#元器件那些事#

车辆电气化是交通运输行业实现减排的途径

本文概述了重型车辆电动化方面的电力电子技术详情，通过研究由能源生成、存储、运输和消耗构成的价值链，可帮助减低交通运输领域的碳排放，如图1所示。

【导读】本文概述了重型车辆电动化方面的电力电子技术详情，通过研究由能源生成、存储、运输和消耗构成的价值链，可帮助减低交通运输领域的碳排放，如图1所示。

53.jpg

图1：基于清洁的可再生能源的

电动化交通运输

1. 简介

卡车、公交车和工程车辆亦称为重型车辆，据估算这些车辆的碳排放占据了交通运输领域排放量的25%，在欧洲总体温室气体排放量中占据了6%。

由于线上业务活动蓬勃发展，可以观察到跨越各大洲的长途交通运输业务出现相应的大幅增长，以及城市内的物品配送运营活动不断增加，这种状况并不限于欧盟地区。根据美国交通局公布数据[2]，在美国卡车车辆每年行驶里程大约为2960亿公里，燃烧了1130亿升汽油，进而产生多达2.94亿公吨的二氧化碳量。

在法规和更严格的排放要求推动下，车队运营商越来越多地转向使用零排放车辆。业界认为在全球范围所有主要城市中，提升公共交通以减少私家车数量是减低大都市碳排放的另一个重要考虑。在这个方面，使用零排放车辆运营是目标选择，最好与绿色的可再生能源相结合。

超过 3.5 吨级重型车辆的电动化是一项涉及多学科的艰巨任务，也是功率半导体产品面临的特殊挑战。与设计运行时间约为 8000 小时的典型客用车相比，卡车或公交车的使用寿命则要长得多(包括使用寿命和正常运行时间)。通用目标要求是一年 360 天、每天8 到 10 小时运行时间。预计这些车辆每天行驶多达 400 公里，在 15 年使用寿命期间总计行驶里程超过 200 万公里。在这方面，城市交通中使用的公交车同样面临挑战，因为它们单日需要行驶 200-300公里。而且，这些公交车辆固有的启停模式(start-stop-mode)带来了更多的难题。

全电动重型车辆包含了众多子系统，这些子系统需要使用非常可靠的解决方案。图 2 以电力电子器件为重点进行了深入的剖析。

54.jpg

图2：“重型车辆”应用概述

经过十年来的电池技术发展，车辆电池成为了一个可行的解决方案，甚至对于电动重型车辆亦然。在过去十年中，每度电的价格已经下降了大约88%[3]。由于业界开发新的材料和生产工艺，以及制造能力不断增加，预计电价还将会进一步下降。同时，电池的能量密度持续增加，媒体不断报道有关技术突破的新闻。

电池可支持的充电循环次数是决定性参数，这代表着电池的使用寿命，因而非常重要。先前的凝胶式铅酸电池技术可提供几百次充电循环，而现代的锂电子电池则可以达到几千次充电循环。全球范围的电池制造商都在努力实现进一步的改善，并且已经公布了可实现超过10,000次循环和高达1 kWh/kg能量密度技术[4]。

所有这些因素使得车辆电池方案变得越来越有吸引力，甚至对于长距离车辆运营亦如此。接下来的挑战是在合理时间内为车辆充电，而所谓的合理与否，很大程度上取决于车辆的使用情况。

对于作为当地载客工具的客运公交车，最常见的选择是在轮班或夜间的休息时间停靠在车站里充电。在这种情形下，合理时间是指公交车闲置在停靠站中的几个小时。另一个选择则是在专门的充电站点进行充电。由于只有几分钟的时间，需要更高的充电功率才能向电池注入足够的能量。由于可在几个站点进行充电，可以考虑与在停靠站充电的方式相结合。

对于用于物流运营的卡车，就无法容忍花费几个小时充电的暂停作业。在这种情况下，必须在休息时间进行充电，而休息时间是驾驶员必须遵守的法律规定。未来没有驾驶员的自动驾驶卡车，甚至不需要休息。最理想的选择是在技术上实现最短时间充电。

因此，需要将支持这类车辆运营的基础设施视为价值链的一部分。

2. 电动化交通运输价值链

从可再生能源系统的发电到电解、传动系统、充电器和较小的车载应用，在交通运输价值链上可以找到功率范围从几瓦到几兆瓦的设计。

图3是相互连接部件的示意图。

55.jpg

图3：用于从发电到电能消耗各阶段的

Littelfuse功率半导体产品

所有这些应用均需要使用高效和可靠的电子子系统。在这个严苛的环境中，控制、保护、传感器和电力电子器件无所不在，以安全高效地处理能量传输。如图所示，Littelfuse产品可以用于使用可靠的元器件来构建、运营和维护电动化交通运输环境。

