐蚀过程与腐蚀速度有何影响呢？下面我们分别来分析一下。
　　首先我们来看一下汽车上的电源——蓄电池的工作原理。汽车上的蓄电池基本都是铅酸蓄电池，它的正极板上是二氧化铅，负极板上是纯铅，电解液是稀硫酸。在正极板上的铅是以铅离子的状态存在的，在负极板上的铅是以电离状态存在的，即形成铅离子和电子，正负极板之间大约有2.1V的电位差，这就是蓄电池产生电动势的基本原理。蓄电池的充放电过程实际上就是铅、二氧化铅、硫酸铅、硫酸、水这几种物质的互相转化过程，在这个过程中伴随着电子的流动，从而形成了电流。
　　如果汽车电气系统采用正极搭铁的话，即汽车的车身与蓄电池的的正极相连接。由于蓄电池正极上的铅是以离子状态存在的，所以在这种情况下，它会不断的吸附车身上的电子到蓄电池中。车身上的铁原子失去电子后就变成了铁离子，遇到空气中的水和氧气就会迅速结合成水合三氧化二铁，腐蚀就产生了。因此采用正极搭铁的话，相当于增强了车身金属的活性，让电化学腐蚀更容易进行，所以车身的腐蚀会更快，更严重。
　　如果采用负极搭铁，即汽车的车身与蓄电池的的负极相连接，结果又会是怎样的呢？我们再来看一下。蓄电池的负极板上是游离状态的铅离子和电子，它具有-0.1V的电位，也就是说，在负极板上的电子是富余的。在这种情况下，蓄电池负极可以随时给车身钢板提供电子，也就是说，车身钢板更不容易失去电子，更不容易被氧化。相当于变相的让金属＂钝化＂了，车身的电化学腐蚀更不容易发生，车身的腐蚀也就减轻了。现在有些设备采用的在金属壳体上附加活泼金属的防腐蚀措施，原理其实和这个差不多的。
　　所以，汽车采用负极搭铁的方式，可以有效的避免和减缓车身电化学腐蚀的速度，让车身有更好的防腐蚀性能，这就是汽车采用负极搭铁的最根本原因。有一个有趣的现象是，在上世纪五六十年代，中国生产的汽车基本都是采用正极搭铁的。因为当时的口号是＂东风要压倒西风＂，我们做的东西就要与西方不一样，他们玩负极搭铁，我们就玩正极搭铁，他们玩交流发电机，我们就玩直流发动机，所以在那个时代的汽车，进口与国产的电气元件是无法替换的。只是后来发现，这样做实在是不符合科学原理，在七十年代以后就逐渐更正过来了。这也说明了一个问题，那就是科学是没有国界和意识形态的。
　　此外，还有一个现象，让很多人感到困惑，就是经常使用的汽车一般是不太容易生锈的，但是长时间停驶的汽车，却很快就锈迹斑斑了，这就是所谓的＂流水不腐，户枢不蠹＂。其实这种现象也与车身的电化学腐蚀有关。经常使用的汽车，车身上随时有电流流过，车身金属随时可以得到电子，就不容易被氧化腐蚀了，或者氧化腐蚀的过程比较缓慢；而长时间停驶的汽车，蓄电池断电以后，车身上没有电流流过，车身金属也得不到补充的电子，如果氧气和水破坏了车身的防锈层，就会进一步腐蚀汽车的钢板，使钢板氧化、生锈。这就是停驶汽车容易生锈的主要原因。
　　既然汽车电气系统采用的是单线制、负极搭铁，那么很多电气设备只要把它们的金属外壳直接安装在车身上就可以了。如果外壳是非金属的，就要引出一条导线与车身相连，这样的线就称为＂搭铁线＂。理论上每一个用电设备都需要一根搭铁线，但为了减少汽车上搭铁点的数量，有很多用电设备的负极是连接在一起的，然后通过一根公共导线与车身连接，这根导线就是公共搭铁线。搭铁线在汽车电路有着非常重要的作用，如果搭铁点锈蚀、松动等，这个部位的电阻就会大大增加，就相当于在汽车电路中串联了一个很大的电阻，进而导致汽车起动困难，灯光暗淡，或信号失准等。所以搭铁线又称为汽车电气系统的＂生命线＂。汽车上很多电气故障都是由于搭铁线接触不良导致的，我们在排除汽车电气故障时，首先就要检查搭铁线是否腐蚀、松旷，这样可以大大减轻我们的劳动量，缩短检修时间。
　　汽车采用「负极搭铁」的原因有三点
　　汽车电瓶（启动蓄电池）的接线方式很有意思，车辆线束与正极连接，负极搭铁（与金属车架相连），所有低压电子设备均可车架连线负极直接形成回路。这种设计似乎让车身框架＂带电＂了，如此设计真的合理吗？——解析这一问题首先要了解为什么需要「负极搭铁」，原因有以下三点。防止电化学腐蚀降低线束成本降低自燃概率
　　知识点1：电瓶负极搭铁并不会让＂车架带电＂，因为电流从正极传导到用电设备是第一个流程，电流被设备消耗后已经「没电」了，所以负极零线是没有电的。这里就涉及到一个基础知识点，电子是从正极输出、通过导线送至用电设备；如果让「正极搭铁」虽然也能形成回路，但是金属车架真的会有电流，这就会造成「电化学腐蚀」的问题。
　　知识点2：汽车框架结构采用的是各类型的「高强度/超高强度钢」，这是一种不纯的金属材料。在空气湿度比较大或者雨雪天气中，钢铁的表层与空气中的水份接触，通过「正极搭铁」输出的电流则会出现＂原电池反应＂（氧化还原反应）。通俗一些的解释为钢铁中的是＂铁/碳＂形成无数的「原电池」，导致车架腐蚀造成强度的降低。所以早期的汽车因采用正极搭铁导致了明显的腐蚀，后期均改为「负极搭铁」了。
