#新时代成就巡礼##网络文明建设一起来#【奋进新征程 建功新时代·我们这十年】“智慧交管”让城市道路“活”起来
如今，当你开车至新七道梁隧道时，会看到路边提示牌上关于天气及道路状况的提示信息。这是隧道南北两侧的气象感知设备发出的，它不仅会及时传感长下坡局部小气候变化，还可以智能解析、及时报警，以便交管站执勤交警采取应急处置措施。
当你开车至天水北路时，会发现通过几个红绿灯路口处十分顺畅，没有大量压车现象。这是信号灯自适应动态双向绿波带带来的畅行，它能适时调整信号灯时间，以缓解道路拥堵。
当你开车至西关十字需要停车时，只需要打开一个微信小程序便可获得周边停车场信息。这是兰州公安交警打造的“兰停序”微信小程序提供的便利。只要输入目的地，周边停车场信息、位置以及泊位数量等一目了然。
党的十八大以来，为治理交通拥堵“城市病”，确保人民群众安全畅通出行，兰州公安交警创新应用大数据、数据可视化、“互联网+”等技术，制定了“智慧交管”建设实施方案，建立并完善了智慧感知预警体系、指挥调度体系、勤务管控体系、业务监管体系、便民服务体系、宣传教育体系等6个方面28项“智慧交管”内容。
守护平安“回家路”
兰海高速公路兰临段是兰州连接定西、临夏、甘南的重要客货运通道，日均车流量2.1万辆。由于该路段地处山区，地势落差大、坡陡弯急，尤其是春运期间雨雪天气多，重载货车下坡时极易因频繁制动导致刹车失灵，车辆失控。
今年春节期间，兰州市公安局、定西市公安局和甘肃省高速公路路政执法总队等多方力量，在兰海高速公路兰临段设立兰临高速联防联控交通安全管理站，24小时驻守执勤，着力打造全省“智慧交管”试验田。1月17日16时，兰临高速联防联控交通安全管理站视频监控室里突然响起警报声，兰海高速公路事故多发路段智能防控系统平台发出预警：一辆三轴以上重型货车驶入兰海高速公路兰临段，请执勤交警立即布控拦截。经查，驾驶人周师傅驾驶的货车载有不规则大型机械，因装载货物存在捆扎不牢等风险隐患，智能防控系统自动识别并发出预警。
“今年春节期间，我们实行‘五班三运转’的24小时勤务模式，确保道路交通安全畅通和途经这里的每一辆车、每一位驾驶员都能平安回家过年。”兰州市公安局交警支队韩家河大队教导员兼K22联防联控交通安全管理站站长魏永海回忆道。
党的十八大以来，我市依托大数据研判分析平台，紧密结合实战需要，加强数据模型构建，开发数据分析辅助决策系统。其中，高速公路隐患管控治理和城市道路重点车辆隐患治理等2个数据模型在实际工作中取得显著质效。同时，我市升级六位一体实战应用平台和信号智能管控平台，进一步提升信号配时自动分析、问题隐患自动发现、应对方案自动生成的能力，提高道路交通智能管控水平。
畅通城市“动脉”
天水路北接连霍高速，南达交通枢纽火车站，全长4.6公里，有15个交叉路口，日均车流量超过44万辆，是兰州市的重要“动脉”和“迎宾大道”。针对该路段高峰期交通拥堵指数上升、潮汐现象明显、拥堵问题突出等现象，兰州公安交警扩充感知源，加强系统建设，深化“情指勤督服宣”一体化警务模式，推动警务流程再造，形成天水路智慧赋能交通畅通提升方案，全力打造省市共建示范路。
8月25日10时，天水路车流量适中，处于平峰期，兰州公安交警对天水路信号灯实行自适应双向绿波协调控制，行驶车辆在绿波速度内通过各路口时均遇绿灯。“现在天水路出现堵车的情况明显少了。”市民刘克镕说。据了解，采用双向“绿波”以来，天水路平峰期平均行程时间减少26%，早晚高峰拥堵持续时间缩短13%，信号调控成效初显。不仅如此，兰州公安交警还建成了“天水路拥堵治理监测系统”，设立了电子警察、高点监控系统、地磁流量检测器，全面再造勤务流程。当系统发现警情后，迅速启动“一键圈定”功能，找出“最优路径”，将指令通过执法记录仪及时传至就近执勤民警，实现“轻微事故3分钟到达，5分钟内处理完毕”。
