#白敬亭顾九思# [许愿星]#白敬亭长风渡#
❗恭喜白敬亭3⃣ 部剧入选中国电视金鹰奖
包括：《开端》、《我们的新时代》、
《平凡的荣耀》
◆【投票方式】
（❗虽然VX和围脖都是用同一个手机hao登录，但是两个投票通道都可以投票，也就是说大家有两次投票机会）
①VX
小程序搜索“第31届中国电视金鹰奖”（如图）
点击“观众投票通道”然后在搜索栏（见p3)中搜索上述3⃣ 部剧的名称进行投票
②围脖
点击该 即可投票→https://t.cn/A6yj5xWM
❗注：在金鹰奖投票 还能免费所有在评选范围内的剧[求关注]（见p4，只需要点击剧，就可以打开这个界面)没有看完白敬亭的剧or没有app的会员的️ 们可以趁着这次机会狠狠的补一下剧[许愿星]
❗❗投票需要投至少投1⃣ 8⃣ 部电视剧，所以️ 们可以选择性的挑选其他剧
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包括：《开端》、《我们的新时代》、
《平凡的荣耀》
◆【投票方式】
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①VX
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②围脖
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❗注：在金鹰奖投票 还能免费所有在评选范围内的剧[求关注]（见p4，只需要点击剧，就可以打开这个界面)没有看完白敬亭的剧or没有app的会员的️ 们可以趁着这次机会狠狠的补一下剧[许愿星]
❗❗投票需要投至少投1⃣ 8⃣ 部电视剧，所以️ 们可以选择性的挑选其他剧
青贮制作现场问答
古谚：“兵马未动，粮草先行”， 为了让我们合作的供奶方备足粮，提足劲，以应对当前奶牛养殖竞争力，蒙牛集团的奶源部聘请行业相关专家对牧场青贮制备进行现场指导，以保障全株青贮最佳品质。以下是2015年蒙牛奶源华东大区宿迁供奶方对全株青贮制备关键技术互动问答，希望本文章能给行业所有养牛人提供有利的技术支撑。
1、青贮制备前青贮窖如何验收评估？
青贮窖是青玉米株休息的地方，睡的安稳青玉米株会长期保存，如果青贮窖提供的环境不佳例如稳固性差、霉菌孢子漫步等，容易导致玉米株被骚扰，就如人被绳子捆绑同时被蚂蚁叮咬一样无奈。青贮窖窖壁不稳固，在沉重的机械压力下容易倒塌，青贮窖不清扫消毒，有害霉菌孢子容易附着玉米株叶片及籽实大量繁殖引起霉臭。因此青贮制备前，青贮窖验收条件：（1）设计建造合理 ①压力，窖壁足够承受750kg/m3的单向挤压。②材质，使用石头+砖+钢筋混凝土组成；③窖侧壁，有5-8%坡度呈现上宽下窄，厚度高于1500px，光滑不透气不漏水；④窖底壁，从上端到下端有3-4%坡度，窖底壁使用砖和石块砌成高出地面水泥灌浆地面至少300px，保障窖底高出地下水位1250px以上防止渗水;⑤窖口，向外延伸3米全部硬化，以免青贮原料卸车粘土；⑥窖高，不可过高，过高装料踩实困难，铡草机不宜吹入，以2.5-3米最佳；⑦窖四周，窖四周有排水沟，防止暴雨时地面水从一端的入口处灌入；⑧窖长宽，窖长宽依据牧场实际情况，一头奶牛一年需要8-10m3,多个小窖青贮方便压实，一个大窖容易出现霉变。（2）清扫消毒 青贮窖每年使用后都会残存青贮窖解产物黏附窖壁，如果上年出现青贮制备不佳导致霉菌滋生，下一年制备青贮前必须进行清窖防止霉菌孢子。建议使用2-3%火碱水喷撒窖壁，阳光暴晒后装窖。
2、为何青贮制备过程中要压实？
