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  • 你了解IT-M3300电子负载关于节能减排的功效吗?

    你了解IT-M3300电子负载关于节能减排的功效吗?

    什么是IT-M3300电子负载?它有什么作用?近日,国家能源局研究制定了《2020年能源工作指导意见》,确定今年要完成西部地区超低排放改造。 随着国家政策的不断加大,节能减排已经成为每个企业的重点解决问题。尤其是电子企业,一方面因为市场竞争激烈,为了确保产品质量,产品都要进行长时间(24-72小时不等)老化试验,大量传统的热耗型电子负载以几到十几千瓦的功率不舍昼夜的工作,消耗着庞大的电力。另一方面,庞大的电费支出和节能减排的环保要求又要求企业不得不作出改变。因此,可以回收电能的回馈型电子负载成为了大量电子企业的新宠,可以帮助企业很好的解决这个难题。 我们知道电子产品出厂前均需要进行负载老化与试验。传统的方法是采用电阻进行能耗放电,这一方面会消耗大量的电能,另一方面会大大增加输配电设备的容量,同时释放的热量会增加空调的负担。 通常而言,负载具有负效率特性、影响了工作环境质量和电力开销。其中最大的问题就是电量的浪费。比如,一个典型的100路800W的老化测试系统就要消耗超过80KW才能够提供测试功能。 尤其面对小功率产品比如电源模块、半导体的老化测试,市面上动辄几KW的回馈负载就不能满足测试需求,而艾德克斯的IT-M3300系列小功率回馈式直流电子负载很好的填补了这一产品空白,既能模拟各种负载特性,又能将电能无污染的回馈电网,½U的体积内可提供高达800W的功率吸收。 IT-M3300系列在测试电能的同时,内部的微逆变器将电能几乎无损失地送回电网,转换效率最高可达90%,大大降低了用户的用电成本,同时也避免使用空调或昂贵的制冷系统,减少噪音。据初步估算,一套100路的IT-M3300老化测试系统每年可以节省近40万元电费,同时还可以减少300吨的CO2排放量,符合国家节能减排的环保要求。 IT-M3300 系列采用灵活的模组式架构,可以满足客户的不同电流功率的测试需求。同时具备高精度的输出和量测,并且针对测试做了多项安全设计,适合用于各种类型电池放电、多通道电源、半导体老化等多个测试领域。以上就是IT-M3300电子负载解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-12 关键词: 节能减排 艾德克斯 it-m3300

  • 如何提高LED灯技术?

    如何提高LED灯技术?