党的十八大以来，我市积极推进智能防控平台和“全息路口”建设，全力打造城市道路交通治理“兰州样板”。先后建成应用非现场执法系统一、二、三期及“交通指挥综合实战应用平台”等36个信息化项目，购置自助服务等便民设备150余台；陆续建成并使用电子警察、电子卡口、违停抓拍、路口监控、微波采集及交通诱导屏等设备1298套，智能信号机398处，购置多功能执勤执法记录仪2790台，每年抓拍交通违法100万余起，每日产生900万余条交管数据。逐步构建起以“交通指挥综合实战应用平台”为“大脑”，汇聚“122接处警、警情处置、视频监控、信号控制、勤务部署、督导考核、停车服务、运维管理、诱导发布”等21项功能的实战应用格局，形成以指挥中心为“龙头”，以“金城快骑”“网格化路长”为骨干的“情指勤督服宣”新型警务模式，初步搭建起 “一体运作、精准高效”的三级指挥体系。
破解“停车难”
这几年，家住甘南路的市民吴润昭发现，不仅自家小区停车规范了，城区各主要商圈、街道、学校附近的公共停车泊位也不断增加、升级。目前，通渭路、箭道巷、甘南路等路段1534处停车场的213671个泊位全部录入“兰停序”微信小程序，覆盖全市所有公共停车场和部分对外开放专用停车场。
目前，兰州市机动车总量已经突破120万辆，为最大限度解决群众停车服务需求，兰州市公安局交警支队已经建成兰州市智慧停车管理服务系统及“兰停序”微信小程序，可实现动态交通监管和静态交通停车管理的互联互动。“兰停序”微信小程序已完成972处144317个泊位的实时动态数据传输，终端用户达到5.2万人次。未来，智慧停车管理服务平台将与智慧停车管理服务系统实现数据共享，全面推行地磁+PDA、高位视频、ETC管理模式，升级城市级静态交通管理服务大数据应用平台建设，实现全市停车场资源规模化、集约化管理，智能化、数字化调度。
打通服务“最末梢”
“没想到现在驾驶证到期换证这么简单，我全程自助办完换证业务，真是太方便了。”市民周洋说，“只要在‘交管12123’App上查找到联网医院并前往体检，等医院上传完体检信息后，3天就能收到新驾驶证。”
党的十八大以来，我市大力推行交管业务“足不出户”网上办，将大量的传统交管业务向网上延伸、向线上拓展，并对近年来推出的“互联网+交管”服务事项进行了全面梳理和服务升级。目前，市民可通过“交管12123”App、“兰州公安交警”微信公众号等渠道办理网上预约、违法处理、事故处理、货车通行证、出行服务、信息查询等近百项交管业务。特别是疫情防控期间，兰州公安交警出台便民措施40余项，交管业务可网上申请、网上受理、邮寄送达，实现让“数据多跑路，群众少跑腿”。
下一步，我市将着力提升城市交通管理自动感知、自动分析、自动研判、自动预警、自动调控、自动监督等“一切尽在掌握”的新能力，全力形成智慧交管“最强大脑”高效运行下的“大指挥”新格局。
总策划：刘立山
兰州日报社全媒体记者 杨昕 文/图
如今，当你开车至新七道梁隧道时，会看到路边提示牌上关于天气及道路状况的提示信息。这是隧道南北两侧的气象感知设备发出的，它不仅会及时传感长下坡局部小气候变化，还可以智能解析、及时报警，以便交管站执勤交警采取应急处置措施。
当你开车至天水北路时，会发现通过几个红绿灯路口处十分顺畅，没有大量压车现象。这是信号灯自适应动态双向绿波带带来的畅行，它能适时调整信号灯时间，以缓解道路拥堵。