直接的说青贮制备压实目的就是保质期。我们到超市里买饼干，到药店里买药品看到的都是抽真空包装，因此才有了产品保质期。玉米株离开土壤一段时间，植株里面的纤维组织细胞容易衰老，如果不压实，老化的纤维组织细胞会收缩，玉米株就会萎缩，玉米株与玉米株之间就会产生空隙，就如一包牛奶中含有空气过多就会涨包发酵，青贮玉米也是同样道理，发酵就会产热，产热就会导致玉米植株营养分解，奶牛采食没有营养的玉米株就如吃木头一样不可能增加奶量，因此青贮压实目的就是延长保质期，提升奶量。
3、为何青贮制备过程中使用青贮剂？
首先，青贮剂并非是青贮制备过程中必须使用的，如果青贮压实完全可以不使用青贮剂，青贮之所以叫做青株贮而不是青株酵，原因是我们贮存青贮不是完全为了发酵青贮，过于发酵青贮只会导致青贮植株中营养损失。其次，南方等地区青贮收割季节阴雨连绵，青贮最佳收割时间容易耽搁，同时玉米株上大量残存雨后水珠容易导致青贮难以压实，就如海绵一样。由于做不到压实，从而出现霉变及酵解营养损失，因此，面对这种困境及没有压实机器条件的供奶方使用青贮剂是一个良好的选择， 使用青贮剂可以有效利用青贮剂中的好氧芽孢菌大量扩增从而将青贮窖形成一个厌氧环境，有效抑制那些有害霉菌及需氧菌繁殖，从而防止青贮发酵营养损失。因此，在不佳气候条件及不具备压实工具地区，青贮剂是制备青贮的最佳选择。
4、为何要在秋季制备玉米青贮？
目前青贮制备可谓是五花八门，有小麦青贮，豆皮青贮，苜蓿青贮及大麦青贮等。其实，青贮仅仅是一种保存的方法，并不需要太多的研究，压实就能保存好，营养损失少；压不实就容易霉变，窖解营养丢失。有人说既然青贮就是储存，那为何不用青贮玉米株及压片玉米替代呢，水分也好控制。其实替代完全可以，但是干玉米株中植株内中性洗涤纤维及植株淀粉会随着纤维细胞老化逐渐自身降解， 为了防止降解因此必须在植株细胞完整，干物质及中性洗涤纤维均最佳条件下收获贮存。为何秋季收全株玉米好于夏季，因为夏秋季玉米受光照时间长于春夏季，长光照引起植株光和作用将无机物转化为有机物及贮存能量的比例优于短光照，因此秋季收获的全株玉米质量更佳。
5、全株玉米收割时为何要留茬？
土壤是植物的培养基，同样是很多微生物的培养基，玉米株生长过程中根系部与土壤接触，就必须与土壤中的微生物接触，夏季高温高湿，很多玉米株根系部出现腐烂，因此根系部菌体平衡得到破坏，很多有害霉菌大量繁殖利用植株内含有的可溶性糖等碳水化合物繁殖，因此根系部腐烂的玉米株，植株下部秸秆内部容易发黑腐烂，因此为了尽可能降低腐烂霉菌被带入青贮窖，玉米株收割时，需要留茬375px以上。如果留茬过低，会增加青贮木质素含量，且青贮玉米根部的泥土容易带入青贮中，土壤梭菌较多进入窖中厌氧分解营养；留茬过低也会增加青贮中的硝酸盐含量，引起原奶硝酸盐超标不合格。
6、 青贮制备过程中为何要使用黑白膜？
近年来国内借鉴国外青贮制备经验，青贮制备过程中使用黑白膜。黑白膜为黑白两面，一面为白色亮面反光效果好；一面为黑色哑面不反光。为何使用黑白膜可以利用我们生活中案例给予解释，夏季穿黑色衣服我们会感觉很热，穿白色衣服却没有那么热，当我们天热的时候进入一个黑糊糊的洞里又会感觉平静和凉爽，因此黑白膜的使用目的就是防止光热进入窖中，尽量降低窖内发热，最大程度减少青贮营养损失。
7、为何青贮要田间观察适时收割？