    现在大街上随处可见的LED显示屏,还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到生活中的每一个角落。LED灯是目前最节能的绿色环保电光源,自然成为照明节能减排的主要选项,随着LED灯成本与价格的逐渐降低,其普及的速度也在加快。 降低LED灯的成本 LED芯片占据LED灯成本的主要部分,因而降低LED的成本的主要途径就是降低LED芯片的成本。LED芯片技术发展的关键在于基底材料和外延生长技术。基底材料由传统的蓝宝石材料、硅和碳化硅,发展到氧化锌、氮化镓等新材料。在短短数年内,借助于包括芯片结构、表面粗化处理和多量子阱结构设计在内的一系列技术改进,LED在光效方面实现了巨大突破。 硅基底成本很低,技术在不断进步中,但目前发光效率还不满意,如果保持这种发展速度,一旦达到较高水平,则硅基底成为最主要的技术方案成为必然的选择,企业也将获得巨大的经济回报。 提高LED灯的光效 提高光效还可以从提高有效光线的比例入手。薄膜芯片技术能够减少各侧面的光输出损耗,借助底部的反射面使97%以上的光线从正面输出,使得电能转换得到的光线绝大部分都是有效光线,不但显着提高LED的光效,还为透镜设计创造了优越的便利条件。薄膜芯片技术是目前超亮LED芯片生产中的核心技术。 提高LED灯的显色性 在高亮度白光LED中,一小部分蓝光发生斯托克斯位移后具有更长的波长。这是好事情,因为这使得LED灯厂商可以使用许多不同颜色的荧光粉层,从而扩展发射光谱,有效地提高LED的显色指数(CRI)。采用荧光粉的白光LED获得的高CRI是有代价的,因为斯托克斯位移会造成白光LED的效率低于单色LED的效率。不过对于大多数照明应用而言,宁愿选用高CRI而效率略低的LED灯。 提高LED灯电源的效率 不管是做限流型恒流控制的电源,还是运放控制的恒流电源,都要解决供电问题。即开关电源芯片工作的时候是需要一个相对稳定的直流电压为其芯片供电的,芯片的工作电流从一个MA到几个MA不等。象FSD200,NCP1012,和HV9910,此种芯片是高压自馈电的,用起来是方便,但高压馈电,造成IC热量的上升,因为IC要承受约300V的直流电,只要稍有一点电流,就算一个MA,也有零点三瓦的损坏耗了。一般LED电源不过十瓦左右,损失零点几瓦一下就可以将电源的效率拉下几个点。典型的象QX9910,用电阻下拉取电,这样,损耗就在电阻上,大约也得损失它零点几瓦吧。还有就是磁耦合,就是用变压器,在主功率线圈上加一个绕组,就象反激电源的辅助绕组一样,这样可以避免损掉这零点几瓦的功率。这也是为什么不隔离电源还要用变压器的原因之一,就是为了避免损失那零点几瓦的功率,将效率提几个点。 提高LED灯系统可靠性 LED的整体效率、使用寿命和可靠性必须通过系统优化才能得以提升。光源:紧凑、高效,选择合适的颜色和输出功率。控制和驱动:使用电子电路实现LED的恒流驱动和控制。热管理:若要达到更长的使用寿命必须控制LED节点温度,散热模型计算与新材料新工艺的运用是LED灯技术热点。光学元件:透镜、反射器或导光板材料是将光线聚焦在目标区域或分散在四周,这要根据设计需求而定。随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高,LED灯的应用将越来越广泛。 特别是随着全球性能源短缺问题的日益严重,LED灯将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的必然选择。此外,在室内灯具设计方面,LED将趋向智能化、多样化和艺术化。现在的LED灯或许会有一些问题,但是我们相信随着科学技术的快速发展,在我们科研人员的努力下,这些问题终将呗解决,未来的LED一定是高效率,高质量的。