当你开车至西关十字需要停车时，只需要打开一个微信小程序便可获得周边停车场信息。这是兰州公安交警打造的“兰停序”微信小程序提供的便利。只要输入目的地，周边停车场信息、位置以及泊位数量等一目了然。
党的十八大以来，为治理交通拥堵“城市病”，确保人民群众安全畅通出行，兰州公安交警创新应用大数据、数据可视化、“互联网+”等技术，制定了“智慧交管”建设实施方案，建立并完善了智慧感知预警体系、指挥调度体系、勤务管控体系、业务监管体系、便民服务体系、宣传教育体系等6个方面28项“智慧交管”内容。
守护平安“回家路”
兰海高速公路兰临段是兰州连接定西、临夏、甘南的重要客货运通道，日均车流量2.1万辆。由于该路段地处山区，地势落差大、坡陡弯急，尤其是春运期间雨雪天气多，重载货车下坡时极易因频繁制动导致刹车失灵，车辆失控。
今年春节期间，兰州市公安局、定西市公安局和甘肃省高速公路路政执法总队等多方力量，在兰海高速公路兰临段设立兰临高速联防联控交通安全管理站，24小时驻守执勤，着力打造全省“智慧交管”试验田。1月17日16时，兰临高速联防联控交通安全管理站视频监控室里突然响起警报声，兰海高速公路事故多发路段智能防控系统平台发出预警：一辆三轴以上重型货车驶入兰海高速公路兰临段，请执勤交警立即布控拦截。经查，驾驶人周师傅驾驶的货车载有不规则大型机械，因装载货物存在捆扎不牢等风险隐患，智能防控系统自动识别并发出预警。
“今年春节期间，我们实行‘五班三运转’的24小时勤务模式，确保道路交通安全畅通和途经这里的每一辆车、每一位驾驶员都能平安回家过年。”兰州市公安局交警支队韩家河大队教导员兼K22联防联控交通安全管理站站长魏永海回忆道。
党的十八大以来，我市依托大数据研判分析平台，紧密结合实战需要，加强数据模型构建，开发数据分析辅助决策系统。其中，高速公路隐患管控治理和城市道路重点车辆隐患治理等2个数据模型在实际工作中取得显著质效。同时，我市升级六位一体实战应用平台和信号智能管控平台，进一步提升信号配时自动分析、问题隐患自动发现、应对方案自动生成的能力，提高道路交通智能管控水平。
畅通城市“动脉”
天水路北接连霍高速，南达交通枢纽火车站，全长4.6公里，有15个交叉路口，日均车流量超过44万辆，是兰州市的重要“动脉”和“迎宾大道”。针对该路段高峰期交通拥堵指数上升、潮汐现象明显、拥堵问题突出等现象，兰州公安交警扩充感知源，加强系统建设，深化“情指勤督服宣”一体化警务模式，推动警务流程再造，形成天水路智慧赋能交通畅通提升方案，全力打造省市共建示范路。
8月25日10时，天水路车流量适中，处于平峰期，兰州公安交警对天水路信号灯实行自适应双向绿波协调控制，行驶车辆在绿波速度内通过各路口时均遇绿灯。“现在天水路出现堵车的情况明显少了。”市民刘克镕说。据了解，采用双向“绿波”以来，天水路平峰期平均行程时间减少26%，早晚高峰拥堵持续时间缩短13%，信号调控成效初显。不仅如此，兰州公安交警还建成了“天水路拥堵治理监测系统”，设立了电子警察、高点监控系统、地磁流量检测器，全面再造勤务流程。当系统发现警情后，迅速启动“一键圈定”功能，找出“最优路径”，将指令通过执法记录仪及时传至就近执勤民警，实现“轻微事故3分钟到达，5分钟内处理完毕”。