3. 能量存储

对于为移动应用设备供电，现有三种主要的储存电能方法，每种方法各有其优缺点。

1. 在电场中使用电容器直接能量储存。电容器能够以非常高的速率进行充电和放电，从而提供极高的功率密度。除此之外，电容器不会像电池那样受到充电的影响，可以轻松实现数百万次充电循环。根据公式EC=1/2 C·U2，储存能量由电容器的容量和允许电压而定义。在技术方面，高电压的电容器只有低电容量，反之亦然。由于电容器以kWh/dm³为单位测量的能量密度低于电池，因而可以结合电容器与电池以提供高峰值功率，而电池充当主要的储能装置。

2. 在化学方面，能量储存在电池中。对于给定的电池化学，充放电能力受到化学过程的限制。现代的锂离子电池每公斤可以储存多达0.2到0.3kWh电能，这在目前的大多数应用中受到欢迎。在循环稳定性方面，目前采用的化学物质可以实现几千次充放电循环。

3. 从化学过程中获取作为能量载体的氢气，并在第二步中进行纯化。通过电解将水分离成氧气和氢气，提供了使用可再生能源来支持过程的方法。在所谓的燃料电池中，氢气和氧气会依次反应并产生电能。今天大多数可用的氢气是使用蒸汽重组器从石油和天然气中提取出来的。

4. 车辆与传动系统

如图4框图所示，重型车辆的传动系统在技术上与电动客用车的并没有太大的区别。

1656677538861543.png

图4：电池电动车辆的简化框图

重型车辆与客用车相比具有两项主要的区别。重型车辆的连续功率输出水平超过了客用车，在使用寿命方面也是同样。通常情况下，如果客用车的使用寿命是6000至8000个工作小时，那么卡车和公交车的使用寿命应该是它们的10倍之多。

尽管如此，商用车使用的电机大多数为永磁同步电机，由二级逆变器控制，如图5所示。

1656677522542714.png

图5：电动车辆传动系统的典型动力部分

图6所示是将氢气和氧气转化为水、热能和电能的燃料电池作为电源的扩展框图。大储槽中装有氢气，仍然需要电池在加速期间提供峰值功率，并在恢复期间储存能量。

1656677506999167.png

图6： 使用燃料电池的电动

车辆传动系统框图

除此之外，在构成燃料电池和电池之间接口的DC-DC转换器中，还需要更多的电子电力器件。

燃料电池传动系统固有的重要部件是压缩机，压缩机驱动强烈的气流进入燃料电池中，这些空气中含有平衡氢气和氧气所需要的氧气。

通过仔细研究燃料电池，可以了解到压缩机方面的挑战。图7是使用氢气进行能源转换所使用部件示意图。

1656677491769338.png

图7：燃料电池能量转换系统

根据燃料电池内需要的气体平衡，可以估算实现150 kW连续运作所需的气流：

● 1 kg H2 和8 kg O2生成大约20 kWh电能

● 每小时需要7.5 kg H2 + 60 kg O2

● 1 m²空气重量为1.2 kg，含有0.24 kg氧气

由此可见，每小时必须向燃料电池提供250 m³大气空气。由于燃料电池的负载可能变化得非常快，压缩机需要具备快速启动能力，这往往需要在几分之一秒内从零加速到100%速度。由于这些要求，驱动压缩机之逆变器的额定功率通常为20-40 kW。

如要真正将基于燃料电池的车辆作为一项绿色技术，就必须使用可再生能源来制造氢气。从石油或天然气中提取氢气是一个技术选项，但这种所谓的“黑氢”(black hydrogen)会出现副产品，也就是导致大量二氧化碳产生。

目前，业界正在考虑将风能和太阳能等可再生能源的电力与电解运作相结合，从而将水分离成氢气和氧气。特别地，如果用于消耗多余的电力，这种做法是支持电网稳定性以及生成氢气作为副产品的很好选项。世界各国纷纷制订计划，要将氢气作为减少温室气体排放的基石技术。

电解是直流电流驱动的应用。单个电解槽的正向电压低于2V，但在工业制氢中可能需要数千安培电流量。图8中的B12C拓朴结构是最普遍的兆瓦（MW）级整流方案。

1656677463816704.png

图8：带有B12C的整流器拓朴结构，也称为B6C-2P

十二脉冲B12C拓朴结构，也可以视为两个B6C结构的并联，称为B6C-2P。即使没有平滑和滤波，也可以在直流侧实现非常低的电压波纹。单级AC-DC能量转换也可以实现出色的效率。