    时间:2019-10-15 关键词: 节能减排 led灯 电源技术解析 芯片成本

  • 非接触供电技术在LED发光设备的应用

    非接触供电技术在LED发光设备的应用

    繁华的城市离不开LED灯的装饰,相信大家都见过LED,它的身影已经出现在了我们的生活的各个地方,也照亮着我们的生活。现有的LED发光标志牌、LED照明产品等,通常采用有线方式供电、充电。因而需要通过接口和导线进行有线方式供电、充电,需要在发光标志牌、照明设备上安装接口及导线,导致设备整体防水、防漏气性能低且不可靠。 无法长期使用、安装、储存在恶劣的环境中,如水中、矿井中或者连续潮湿的环境中。本文探究非接触供电技术应用于LED发光设备可行性,把非接触供电系统的电能接收端置入到LED发光设备内。选择适当的LED驱动技术,设计能进行非接触供电或充电的LED发光设备。该LED发光设备具有移动性、高度防水性、高度隔离性,适用于水下作业、矿井作业、抗洪救灾等特殊场所的安全标志牌与照明。 1应用实例 1.1LED发光标志牌 本文设计的非接触供电LED发光标志牌(如图2所示),它由内部非接触供电电能接收单元、充电电池、LED、LED驱动电路、系统控制电路、柔性电路板、外封装透明胶套构成。外部由非接触供电电能发送单元及电源构成。 (1)电能发送单元 由国内明天科技有限公司研发生产的VOX330MP05S和VOXRIOD是近距离下的非接触供电芯片组,解决了长期以来不能解决的空振高压问题,使输出电压基本维持在一个相对稳定的电压范围内。 VOX330MP05S是一款专门针对市电电源的非接触供电的大功率发射模块芯片,可以将市电整流后直接给芯片供电,工作电压范围大,最低可低至IOOV,最高电压至400V,具有高达1A的电流发射能力,典型工作电路(如图3所示)。Ic内部建有振荡、基准电压、脉宽调制、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路,完全符合电磁共振的特殊要求;V0x330MP05s自身功耗小,输出电流大,发射效率高达70%以上;芯片内设自动限流电路,电路在空载时电流很小,而在大负载时的输出能力可达空载时的十倍以上;VOX330MP05S外围电路简单,主要元件只有一个电阻、一个电容和~个线圈,因此使用方便。配合相应的接收模块同时使用,就能实现非接触供电。   图3电能发送单元   (2)电能接收单元 VOXRl0是一款专门针对VOX系列的非接触供电发射模块设计的配套接收模块芯片,可以为接收电路提供一个相对稳定的中心电压。VOXRIO内部建有基准电压、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路,完全符合电磁共振的特殊要求;而且自身功耗小,输出电流大,接收效率高达80%以上;芯片内设自动限压电路,电路在空载时电流很小。VOXRl0外围电路简单,主要元件只有一个电容、一个二极管和一个线圈,因此使用方便。 电能发送单元发射电磁波,内部电能接收单元接收该电磁波并转换为交流电后经整流滤波成直流电对电池进行充电。一个电能发送单元可以对多个内部电能接收单元发射电磁波进行充电。充电电池一般用锂电池,但锂电池稳定性较差,在有易燃易爆气体及物品的环境中采用镍氢等电池。 (3)LED电路 一个LED与一个电阻串联后组成一个基本单元,若干个基本单元之间可以采用串联、并联、混联的方式进行连接;多个LED以阵列的形式安装在一块平面上组成LED点阵屏,点阵屏有各种颜色,分为单色、双色、三色。把LED呈矩阵状均匀布满于柔性电路板上,可以排列组合成指标或警示性的图标发光显示。 LED控制电路采用微处理器控制电路,以遥控控制系统、触摸控制系统、轻触开关来控制系统实现,简单的可以直接用微型按钮开关控制电源。LED驱动电路可采用分立元件驱动电路、集成驱动电路。 (4)封装 外封装透明胶套用于保护整个非接触供电式LED发光标志牌的电路,把整个非接触供电LED发光标志牌电路牢靠包封在外封装透明胶套内,无任何接口,因此本文所述的非接触供电LED发光标志牌具有高度可靠的防水、防漏气性能。本标志牌还可以根据用户需要,制做成不同形状,进行单面、双面、多面发光显示。 1.2LED矿灯 据有关资料统计,煤矿井下瓦斯爆炸事故有三分之一以上是矿灯故障引起的,这主要是由于矿灯所使用的白炽灯泡存在的缺陷所造成的。而LED矿灯解决了白炽灯泡的安全隐患,在煤矿上大量推广使用。LED矿灯在节能、安全性、易用性等方面与采用白炽灯的矿灯相比都有较大改进,但还存在着以下问题需要解决。 矿井下潮湿、多水、空气混浊、灰尘大,LED矿灯采用了镍氢电池或锂电池为电源,LED发光二极管为光源,这些元件一但进水、进入灰尘后就易损坏,甚至报废。闭锁螺丝受潮后会生锈,难以卸掉,须将螺栓废掉,浪费材料费和工时。充电接口经常进灰堵塞,尤其水泥进到充电接口凝固后就很难去掉,影响LED矿灯充电,严重的就可能报废。 本设计把电能接收端置入LED矿灯,用透明胶套把LED矿灯牢靠密封,采用非接触供电技术,就可以解决上述问题。提高了LED矿灯的使用寿命、防爆性能、抗静电性能,降低了LED矿灯的报废率,减少了维修量,增加了实用性和安全可靠系数。 2系统分析与构成 对使用非接触供电技术的LED发光设备的设计,要从三个角度考虑完成系统的设计:一是从器件的选择、电路设计上尽可能的提高系统的效率;二是嵌入非接触式的RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术,实现ID认证机制,保证系统的安全;三是采用MCU(MicroControlUnit,微控制器)作核心的部分,产生驱动电路所需的振荡频率,同时也需要控制RFID组件与电能接收端进行信息交互。使供电端与用电端可以用一对一、一对多、多对一、多对多和网络分布方式供电。 系统由供电部分及工作部分组成(如图4所示)。供电部分由MCU和供电单元组成,MCU通过RFID发射单元检测负载位置的情况,当负载存在时,开通供电单元,进行供电。工作部分由MCU、与电能发送端相对应的RFID组件、LED单元、受电单元和充电电池组成,受电单元主要实现电能的接收,受电线圈接收电能,通过整流、滤波处理后向电池和LED单元供电。MCU的外围电路包括复位电路、参考电压电路、串口下载电路、电源与接地、按键、报警等。系统的人机对话界面,通过显示模块来实现。工作部分、供电部分、供电管理、按键、显示等功能都由MCU进行控制。     图4用非接触供电技术的LED发光设备结构框图 实现使用非接触供电技术的LED发光设备的方案是上述的整合,即两部分构成,分别为接220V交流电的电能发送端和给LED发光设备电池充电的电能接收端。将待充电LED发光设备放到充电器上,打开设在电源端的充电开关,电能发送端发出验证信息,电能接收端收到验证信息后发出确认信息,身份验证通过后,则控制驱动电路开始工作,实现电能的传输。 结束语 对使用非接触供电技术的LED发光设备的设计,首先应设定系统预计达到的各项指标,作为测试使用非接触供电技术的LED发光设备理论依据。通过不断的测试系统、分析测试结果,提出改进措施,最终使系统达到预设指标。要考虑LED光学特性,发挥LED色彩多样性的特点,设计出合理的供电电源及控制电路,提高LED发光设备的稳定性,提高电源的效率。控制电路要向集中控制,模块化,系统可扩展性方面发展设计等。 由于方便、完全密封等特点,此类使用非接触供电技术的LED发光设备将会有很大的应用空间。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2019-10-11 关键词: 节能减排 电源技术解析 半导体照明 发光设备