党的十八大以来，我市积极推进智能防控平台和“全息路口”建设，全力打造城市道路交通治理“兰州样板”。先后建成应用非现场执法系统一、二、三期及“交通指挥综合实战应用平台”等36个信息化项目，购置自助服务等便民设备150余台；陆续建成并使用电子警察、电子卡口、违停抓拍、路口监控、微波采集及交通诱导屏等设备1298套，智能信号机398处，购置多功能执勤执法记录仪2790台，每年抓拍交通违法100万余起，每日产生900万余条交管数据。逐步构建起以“交通指挥综合实战应用平台”为“大脑”，汇聚“122接处警、警情处置、视频监控、信号控制、勤务部署、督导考核、停车服务、运维管理、诱导发布”等21项功能的实战应用格局，形成以指挥中心为“龙头”，以“金城快骑”“网格化路长”为骨干的“情指勤督服宣”新型警务模式，初步搭建起 “一体运作、精准高效”的三级指挥体系。
破解“停车难”
这几年，家住甘南路的市民吴润昭发现，不仅自家小区停车规范了，城区各主要商圈、街道、学校附近的公共停车泊位也不断增加、升级。目前，通渭路、箭道巷、甘南路等路段1534处停车场的213671个泊位全部录入“兰停序”微信小程序，覆盖全市所有公共停车场和部分对外开放专用停车场。
目前，兰州市机动车总量已经突破120万辆，为最大限度解决群众停车服务需求，兰州市公安局交警支队已经建成兰州市智慧停车管理服务系统及“兰停序”微信小程序，可实现动态交通监管和静态交通停车管理的互联互动。“兰停序”微信小程序已完成972处144317个泊位的实时动态数据传输，终端用户达到5.2万人次。未来，智慧停车管理服务平台将与智慧停车管理服务系统实现数据共享，全面推行地磁+PDA、高位视频、ETC管理模式，升级城市级静态交通管理服务大数据应用平台建设，实现全市停车场资源规模化、集约化管理，智能化、数字化调度。
打通服务“最末梢”
“没想到现在驾驶证到期换证这么简单，我全程自助办完换证业务，真是太方便了。”市民周洋说，“只要在‘交管12123’App上查找到联网医院并前往体检，等医院上传完体检信息后，3天就能收到新驾驶证。”
党的十八大以来，我市大力推行交管业务“足不出户”网上办，将大量的传统交管业务向网上延伸、向线上拓展，并对近年来推出的“互联网+交管”服务事项进行了全面梳理和服务升级。目前，市民可通过“交管12123”App、“兰州公安交警”微信公众号等渠道办理网上预约、违法处理、事故处理、货车通行证、出行服务、信息查询等近百项交管业务。特别是疫情防控期间，兰州公安交警出台便民措施40余项，交管业务可网上申请、网上受理、邮寄送达，实现让“数据多跑路，群众少跑腿”。
下一步，我市将着力提升城市交通管理自动感知、自动分析、自动研判、自动预警、自动调控、自动监督等“一切尽在掌握”的新能力，全力形成智慧交管“最强大脑”高效运行下的“大指挥”新格局。
总策划：刘立山
兰州日报社全媒体记者 杨昕 文/图
#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。
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。
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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。
“找元器件现货上 唯样商城”
【奋进海岛路|浙江舟山描绘共富版图侧记】
岁月悠悠，海屋添筹。地小人稀，产业缺乏没能制约舟山不断向好的经济状况，也丝毫撼动不了当地政府“常富于民”的决心。如果说近两年舟山经济平均增长10.3%，人均GDP12.86万元是舟山高瞻远瞩，鉴来知往，以富民为纲要，不断充实平衡经济结构的生动写照，那么这次“小岛你好”——海岛共富行动就是为全国探索共富之路呈上的一份鲜活“脚本”。