青贮适时收割可以保证青贮质量，提高干物质。利用生活中一个案例给予解释：早餐我们喝两碗稀米汤就饱腹，如果换成吃两碗米饭加菜也可以饱腹，但是一晌午过去了，喝米汤永远是中午第一个饥饿的，原因是稀米汤里的干物质远低于两碗米饭里的干物质，能量供应也不平衡。因此，奶牛每天吃相同量不同质的青贮玉米，如果重量相同而干物质含量可吸收营养含量差异很大，劣质料奶牛就会出现假饱腹状态，奶量自然会降低，因此青贮收割应适时收割。同时收割时间早晚对全株玉米价值影响很大，例如收割过早，玉米籽实发育不好，淀粉含量低，水分含量高，加工过程中破碎的玉米粒流失的可溶性糖高，容易被菌体利用发霉发臭；收获过晚，淀粉含量及干物质含量尽管很好，但是木质素含量就增加，导致消化率降低，全株玉米茎中木质素如海绵，装窖过程中不容易压实，残留大量空气容易出现霉菌及腐败菌，导致发酵的质量差，出现霉烂。最佳全株收获指标，微波炉测定干物质25-35%，1/2乳线期，部分玉米籽实出现凹陷。
古谚：“兵马未动，粮草先行”， 为了让我们合作的供奶方备足粮，提足劲，以应对当前奶牛养殖竞争力，蒙牛集团的奶源部聘请行业相关专家对牧场青贮制备进行现场指导，以保障全株青贮最佳品质。以下是2015年蒙牛奶源华东大区宿迁供奶方对全株青贮制备关键技术互动问答，希望本文章能给行业所有养牛人提供有利的技术支撑。
1、青贮制备前青贮窖如何验收评估？
青贮窖是青玉米株休息的地方，睡的安稳青玉米株会长期保存，如果青贮窖提供的环境不佳例如稳固性差、霉菌孢子漫步等，容易导致玉米株被骚扰，就如人被绳子捆绑同时被蚂蚁叮咬一样无奈。青贮窖窖壁不稳固，在沉重的机械压力下容易倒塌，青贮窖不清扫消毒，有害霉菌孢子容易附着玉米株叶片及籽实大量繁殖引起霉臭。因此青贮制备前，青贮窖验收条件：（1）设计建造合理 ①压力，窖壁足够承受750kg/m3的单向挤压。②材质，使用石头+砖+钢筋混凝土组成；③窖侧壁，有5-8%坡度呈现上宽下窄，厚度高于1500px，光滑不透气不漏水；④窖底壁，从上端到下端有3-4%坡度，窖底壁使用砖和石块砌成高出地面水泥灌浆地面至少300px，保障窖底高出地下水位1250px以上防止渗水;⑤窖口，向外延伸3米全部硬化，以免青贮原料卸车粘土；⑥窖高，不可过高，过高装料踩实困难，铡草机不宜吹入，以2.5-3米最佳；⑦窖四周，窖四周有排水沟，防止暴雨时地面水从一端的入口处灌入；⑧窖长宽，窖长宽依据牧场实际情况，一头奶牛一年需要8-10m3,多个小窖青贮方便压实，一个大窖容易出现霉变。（2）清扫消毒 青贮窖每年使用后都会残存青贮窖解产物黏附窖壁，如果上年出现青贮制备不佳导致霉菌滋生，下一年制备青贮前必须进行清窖防止霉菌孢子。建议使用2-3%火碱水喷撒窖壁，阳光暴晒后装窖。
2、为何青贮制备过程中要压实？
直接的说青贮制备压实目的就是保质期。我们到超市里买饼干，到药店里买药品看到的都是抽真空包装，因此才有了产品保质期。玉米株离开土壤一段时间，植株里面的纤维组织细胞容易衰老，如果不压实，老化的纤维组织细胞会收缩，玉米株就会萎缩，玉米株与玉米株之间就会产生空隙，就如一包牛奶中含有空气过多就会涨包发酵，青贮玉米也是同样道理，发酵就会产热，产热就会导致玉米植株营养分解，奶牛采食没有营养的玉米株就如吃木头一样不可能增加奶量，因此青贮压实目的就是延长保质期，提升奶量。
3、为何青贮制备过程中使用青贮剂？
首先，青贮剂并非是青贮制备过程中必须使用的，如果青贮压实完全可以不使用青贮剂，青贮之所以叫做青株贮而不是青株酵，原因是我们贮存青贮不是完全为了发酵青贮，过于发酵青贮只会导致青贮植株中营养损失。其次，南方等地区青贮收割季节阴雨连绵，青贮最佳收割时间容易耽搁，同时玉米株上大量残存雨后水珠容易导致青贮难以压实，就如海绵一样。由于做不到压实，从而出现霉变及酵解营养损失，因此，面对这种困境及没有压实机器条件的供奶方使用青贮剂是一个良好的选择， 使用青贮剂可以有效利用青贮剂中的好氧芽孢菌大量扩增从而将青贮窖形成一个厌氧环境，有效抑制那些有害霉菌及需氧菌繁殖，从而防止青贮发酵营养损失。因此，在不佳气候条件及不具备压实工具地区，青贮剂是制备青贮的最佳选择。