  • LED非接触供电技术

    LED非接触供电技术

    繁华的城市离不开LED灯的装饰,相信大家都见过LED,它的身影已经出现在了我们的生活的各个地方,也照亮着我们的生活。非接触供电技术的特点是供电端与用电端无需任何物理上的连接,就可以把电能传输给用电端。利用电磁波进行毫米到厘米级范围的近距离非接触供电系统已经得到应用。 如电动车辆、深水作业、机器人、矿山机械、电动牙刷、手机和笔记本等移动设备,甚至在植入人体的电子医疗器件也采用了这一技术供电、充电。因此,近距离非接触供电技术有着广泛的应用前景。基于电磁感应原理的非接触供电技术,综合利用电力电子技术、磁场耦合技术、大功率高频变换技术,借助现代控制理论和方法,实现了传输电能系统和用电设备的隔离,使两者之间没有电的直接接触,很好地满足了特种应用场合的需要,提高了电能传输的安全性和可靠性。因此,非接触供电技术是一种安全、可靠、灵活的电能接入新技术。 1基本原理 非接触供电系统包括电能发送单元和电能接收单元两部分。电能发送单元主要由交直流电源电路、功率放大输出电路、驱动电路、振荡电路、基准电压电路、控制保护电路以及发射线圈L1(变压器初级)组成;电能接收单元主要包括接收线圈L2(变压器次级)、高频整流滤波电路和负载组成(如图1所示)。     图1非接触供电系统结构图 非接触供电系统工作时输人端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用直流电端直接为系统供电,直流电通过振荡电路逆变转换成高频交流电经功率放大输出电路放大供给发射线圈L1.通过发射线圈L1与接收线圈L2耦合电能,接收线圈L2输出的电流经高频整流滤波电路变换成直流电提供给负载。 2特性和缺陷 基于电磁感应原理的非接触供电技术,发射线圈和接收线圈必须有谐振频率一致的电磁共振,才能传输电能,而具有以下主要特性和缺陷:电磁共振以“电一磁一磁一电”的方式实现电能的传递,而且是一个开放的系统,必然存在着电磁辐射和能量的损耗,因此,近距离的实际效率很难超过80%,远距离的状态下,效率可能很低。因此,不符合节能的概念。 电磁能与距离的关系为电场强度与距离的二次方成反比,磁场强度与距离的四次方成反比。单纯的电磁共振是不可能长距离传输的。通常在1米处,效率不超过l%.因此,只能在近距离内使用,一般不超过10厘米。 电磁共振可以穿透非金属,却不能穿透金属。利用这个特性,可以制造出即时充电或即时供电的电器,在移动性、防水性和隔离性等方面有突出的表现,同样可以应用这个特性,来解决其自身的电磁干扰问题。选择一个适当供电频率使系统产生共振,则电能发射端的电磁波频段对正常的通信、广播没有干扰或干扰较小,对人体或其他生物不构成伤害,符合安全指标。 在几个厘米以内的近距离的电磁共振中,还存在着空振高压问题:接收电路在负载时的电压与空载时的电压相差悬殊,往往是数倍甚至是十倍以上,致使接收电路在空载时,由于电压的大幅度升高,将负载电路烧坏。是目前电磁共振的非接触供电技术难以实用的一个重要因素。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2019-10-11 关键词: 节能减排 电源技术解析 半导体照明 led产业