2022年6月，舟山市委、市政府在新城东昇广场北侧举行“小岛你好”——海岛共富行动启动仪式，拉开了舟山为全国海岛共同富裕探索新路径的序幕。舟山位于浙江省东北部，踞中国南北沿海航线与长江水道交汇枢纽，是长江流域和长江三角洲对外开放的海上门户和通道。
舟山市发改委负责人介绍，海岛资源是舟山的独特优势，是向海而生、向海图强的新空间和新亮点。实施“小岛你好”——海岛共富行动，进一步激发海岛发展内生动力，全面展现各美其美、岛岛共富的新图景，走出一条具有海岛韵味、舟山气质的共同富裕路径。旨在通过3年行动，打造30个美丽海岛，成为浙江省高质量发展建设共同富裕示范区的“金名片”，成为中国的“海岛版”诗与远方，成为全球海岛地区发展的最佳实践。2021年，舟山市实现地区生产总值1703.62亿元，比2020年增长8.4%，增速亮眼。2021年宁波舟山港货物吞吐量达到12亿吨，稳居全国第一。岱山县：“大桥时代” 建设现代化“富美”新城2021年12月29日，全长25.7公里的舟岱大桥正式通车，这意味着岱山彻底结束了长期以来不通陆路的历史，正式跨入“半岛时代”。抢抓舟岱大桥通车运营的利好，岱山因地制宜、发挥优势，催生新产业、新业态、新模式，聚焦石化新材料、清洁能源、现代服务业三大主导产业方向，驱动高质量开放发展新引擎。今年一季度，岱山实现GDP总量136.2亿元，实现规上工业总产值585.09亿元，增速均居全省前列。今年4月30日，燕窝山码头的启用，又为舟山北向车客水陆运输转换枢纽节点北移岱山迈出了重要一步。“今后，该码头将成为北向沟通上海、嵊泗的重要水陆交通枢纽。”岱山县交通运输局相关负责人表示。其中，位于岱山县鱼山岛的鱼山绿色石化基地，作为国内炼化装置中单体规模最大、国内一次性投资建设规模最大石化产业的单体项目，目前浙石化项目一期稳定运行、二期基本建成，累计投资超1600亿元，2021年产值超1300亿元，成为全市首个千亿级产值企业。2021年，岱山县规上工业增加值连续突破200亿元、300亿元大关，年均增长57.2%，领跑全省。长白岛：因地制宜 盘活岸线资源长白岛位于舟山西北部，岛内工业资源丰富。2013年，长白乡、小沙镇撤并成立小沙街道。近年来，小沙街道因地制宜借力长白岛 北部临港工业带优势，全面盘活长白可开发的人文、土地、岸线资源，不断推动长白岛各项产业有序发展。据统计，其2021年产值共计可达 9亿元，为岛上居民提供近千余个就业岗位，带动近 5000余名流动人口入驻。并积极对接开展立体现代化滨海农业生态示范园、长白岛新型智慧农业生态循环产业园等多个项目。此外，长白岛坚持“一镇一品牌、一村一特色”的打造理念，因地制宜提升海岛特色风貌，壮大渔农村集体经济。并在全 区首个试点运行长白岛幸福驿家海岛服务驿站。全面做到增强驻岛“获得感”，增进领土“归属感”，提升海岛“幸福感”。其中，位于长白岛中部的后岸余家古村落，2020年入选浙江省第八批历史文化（传统）村落保护利用重点村，以丰富历史人文、天然氧吧、山清水秀等优势成为游客游览长白岛的首选地。国际水产城：构架“未来市场” 引领专业农批市场转型升级从2020年底开始，舟山国际水产城启动数字水产城建设工程，把云计算、大数据、人工智能等尖端技术引入全产业链，从渔船卸货到运输交易全部实现智能化。昔日的水产品批发市场转身成为集活、鲜、冻、干水产品交易于一市，融旅游、尝鲜、购物等为一体的多功能复合型的国家级大型水产批发市场。