　　线束成本&自燃风险
　　汽车的电路系统是非常复杂的，比如：ECU控制模块，电喷系统，点火系统，灯光照明，车载电子设备等等都需要用电。而这些设备并不都集中在靠近电瓶的车头，像是阅读灯、尾灯、刹车、倒车雷达以及倒车影像等等，这些设备如果都要直接连接正负极的话，试想一下汽车内饰板中到底得有多少导线吧。
　　问题：超大量的导线均与蓄电池负极连接，这不仅会造成线束成本的提升，同时也会造成引擎舱内部结构的复杂性提升。在高温且振动强度会略大一些的引擎内，这么复杂的线束组合自然会有更高的绝缘层磨损短路的风险。所以汽车并不适合设计出这么多的导线，那么解决的理想方式自然是「就近接线」，正极做不到至少负极还可以哦。
　　知识点：在接线过程中负极搭铁的安全系数要高一些，因为正极就是「火线」，是通过蓄电池释放电流的一端。如果在为车内设备接线时不用管负极而直接连接正极，结果必然在接触的瞬间出现「电火花」，对于汽车而言这是严重的安全用车隐患。而连接负极搭铁就不会有这个问题，所以从防止车辆起火的角度分析也应该采用负极搭铁。
　　总结：汽车蓄电池的负极已经搭铁，在安装或加装电子设备时，可以在设备附近寻找金属螺丝，拧松一些后直接固定负极导线即可。其次还有一点需要说明，汽车线束的设计有绝对的「一致性」，在采用负极搭铁的车辆上不宜改用正极搭铁，否则很有可能烧坏保险丝甚至电子设备，供参考。
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　　目前市面上的汽车电系基本都是使用直流电采用串联，并联或者串并混联电路，所有电路都有正极负极从负载引出回路，都要通过导线直接连接到蓄电池负极接线端。
　　如果采取分立接线方式蓄电池，导线就会有上百条之多，为节约电线材料和安装方便，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架金属机件上，用电设备负极线也就搭在车架金属机件上，利用发动机汽车底盘（粱架）金属体作公共通道。这种负极线与车体相连接方式就称为搭铁，也称为接铁，用负极搭铁具有对电子器件干扰少，对车架及车身电化学腐蚀小，联接牢固的优点，现在绝大多数汽车都是负极搭铁。
　　想必我们每个人都有一辆爱车吧！
　　在回答这个问题之前。我们先来看一下，什么叫负极搭铁。
　　负极搭铁：是指汽车上所有的用电设备及电源的负极与汽车车身相连接，相当于一个电路系统的回路线。
　　那为什么汽车不采用正极搭铁方式，却要采用负极搭铁的方式呢？其实这是有一定的科学道理的。在以前，我们曾经采用过正极搭铁的方式。正极搭铁方式
　　采用正极搭铁的方式，会加快车身的腐蚀，为什么这么说呢？
　　1、日常生锈现象
　　我们来看一个关于铁在空气中发生的氧化的化学反应。
　　①铁离子+氧气=三氧化二铁
　　也就是我们日常生活中所见的铁锈，也就是说，汽车车身产生的铁离子越多，那么车身发生腐蚀的速度也就越快。当然了在设计汽车时，也会考虑到这种情况，采用了喷漆，电镀等方式来减少车身与空气以及水的接触来提高汽车的抗腐蚀性。当然了不可能做到百分之百的防护措施。
　　2、正极搭铁对生锈的影响
　　由于正极搭铁与车内所有供电设备及电源的正极相连，尤其是车内的铅酸蓄电池。其正极存在着铅离子，它会不断吸收车身的电子。这样就造成了车身铁元素由于失去了负离子，而变为铁离子，从而加速了车身的腐蚀速度。
　　所以说，这种方式是不可取的，从而有了负极搭铁的方式。
　　负极搭铁方式：
　　这样一来，是让车身与车内所有设备的负极相连。
　　由于蓄电池的负极铅是以游离子状态的铅离子和电子存在，这样就不需要从车身上获取电子，并且可以为其提供电子。也就是说车身材质不会失去电子，从而避免了车身的腐蚀。
　　总结：汽车采用负极搭铁的方式避免了车身发生腐蚀的损坏。让车身有了更好的防腐蚀性，得到了更好的防护。
　　如果用正极搭铁，那么车辆本身就是一个常带电体，在轮胎悬挂潮湿后车身即向大地放电，同时车上的各种有色金属铝合金部件车身即产生电离子腐蚀，汽车很快报废，用负极搭铁车身实际是不带电，或起到一节导线作用，负极一般不会产生电离腐蚀作用。
　　答：汽车车架本身不易锈蚀，汽车电器对无线电设备，如汽车音响、通信系统等的干扰也较电源正极搭铁方式小得多。统一标准，便于汽车电子设备的生产、使用和维修。
　　负极搭铁能提高车体耐锈蚀性，增加暴露结构的使用寿命。
　　前苏联的吉斯车就是6V正极搭铁      现在看很奇葩   当年车上没有电子设备    正负搭铁都一样   收音机还是锗管的    锗管本来就是正极搭铁     过去大客车有木质结构    所以使用双线制     卡车和小型车金属车身使用单线制
　　直流电流向是由负极流向正极，负极搭铁能减少电池损失量，如正极搭铁对地容易产生回路，