4、为何要在秋季制备玉米青贮？
目前青贮制备可谓是五花八门，有小麦青贮，豆皮青贮，苜蓿青贮及大麦青贮等。其实，青贮仅仅是一种保存的方法，并不需要太多的研究，压实就能保存好，营养损失少；压不实就容易霉变，窖解营养丢失。有人说既然青贮就是储存，那为何不用青贮玉米株及压片玉米替代呢，水分也好控制。其实替代完全可以，但是干玉米株中植株内中性洗涤纤维及植株淀粉会随着纤维细胞老化逐渐自身降解， 为了防止降解因此必须在植株细胞完整，干物质及中性洗涤纤维均最佳条件下收获贮存。为何秋季收全株玉米好于夏季，因为夏秋季玉米受光照时间长于春夏季，长光照引起植株光和作用将无机物转化为有机物及贮存能量的比例优于短光照，因此秋季收获的全株玉米质量更佳。
5、全株玉米收割时为何要留茬？
土壤是植物的培养基，同样是很多微生物的培养基，玉米株生长过程中根系部与土壤接触，就必须与土壤中的微生物接触，夏季高温高湿，很多玉米株根系部出现腐烂，因此根系部菌体平衡得到破坏，很多有害霉菌大量繁殖利用植株内含有的可溶性糖等碳水化合物繁殖，因此根系部腐烂的玉米株，植株下部秸秆内部容易发黑腐烂，因此为了尽可能降低腐烂霉菌被带入青贮窖，玉米株收割时，需要留茬375px以上。如果留茬过低，会增加青贮木质素含量，且青贮玉米根部的泥土容易带入青贮中，土壤梭菌较多进入窖中厌氧分解营养；留茬过低也会增加青贮中的硝酸盐含量，引起原奶硝酸盐超标不合格。
6、 青贮制备过程中为何要使用黑白膜？
近年来国内借鉴国外青贮制备经验，青贮制备过程中使用黑白膜。黑白膜为黑白两面，一面为白色亮面反光效果好；一面为黑色哑面不反光。为何使用黑白膜可以利用我们生活中案例给予解释，夏季穿黑色衣服我们会感觉很热，穿白色衣服却没有那么热，当我们天热的时候进入一个黑糊糊的洞里又会感觉平静和凉爽，因此黑白膜的使用目的就是防止光热进入窖中，尽量降低窖内发热，最大程度减少青贮营养损失。
7、为何青贮要田间观察适时收割？
青贮适时收割可以保证青贮质量，提高干物质。利用生活中一个案例给予解释：早餐我们喝两碗稀米汤就饱腹，如果换成吃两碗米饭加菜也可以饱腹，但是一晌午过去了，喝米汤永远是中午第一个饥饿的，原因是稀米汤里的干物质远低于两碗米饭里的干物质，能量供应也不平衡。因此，奶牛每天吃相同量不同质的青贮玉米，如果重量相同而干物质含量可吸收营养含量差异很大，劣质料奶牛就会出现假饱腹状态，奶量自然会降低，因此青贮收割应适时收割。同时收割时间早晚对全株玉米价值影响很大，例如收割过早，玉米籽实发育不好，淀粉含量低，水分含量高，加工过程中破碎的玉米粒流失的可溶性糖高，容易被菌体利用发霉发臭；收获过晚，淀粉含量及干物质含量尽管很好，但是木质素含量就增加，导致消化率降低，全株玉米茎中木质素如海绵，装窖过程中不容易压实，残留大量空气容易出现霉菌及腐败菌，导致发酵的质量差，出现霉烂。最佳全株收获指标，微波炉测定干物质25-35%，1/2乳线期，部分玉米籽实出现凹陷。
#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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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”
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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