现有经销商600余家，2021年交易量达90万吨、交易额170亿元，规模稳居全国同类市场之首。据普陀区人民政府介绍，接下来将聚焦共同富裕和渔业高质量发展，对标“全国统一大市场”和“全省数字化改革”建设方向，打造“普渔乐”渔业综合服务平台，做好“一条鱼全产业链”文章,迭代升级舟山国际水产城“东海渔云仓”场景，重点围绕市场智慧化治理、产业链高效协同、数据价值化应用的三大目标建设“未来市场”，引领专业农批市场转型升级。其中未来市场将针对国内初级水产品尚无标准化的行业痛点，通过专业机构协同建立水产品ISO9001认证体系，建立健全质量分级制度，利用区块链技术，逐步实现从船头至餐桌的全链条溯源。黄杨尖村：“一地四金” 振兴乡村奔共富黄杨尖村位于舟山普陀区展茅街道。形成乡村复合业态的同时，探索形成土地流转的租金、股份分红得股金、家庭经营得现金、劳动就业得薪金的“一地四金”共富机制。据悉，展茅街道财政每年配套1000万元用于补助成长性高、效益性好、带动性强的村级集体经济发展项目。确保村集体经济年经营性收入同比增长5%以上。2021年，黄杨尖村与田园综合体共接待游客17万人次，旅游总收入近2000万元。2021年，村集体经济总收入达70.1万元，同比增长24％，辐射带动周边农户就业致富，户均增收1万元以上。2022年，黄杨尖村将全力推进未来乡村建设，加大乡村特色产业导入力度，提升乡村经营能力，构建“数字+产业+治理+运营”的未来乡村共富网，加快走出一条市场化、可持续、群众可感的建设路子。嵊泗县花鸟岛：岛以旅兴 民以文美浙江省嵊泗县花鸟乡以岛立乡，区位受限。近年来，花鸟乡深研共富理论、大胆探索共富之路，实现了从默默无闻的边缘海岛向省市聚焦的美丽海岛、旅游胜地的华丽嬗变。据悉，花鸟乡先位实施渔村风貌重塑，在保留原始肌理的基础上，以“百年灯塔·艺术花鸟”为主题，全面布局“一主题两湾三带四点五区”规划，赢得旺季饱和的市场反馈，并先后获评全国乡村旅游重点村、中国美丽休闲乡村、国家4A级景区等称号。2021年接待游客5.27万人，实现旅游收入0.79亿元，分别比2016年增长4.36倍和5.04倍。旅游定制注入文旅活性的基础上，花鸟岛坚持“一岛一公司一平台一规则”的运营模式，凭借集约租赁普惠发展红利，引入国有资本、社会资本、返乡青年投资发展海岛民宿产业，目前全岛68家民宿，营运收入达2589.6万元，民宿平均收入达到40万元。如今，村级集体经济从白板村到现在年均经营性收入50万元以上，实现了薄弱村的全面脱贫。同时成功抵御2021年疫情下行压力，旅游收入不降反升，成功走出了一条“岛以旅兴、民以文美”的海岛共同富裕特色路子。风起正是扬帆时，这些变化正是舟山因地制宜、因岛施策，充分激发海岛发展潜能的缩影。岱山县、长白岛、国际水产城、黄杨尖村、花鸟岛……这不仅是舟山打造共同富裕路上的示范，更是舟山乘风扬帆勇于推进理论创新、制度创新、实践创新的掌舵盘。脚踏实地、久久为功，在这个新征程上，舟山将以解决地区差距、城乡差距和收入差距问题为主攻方向，依托地理优势，率先推进海洋经济质量效率动力变革，建设全球海洋中心城市，推动城乡区域协调融合发展，率先基本实现全生命周期公共服务优质共享，以排头兵的姿态为浙江高质量发展建设共同富裕示范区贡献舟山力量。展望2035年，舟山人均地区生产总值突破30万元，常住人口城镇化率达到80%左右。