  • 无污染和环保的LED

    无污染和环保的LED

    现在大多数人都已经知道,LED是一种节能减排的新光源。现在大街上随吃可见的LED显示屏,还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到生活中的每一个角落。但是还有一个很大的优点却经常被忽略,那就是无污染和环保。我们知道汞是一种极其有毒的物质,然而几乎大多数目前采用的高效电光源中都含有汞,各种电光源的含汞量如下表所示:     而汞的沸点很低,在常温下可蒸发。一支废旧丢弃光源破碎后,立即向周围散发汞蒸气,瞬间可使周围空气中的汞浓度达到10-20毫克/立方米,超过国家规定的汞在空气中最高允许浓度(为0.01毫克/立方米)的1000至2000倍。,根据美国斯坦福大学对汞的研究指出,1毫克汞足以污染5454.5公斤饮用水,使之达不到安全的饮用标准。汞所造成空气和水质污染的后果非常严重,被水中生物食用以后就会生成CH3Hg,这是一种剧毒物,只要半耳勺就能致人于死命。汞本身会破坏中枢神经系统,它所造成生殖缺陷的效应也是十分严重的,汞也可以损害肾脏和肝脏,在剂量足够的条件下甚至可以导致死亡。 汞能够以不同的方式在泥土中、水流中、甚至大气层、食物链中转移。因此,持久性、易迁移性和高度的生物富集性,使得汞成为目前全球最引人关注的环境污染物之一。历史上最严重的汞中毒事件要算是日本的水俣病事件了,当时因为水俣湾的水被汞污染而死去数百人之多。现在日本政府吸取了教训,要求把所有的废弃日光灯必需进行有毒物质的处理,从而要求购买普通日光灯的人必需多付一倍的价钱来预支这种有毒物质处理费。 最近中国政府免费发放了1亿支节能灯,虽然最近国外特制的低汞节能灯的含汞量可以降低到5mg以下(还不知道中国政府发的是不是这样的低汞节能灯),但是丝毫也没有降低其危害性,因为一支这样的低汞节能灯的含汞量就足以污染27.27吨饮用水。而1亿支节能灯足以污染27亿吨水,相当于全国人民好几年的饮水量。 因为中国没有专门的回收机构和回收法规,所以大多数日光灯和节能灯都是和普通垃圾一样掩埋,而不论日光灯还是节能灯都是采用极其易碎的玻璃作为外壳的,所以其中的汞一定是会跑出来的,而且由于汞的比重很高,很容易下沉而渗透到地下水中,然后被人畜饮用。其后果是不堪设想的。尤其是广大人民群众对汞的危害性几乎都一无所知。下面一张照片是作者在上海徐家汇闹市区的一个公交车站所拍摄的,图中是一个被打碎了的广告牌,日光灯的玻璃碎片一大堆,而且作者每天走过那里,居然2个多星期无人处理。可见有关部门对于日光灯破碎后的危害性也是一无所知。 此外,所有利用汞蒸汽发光的电光源中,都是利用电子轰击汞蒸汽而产生紫外线。这种紫外线也是一种环境污染。其主要波長 2537 埃 =2537x10-10m =253.7nm,称为 UV-C紫外线。消耗的电能約 60% 可以转换为紫外线,其他的能量(約 40%)則转换为热能。藉由灯管內表面的螢光物質吸收紫外光后释放出可見光。不同的螢光物质会发出不同的可見光。一般「紫外光」转换为「可見光」的效率約为 40% 。因此日光燈的效率約为 60% x40% = 24% 大約为相同功率鎢絲电灯的三~五倍。也就是说还有100%-(40% + 24%)=36% 的紫外线未被转換成其他能量而直接輻射在玻璃管壁。 36% 的紫外線通過玻璃灯管壁大約衰竭 94% ,所以可能會有 36 % x6%=2.16% 的 UV-C通過玻璃灯管。 UV-C 对人体已经算是 Deep UV,伤害極大。美国GE 奇異公司建议人类曝晒于日光灯下不要超過 16 小時。紫外线对于人体的伤害是終生累积的总量。这对于那些爱美的女孩子是至关重要的。 不仅如此,节能灯和日光灯还有微波辐射。有一位台湾学者实测了他家里节能灯的微波辐射。结果如下,在不开灯时,在0.5-3GHz频宽范围内,屋里测出的微波辐射为每平方公分0.011微瓦(0.011μW/cm2),开一盏60W的白炽灯后,微波值不变;换成一盏15W的节能灯以后,微波值高达每平方公分50微瓦(50μW/cm2),是白炽灯的5000倍。再换成一盏26W的节能灯,其微波辐射值高达每平方公分100微瓦(100μW/cm2),是白炽灯的10000倍,几乎比手机还要高。而国家的微波卫生标准为50微瓦/cm2,所以已经超过了国家的微波卫生标准。 而15瓦节能灯的电磁波强度约为70毫高斯,26瓦节能灯的电磁波强度为80毫高斯。60瓦白炽灯则几乎为0。因为日光灯和节能灯的机构是完全一样的,所以日光灯的微波辐射只会高于节能灯,而决不会低于节能灯。而这种微波辐射会引起头昏脑涨的感觉。至于还会引起什么疾病还不得而知。日本人的研究表明长期在电脑前工作的人,得青光眼的概率要比其他人高一倍,要知道电脑的液晶显示器也是用类似于日光灯的冷阴极荧光灯作为背光的。 而LED灯是一种完全不含汞的全环保产品,而且也没有紫外线辐射,只是其驱动电源有极低的微波辐射。采用这种新光源完全杜绝了各种污染,因此可以称为真正的“绿色光源”。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2019-09-15 关键词: LED 节能减排 电源技术解析 新光源