使用的相关电子电力器件是采用压接封装的晶闸管或 IGBT器件，通常安装在所谓的器件堆栈中。IGBT的额定电流高达4500 A，晶闸管甚至超过8000 A。这些器件可以轻易满足高电流要求。此外，压接封装的短路故障(short-on-fail)特性带来了更好的可靠性和系统可用性。
“找元器件现货上 唯样商城”

3月8日 #趣评测每日优品推荐#

淘宝店铺：【趣评测商城】【趣评测服装】

微店店铺：【趣评测商城】
------------------------------------
【妮珍泥膜棒28g】
趣评测售价：18.9元/1件
购买链接：https://t.cn/A66LKYL3
商品详情：https://t.cn/A66LYuJT
------------------------------------
【美迪伦韩版KF94口罩30个】
官方原价：29.9元/30枚
我们售价： 9.5 元/30枚
购买链接：https://t.cn/A6ImfPRu
商品详情：https://t.cn/A66PKoNh
------------------------------------
【国产青虾仁500g*4袋】
趣评测售价：99元
购买链接：https://t.cn/A66hSo6v
商品详情：https://t.cn/A66hoczS
------------------------------------
【小白鞋清洁湿巾】
趣评测售价：14.9元-22.9元
购买链接：https://t.cn/A6JfnOC8
商品详情：https://t.cn/A6Jfk8f7
------------------------------------
【优选金丝皇菊花茶】
趣评测售价：21.9元/50朵；34.9元/100朵
购买链接：https://t.cn/A66ZdEry
商品详情：https://t.cn/A66wmQte
------------------------------------
【珂拉琪宝可梦唇釉礼盒6支】
官方原价：159元/1件
我们售价： 78 元/1件
购买链接：https://t.cn/A66LYdNk
商品详情：https://t.cn/A66LYuJR
------------------------------------
【欧莱雅男士滋养爽肤水100ml】
官方售价：129 元/1瓶
我们售价：29.9元/1瓶；买2瓶减5元
购买链接：https://t.cn/A6JL0Fg0
商品详情：https://t.cn/A6igRapd
------------------------------------
【卡乐沛美式纯黑咖啡40条】
趣评测售价：9.9元/1件
购买链接：https://t.cn/A6xLJmRq
商品详情：https://t.cn/A66bK3Bd
------------------------------------
【新希望雪兰牛奶200g*12盒】
官方售价：55.8元/1箱
我们售价：69.9元/2箱
购买链接：https://t.cn/A66AHEOf
商品详情：https://t.cn/A662jBkm
------------------------------------
【碧欧泉海盐洁面40ml】
官方售价：125ml/ 280元
我们售价： 40 ml/29.9元；买2件减5元
购买链接：https://t.cn/A66wmJUK
商品详情：https://t.cn/A66wmQtr
------------------------------------
【德国SOS足部脚气喷雾】
官方售价：59元/1瓶
我们售价：69元/2瓶
购买链接：https://t.cn/A66Zjyyz
商品详情：https://t.cn/A66wmQtD
------------------------------------
【MUJI无印良品舒柔化妆水200ml】
官方售价：70元/1瓶
我们售价：25元/1瓶；买2瓶减5元
购买链接：https://t.cn/A66haAh8
商品详情：https://t.cn/A66hoczN
------------------------------------
【纯棉薄款船袜6双礼盒】
趣评测售价：35元/6双；买2件减3元；买3件减6元
购买链接：https://t.cn/A6IzGJ10
商品详情：https://t.cn/A66bK3BD
------------------------------------
【辅兴坊火山石烤肠】
官方售价：26.9元/1袋
我们售价：19.9元/1袋；29.9元/2袋；39.9元/3袋
购买链接：https://t.cn/A6q0wenO
商品详情：https://t.cn/A66bK3Bk
------------------------------------
【猫人新款120支冰丝内裤】
官方售价：99元/4条
我们售价：19元/1条；69元/4条
购买链接：https://t.cn/A6Iq1dzc
商品详情：https://t.cn/A66bK3Bg
------------------------------------