岁月悠悠，海屋添筹。地小人稀，产业缺乏没能制约舟山不断向好的经济状况，也丝毫撼动不了当地政府“常富于民”的决心。如果说近两年舟山经济平均增长10.3%，人均GDP12.86万元是舟山高瞻远瞩，鉴来知往，以富民为纲要，不断充实平衡经济结构的生动写照，那么这次“小岛你好”——海岛共富行动就是为全国探索共富之路呈上的一份鲜活“脚本”。
2022年6月，舟山市委、市政府在新城东昇广场北侧举行“小岛你好”——海岛共富行动启动仪式，拉开了舟山为全国海岛共同富裕探索新路径的序幕。舟山位于浙江省东北部，踞中国南北沿海航线与长江水道交汇枢纽，是长江流域和长江三角洲对外开放的海上门户和通道。
舟山市发改委负责人介绍，海岛资源是舟山的独特优势，是向海而生、向海图强的新空间和新亮点。实施“小岛你好”——海岛共富行动，进一步激发海岛发展内生动力，全面展现各美其美、岛岛共富的新图景，走出一条具有海岛韵味、舟山气质的共同富裕路径。旨在通过3年行动，打造30个美丽海岛，成为浙江省高质量发展建设共同富裕示范区的“金名片”，成为中国的“海岛版”诗与远方，成为全球海岛地区发展的最佳实践。2021年，舟山市实现地区生产总值1703.62亿元，比2020年增长8.4%，增速亮眼。2021年宁波舟山港货物吞吐量达到12亿吨，稳居全国第一。岱山县：“大桥时代” 建设现代化“富美”新城2021年12月29日，全长25.7公里的舟岱大桥正式通车，这意味着岱山彻底结束了长期以来不通陆路的历史，正式跨入“半岛时代”。抢抓舟岱大桥通车运营的利好，岱山因地制宜、发挥优势，催生新产业、新业态、新模式，聚焦石化新材料、清洁能源、现代服务业三大主导产业方向，驱动高质量开放发展新引擎。今年一季度，岱山实现GDP总量136.2亿元，实现规上工业总产值585.09亿元，增速均居全省前列。今年4月30日，燕窝山码头的启用，又为舟山北向车客水陆运输转换枢纽节点北移岱山迈出了重要一步。“今后，该码头将成为北向沟通上海、嵊泗的重要水陆交通枢纽。”岱山县交通运输局相关负责人表示。其中，位于岱山县鱼山岛的鱼山绿色石化基地，作为国内炼化装置中单体规模最大、国内一次性投资建设规模最大石化产业的单体项目，目前浙石化项目一期稳定运行、二期基本建成，累计投资超1600亿元，2021年产值超1300亿元，成为全市首个千亿级产值企业。2021年，岱山县规上工业增加值连续突破200亿元、300亿元大关，年均增长57.2%，领跑全省。长白岛：因地制宜 盘活岸线资源长白岛位于舟山西北部，岛内工业资源丰富。2013年，长白乡、小沙镇撤并成立小沙街道。近年来，小沙街道因地制宜借力长白岛 北部临港工业带优势，全面盘活长白可开发的人文、土地、岸线资源，不断推动长白岛各项产业有序发展。据统计，其2021年产值共计可达 9亿元，为岛上居民提供近千余个就业岗位，带动近 5000余名流动人口入驻。并积极对接开展立体现代化滨海农业生态示范园、长白岛新型智慧农业生态循环产业园等多个项目。此外，长白岛坚持“一镇一品牌、一村一特色”的打造理念，因地制宜提升海岛特色风貌，壮大渔农村集体经济。并在全 区首个试点运行长白岛幸福驿家海岛服务驿站。全面做到增强驻岛“获得感”，增进领土“归属感”，提升海岛“幸福感”。其中，位于长白岛中部的后岸余家古村落，2020年入选浙江省第八批历史文化（传统）村落保护利用重点村，以丰富历史人文、天然氧吧、山清水秀等优势成为游客游览长白岛的首选地。国际水产城：构架“未来市场” 引领专业农批市场转型升级从2020年底开始，舟山国际水产城启动数字水产城建设工程，把云计算、大数据、人工智能等尖端技术引入全产业链，从渔船卸货到运输交易全部实现智能化。昔日的水产品批发市场转身成为集活、鲜、冻、干水产品交易于一市，融旅游、尝鲜、购物等为一体的多功能复合型的国家级大型水产批发市场。