  • 电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保(下)

    电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保(下)

    《电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保》的上篇介绍了:典型的电动/混动汽车高压PD IGBT/FRD方案、牵引逆变器方案、OBC及DC-DC方案和高压辅助电源方案。以下是《电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保》的下篇,敬请阅读。 48 V方案 48 V双电压结构是在汽车迈向纯电动的进程中衍生出的一种新兴技术,能比12 V电池驱动更高的功率负载,实现更高的能效和降低排放。 针对48 V皮带起动机(BSG),关键器件有80 V至100 V 分立MOSFET、APM17/15 半桥模块、半桥门极驱动器、电流检测放大器和运放。针对48 V-12 V DC-DC转换器,关键器件有80 V/ 100V MOSFET用于buck-boost 开关、30V/40V MOSFET 用于OR-ing 和安全关断、半桥 MOSFET驱动器和电流检测运放。采用48 V电机的辅助负载主要有增压器、减摇系统、EPS、发动机散热风扇、水泵、空调压缩机等,关键器件有80 V/100 V MOSFET、MOSFET 模块、门极驱动器、电流检测放大器、LDO、DC-DC、系统基础芯片(SBC)、CAN 接口。 安森美半导体提供广泛的中低压MOSFET阵容,并具有世界最好性能的内核封装技术,如TOLL、Power88、SO-8FL、u8FL,比传统的封装如D2PAK、DPAK、SOT-223等实现更低阻抗、更低电感和更小占位,可充分发挥大电流密度能力,改善散热性,提高功率密度。公司广泛的封装阵容确保在40 V至100 V的中低压MOSFET每一击穿电压都有全球最低的导通电阻率。 采用模块方案可减少整体系统尺寸和成本,简化热设计。安森美半导体用于48 V中度混动汽车的APM方案阵容主要有APM20、APM17、APM15、APM19和APM11,基于DBC的结构,根据电动压缩机、电动增压器、起动发电一体机(ISG)、BSG、EPS等不同系统的不同功率需求和电压等级,用于不同的拓扑。 【图4:APM 方案用于48 V 中度混动汽车】 电流检测方案 电流检测很重要。安森美半导体提供广泛的低边及高边检测的单、双向电流检测放大器阵容,具有领先的高集成度和高精度,如NCV21xR 26 V电流检测放大器特别适用于车载充电器、动力总成、车身控制和安全的电机控制系统、信息娱乐、照明等电动/混动汽车应用。 汽车照明 车灯有助于打造汽车个性化外型,和在主动安全发挥重要作用,如某个牌子的车,车灯转向时,有亮丽、酷炫的效果,带给用户不一样的用户体验。这些都是通过智能的车灯控制系统实现的。安森美半导体在车灯控制方面有非常丰富的产品,包括LED前大灯、自适应前照灯和矩阵光束大灯、尾灯、防滑系统和迎宾尾灯、内部RGB等。比如说前灯,第四代已经在开发当中,是高电压、高功率的产品,可以实现刚才提到带有控制功能的、做出一些复杂图案的灯光控制。 电子保险丝(eFuse) 随着汽车增长的功能电子化,设计中还需要考虑使用eFuse和SmartFET实现诊断和保护功能。eFuse模仿机械保险丝的行为,通过跳闸,进入电流限制模式,并使用可控的热阻以关断,可自复,还包含额外的控制和诊断功能。SmartFETs被优化用于车内的许多地方,如发动机控制模块(ECM)、车身控制模块(BCM)等。安森美半导体的SmartFETs和eFuse通过使用先进的功能来延长器件使用寿命,且不再需要人工替换继电器或保险丝,满足对更高质量和可靠性的要求,从而使车厂能够创建对任何故障事件立即作出响应的配电网。 总结 安森美半导体是唯一能提供全面的电动动力总成方案、和少数同时具备硅、SiC技术的供应商,提供全面的高性能、高能效、通过汽车认证的功率分立半导体和模块,以及最先进的封装技术,和可根据客户需求定制方案,并不断创新,推进汽车智能化、电动/混动汽车、48 V汽车功能电子化进程,帮助汽车动力提升能效,促进节能减排。