【积极应对疫情影响，持续优化营商环境！盐城30条“硬核”新政惠企便民激活力！】
https://t.cn/A6IcnEn6
营商环境是城市软实力和竞争力的综合体现，就像阳光、水和空气，须臾不能缺少。特别是面对疫情影响，如何稳定企业发展信心，切实减轻企业负担，更好保障改善民生，充分激发市场活力和社会创造力，好的营商环境显得尤为重要。
急企业之所急，想群众之所想。盐城在已有营商环境政策基础上，对标国内一流标准，迅速研究出台优化营商环境30条新政，不断提升政策层次“含金量”，全市域、全方位优化，打造长三角一流营商环境，提升城市能级和核心竞争力，为奋力夺取疫情防控和经济社会发展“双胜利”提供有力政策支撑。
营商环境只有更好，没有最好
盐城优化营商环境30条新政，参照国家、省营商环境评价体系，提出对标国内一流标准，打造长三角一流营商环境。
可以说，顺势而为，底气十足。
地区之间的发展差距，表面上看是经济数据的差距、企业数量和质量的差距，实则是营商环境的差距。哪里的营商环境优、服务质量好、办事效率高、投资成本低，人流、物流、信息流、资金流等，都会争相流向营商环境高地。
作为长三角一体化中心区城市，盐城在积极推进“硬环境”融入国家战略的同时，借鉴北京、上海、南京等地在改善营商环境方面的先进经验，有针对性地予以重点突破，做到两手抓两手硬，“软环境”加速融入一体化格局。
“硬环境”方面，盐城积极构建富集空港、海港、高铁、高速、高架的现代化综合交通运输体系，城市四通八达、内联外通，拥有港口、机场等5个一类对外开放口岸以及中韩（盐城）产业园这一对韩合作国家级平台等，盐通、盐徐、盐青等高铁建成通车，全面融入上海“一小时经济圈”和长三角地区高速铁路网，实现与长三角“无缝对接”。
“硬环境”改善，拉近时空距离,资源要素将快速集聚。
“软环境”方面，盐城始终把优化营商环境作为推动高质量发展、提升城市能级、提高核心竞争力的制胜之道，不断深化改革、转变理念、优化服务，推出了一系列优化营商环境的举措，特别是在去年疫情形势严峻期间出台了24项优化营商环境政策措施，深入开展“营商环境优化提升年”活动，通过实现营商环境“优”，促进经济运行“稳”和市场活力“强”，群众满意度和企业获得感不断提升。
市场经济是“候鸟经济”，资本总是“飞向”营商环境有比较优势的地区。盐城积极抢抓“一带一路”、长江经济带、淮河生态经济带、长三角一体化等重大战略机遇，产业结构不断优化，民生福祉不断增强，经济总量持续跃升。盐城经济社会发展屡创佳绩，与其持续打造和不断优化营商环境密不可分。
营商环境的重要性，怎么强调都不过分。今年是“十四五”开局之年，在疫情防控形势依然严峻复杂的关键时段，盐城主动作为，以提升市场主体和人民群众满意度为根本出发点，围绕提升政务服务水平、切实减轻企业负担、完善市场配套环境、增强执法监管能力、强化法治保障水平、形成部门联动合力六个方面，重磅推出优化营商环境30条，推动营商环境整体水平系统性提升，擦亮盐城营商环境“金字招牌”。
“硬措施”提升政务服务“软实力”
优化营商环境的核心，是处理好政府与市场、政府与社会的关系。优化营商环境30条新政以“放管服”改革为重点，以市场需求为导向，以促进政务服务便利化为主线，致力对政务服务进行革命性再造，全面提升政府服务效率。
刀刃向内，盐城深化“放管服”改革，持续推进流程再造，加大“不见面”改革力度。优化营商环境30条新政提出，按照同城化标准，扩大“长三角一体化服务专窗”和“无感漫游”系统覆盖面；深化“一件事”改革，线上线下同步推进自然人、企业全生命周期涉及的跨部门、跨层级事项集成办理。
“一网通办”是推动投资审批便利化、促进利企便民的迫切需要。优化营商环境30条新政提出，盐城“一网通办”从关注政务服务“单一事项”向企业群众关注的“一件事”转变，从“能办”向“好办”“智办”转变，实现企业和群众异地办事“马上办、网上办、就近办、一地办”。逐步推进高频政务服务事项“省内通办”，同步支撑“跨省通办”。同时，加快推进电子证照、电子印章应用场景建设，支撑推进“一网通办”。
“证照分离”改革是激发市场主体活力的重要举措。优化营商环境30条新政明确，要推进“证照分离”改革全覆盖，对涉企经营许可事项，按照直接取消审批、审批改为备案、实行告知承诺、优化审批服务4种方式实施分类管理，对暂时不具备取消条件的行政审批事项，通过网上办理、简化流程、精简材料、减少环节、压缩时限等方式优化服务，推进所有涉及市场准入的行政许可事项按照“证照分离”改革模式进行分类管理。