现有经销商600余家，2021年交易量达90万吨、交易额170亿元，规模稳居全国同类市场之首。据普陀区人民政府介绍，接下来将聚焦共同富裕和渔业高质量发展，对标“全国统一大市场”和“全省数字化改革”建设方向，打造“普渔乐”渔业综合服务平台，做好“一条鱼全产业链”文章,迭代升级舟山国际水产城“东海渔云仓”场景，重点围绕市场智慧化治理、产业链高效协同、数据价值化应用的三大目标建设“未来市场”，引领专业农批市场转型升级。其中未来市场将针对国内初级水产品尚无标准化的行业痛点，通过专业机构协同建立水产品ISO9001认证体系，建立健全质量分级制度，利用区块链技术，逐步实现从船头至餐桌的全链条溯源。黄杨尖村：“一地四金” 振兴乡村奔共富黄杨尖村位于舟山普陀区展茅街道。形成乡村复合业态的同时，探索形成土地流转的租金、股份分红得股金、家庭经营得现金、劳动就业得薪金的“一地四金”共富机制。据悉，展茅街道财政每年配套1000万元用于补助成长性高、效益性好、带动性强的村级集体经济发展项目。确保村集体经济年经营性收入同比增长5%以上。2021年，黄杨尖村与田园综合体共接待游客17万人次，旅游总收入近2000万元。2021年，村集体经济总收入达70.1万元，同比增长24％，辐射带动周边农户就业致富，户均增收1万元以上。2022年，黄杨尖村将全力推进未来乡村建设，加大乡村特色产业导入力度，提升乡村经营能力，构建“数字+产业+治理+运营”的未来乡村共富网，加快走出一条市场化、可持续、群众可感的建设路子。嵊泗县花鸟岛：岛以旅兴 民以文美浙江省嵊泗县花鸟乡以岛立乡，区位受限。近年来，花鸟乡深研共富理论、大胆探索共富之路，实现了从默默无闻的边缘海岛向省市聚焦的美丽海岛、旅游胜地的华丽嬗变。据悉，花鸟乡先位实施渔村风貌重塑，在保留原始肌理的基础上，以“百年灯塔·艺术花鸟”为主题，全面布局“一主题两湾三带四点五区”规划，赢得旺季饱和的市场反馈，并先后获评全国乡村旅游重点村、中国美丽休闲乡村、国家4A级景区等称号。2021年接待游客5.27万人，实现旅游收入0.79亿元，分别比2016年增长4.36倍和5.04倍。旅游定制注入文旅活性的基础上，花鸟岛坚持“一岛一公司一平台一规则”的运营模式，凭借集约租赁普惠发展红利，引入国有资本、社会资本、返乡青年投资发展海岛民宿产业，目前全岛68家民宿，营运收入达2589.6万元，民宿平均收入达到40万元。如今，村级集体经济从白板村到现在年均经营性收入50万元以上，实现了薄弱村的全面脱贫。同时成功抵御2021年疫情下行压力，旅游收入不降反升，成功走出了一条“岛以旅兴、民以文美”的海岛共同富裕特色路子。风起正是扬帆时，这些变化正是舟山因地制宜、因岛施策，充分激发海岛发展潜能的缩影。岱山县、长白岛、国际水产城、黄杨尖村、花鸟岛……这不仅是舟山打造共同富裕路上的示范，更是舟山乘风扬帆勇于推进理论创新、制度创新、实践创新的掌舵盘。脚踏实地、久久为功，在这个新征程上，舟山将以解决地区差距、城乡差距和收入差距问题为主攻方向，依托地理优势，率先推进海洋经济质量效率动力变革，建设全球海洋中心城市，推动城乡区域协调融合发展，率先基本实现全生命周期公共服务优质共享，以排头兵的姿态为浙江高质量发展建设共同富裕示范区贡献舟山力量。展望2035年，舟山人均地区生产总值突破30万元，常住人口城镇化率达到80%左右。
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