优化营商环境的目标是提升服务效能，惠企便民。在优化营商环境30条新政中，提出要强化政务服务体系建设，推进市县政务服务一体化管理，推动功能设置、办事流程、管理制度、服务事项的标准化、规范化；深化商事制度改革，推进市场主体退出便利化登记；优化不动产登记服务，完善不动产登记金融机构业务联办，促进业务联办机构、业务管理、人员培训、业务操作的规范化标准化，促进预告登记自动审核；规范政府采购和招投标行为，加强政府采购电子化建设，加快实现“不见面”开标，在工程建设领域全面推广电子保函应用；建设“盐之e警”综合服务窗口，实现户政、车驾管、出入境等89项236种高频业务在派出所“一窗办理”。
动的是“奶酪”，碰的是利益，优化营商环境是一场攻坚战。在优化营商环境30条新政中，聚焦当前企业和群众反映最强烈、最为关注的重点领域，围绕“规范诚信”“制度建设”“统筹协调”等方面提出硬招实锤。其中，包括推进“双随机、一公开”监管；构建以信用为基础的新型监管机制，构建“失信处处受限”的信用生态；开展监管执法活动；加大产权司法保护力度，严格落实知识产权侵权惩罚性赔偿制度；延伸拓展涉企服务“绿色通道”，积极推行速裁快审“无纸质卷宗+无书记员”办案模式；促进破产审判水平实质提升，建立简单破产案件快速审理机制；切实解决执行工作突出问题，推进执行指挥中心“854模式”迭代升级。
降成本聚要素，“真金白银”为企减负
企业是经济环境“冷暖”的最直接感受者。疫情影响下，落实惠企助企举措，才能更好提升企业发展信心，增强企业抵御风险能力，降低企业成本，实现高质量平稳运行。
优化营商环境30条新政提出，将继续全面落实国家和省减税降费各项政策，大力推动“最多跑一次”到“一次不用跑”的转变升级，实现“电子办税为主、自助办税为辅、实体办税兜底”的办税新模式，确保0.5小时完成税务登记信息的确认。
面对现阶段疫情防控形势，盐城税务推出延长纳税申报期限、办理实名认证事项的暂不要求“刷脸”验证、因疫情影响逾期申报或逾期报送相关资料的纳税人免予行政处罚等抗“疫”纾困6项新举措，同时力推“非接触式”办税缴费。目前全市大部分地区企业90%以上的办税缴费业务实现网上办理，其中网上申报面超过99%。1-7月，我市97.15%的纳税人通过线上途径领到了发票，98.52%的企业通过线上新办套餐完成新办涉税事项办理。
拓宽融资渠道，降低融资成本，是减轻企业负担的重要举措。在优化营商环境30条新政中，金融机构同样扮演重要角色。要求政府性融资担保机构降低担保费率，落实好贷款延期还本付息等政策，支持符合条件的企业发行股票或债券。加大对制造业、民营、“三农”等领域中小微企业的金融支持力度，推动小微企业贷款增量、降价、提质、扩面。继续围绕市县产业发展战略，开展多层次、多形式的线下银企对接活动。
要素资源是市场经济的基础，是影响企业投资决策的重要因素之一。优化营商环境30条新政提出，加强知识产权创造、运用和保护，支持各类创新主体加强专利布局，推进知识产权试点示范优势企业和园区建设，开展知识产权维权援助工作。研究出台建设工程项目“拿地即开工”实施方案，进一步完善工作流程，减少材料，缩短办理时间，实现建设工程项目“拿地即开工”。同时，推进工程建设项目审批制度改革，以“一张蓝图”系统服务工程项目建设，优化规范工程建设项目事项办理，精简压缩申报材料、审批用时，并且探索研究土地带方案挂牌制度、“多测合一”制度。
水电气作为重要的生产要素，是营商环境评价的重要指标。优化营商环境30条新政提出，推进线上可办理的用水业务种类数占全部业务总类数达85%以上；开展转供电电费码推广，促进居民“零证办电”，企业一证办电，推进降价政策红利传导至每个终端用户；推进公共服务“只进一扇门”业务联办工作。
为优化涉外投资环境，吸引更多境内外资金流、信息流、人才流等优势汇聚盐城，优化营商环境30条新政提出，对外商投资实行准入前国民待遇加负面清单管理制度，并且加快建设中国（盐城）跨境电子商务综合试验区国际商品展示交易和线上O2O商城平台，打造集批发零售相结合、线上线下相融合的日韩商品集散地。