    时间:2019-07-31 关键词: 节能减排 电动/混动汽车 48v双电压结构

  • 电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保(上)

    电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保(上)

    智能化、电动/混动汽车、48 V汽车功能电子化是当今汽车市场的重要趋势,配合着节能减排的目标前进发展。安森美半导体是唯一提供全面的电动动力总成方案、和少数同时具备硅、碳化硅(SiC)技术的供应商,并不断投资于先进的封装,应用于电动/混动汽车的主要电力系统如牵引逆变、车载充电(OBC)、电池管理、48 V、和高压辅助电源(如空调压缩机、油泵等)等。 【图1:安森美半导体汽车功能电子化方案阵容】 典型的电动/混动汽车高压PD IGBT/FRD方案 如图2所示,一台典型的电动/混动汽车主要包含的电力系统有主逆变、OBC、高压到低压DC-DC、辅助电源高压逆变(风机、泵及压缩机)、PTC加热器和电池管理(BMS)。主牵引逆变器将汽车高压电池提供的直流电流转换为负责产生驱动车辆前进所需的转矩的感应电动机所需的交流电流。OBC负责对车内的高压电池子系统充电。而许多执行各种辅助任务的车辆子系统,过去由12 V电池供电,现在正转向高压电池母线(通常是48V、400 V或800 V),主要由三相电机驱动,可以在更高的电压水平下更高效地运行。电池管理确保系统安全。 【图2:典型的电动/混动汽车高压PDIGBT/FRD方案】 牵引逆变器方案 电动汽车逆变器通常包含400 V或日渐流行的800 V 高压电池系统,要求功率半导体器件在600 V至750 V范围内,或900 V至1200V范围,其性能影响到车辆的整体能效,包括加速和驾驶里程。在选择逆变模块所需的电力电子器件时,必须仔细评估导通损耗和开关损耗,以实现车辆的目标传动系统性能。安森美半导体提供广泛的选择,包括分立IGBT、单面直接散热(SSDC)模块、双面散热(DSC)模块、SiC MOSFET、隔离门极驱动器、电流检测放大器、CAN收发器、低压降稳压器(LDO)、保护等。 1. IGBT分立方案 针对20至100 kW的逆变器,安森美半导体提供分立IGBT,如650 V/120 A的FGY120T65SPD-F085和650 V/160 A的FGY160T65SPD-F085,采用TP247封装,具有同类最佳的电气性、热性能、强固性、可靠性,符合AEC-Q101Rev. D,100% BVces HTRB,在100% 器件动态测试中具备强固的瞬态可靠性,导通损耗和开关损耗极低,已被美国、中国、欧洲和韩国电动/混动汽车客户广泛使用。与模块相比,分立方案具有成本、灵活设计和多源可用的优势。可通过并联不同数量的IGBT扩展输出功率,实现紧凑、极具成本优势的方案,非常适用于A0/A00汽车,功率等级<40kW,总线电压<200 V。制造工艺方面,参数分布严格,从而带来出色的并联工作性能。这些器件都在超过3倍额定电流(分别为380A 和500A)的条件下测试,开关速度快(dV/dt >10V/ns),从而实现在各种应用条件下强固的抗闩锁能力。 2. 模块 模块在逆变器中非常重要,可提高集成度和降低失效的可能性。针对40至200 kW,安森美半导体提供IGBT晶圆用于模块装配;针对100至190 kW,提供SSDC模块;针对60至200 kW,提供DSC模块。 3. SiC方案 如果有小型化,并且增加功率的需求,SiC是一个非常不错的技术,用于400 V和800 V电池时,逆变器的能效可分别增加65%和80%。推荐方案如安森美半导体的SiC MOSFET NVHL020N120。 4. 门极驱动 高压门极驱动器通常用以实现电气隔离和提供更多保护功能和先进的开关能力。如安森美半导体的NCV57000/001,在米勒平台电压下的源/汲电流达4 A/6 A,Galvanic Isolation 超过5 kV,可保持在1400 V 的工作电压,在1500 V的工作条件下抗共模干扰>100 kV/us,典型传输延迟80 ns, 有软关断功能以抑制尖峰电压,通过可编程延迟可去饱和检测,短路期间有IGBT门极钳位功能,米勒钳位汲电流高,提供欠压锁定(UVLO)保护,可有效地降低导通损耗,并提供更优的抗辐射干扰。 OBC及DC-DC方案 典型的OBC由多个级联级组成,即输入整流、功率因数校正(PFC)、DC-DC转换、隔离、输出整流和输出滤波。推荐超结MOSFET、APM16模块和SiC方案。 1. 超结MOSFET (SuperFet) SuperFet有3个版本:快速驱动(FAST)、易驱动(Easy Drive)和快恢复(FRFET)。FAST版本适用于硬开关拓扑,小Qg和Eoss有助于实现高能效。易驱动版本适用于硬/软开关拓扑,内置门极电阻(Rg)和优化的电容,EMI低。FRFET版本适用于软开关拓扑,Qrr和Trr较小,提供更好的系统可靠性和强固性。 【表1为安森美半导体的一些汽车级Super Fet III MOSFET,具有出色的体二极管反向恢复特性。】 【表1:安森美半导体的汽车SuperFet III MOSFET】 2. 模块 相较分立方案,MOSFET模块在PCB布板设计、制造工艺、尺寸/重量、抗噪性能、散热效率等方面都有显著的优势。如安森美半导体的APM16模块,采用同1个封装外形,可兼容不同的拓扑,从系统散热性和布局等方面优化设计。 3. SiC方案 随着电动汽车两次充电间更多的里程和更快的充电时间,对更高能效和更高功率密度的需求也随之增加。宽禁带技术满足这些要求,提供更快开关、更低功耗、更高功率密度、更高工作温度,从而实现更高能效、紧凑、更佳散热性和更高可靠性的方案。 SiC二极管比硅二极管提供更强固的抗浪涌及雪崩能力。安森美半导体的汽车级1200 V SiC二极管的电流规格主要有10 A、20 A、40 A,采用TO247-3L、TO247-2L或D2pak封装,汽车级650V SiC二极管有6 A、8 A、10 A、20 A、30 A、50 A、集成两个独立的10 A或两个独立的20 A等电流规格,提供TO247-3L、TO247-2L、TO220-2L、TO220-3L、D2pak或Dpak封装。 从应用角度看,对于给定的裸芯尺寸,SiC MOSFET比超结MOSFET或IGBT有更低的导通电阻,Rds-on对温度的依赖比超结MOSFET少一半,提供更好的热导率,适用于高温环境,更高的开关速度支持高频工作和减少无源器件数,体二极管的反向恢复几乎为零(低结电容),但Vf较高。SiC MOSFET可硬开关。适当的门极驱动选择是个关键要求。关态下建议使用负电压以防止桥拓扑中的寄生导通(或击穿)效应。安森美半导体的汽车900V SiC MOSFET的门极驱动电平提供+15 V/-5 V的驱动电源,RDS(on)有20 mΩ、30 mΩ、60 mΩ和80 mΩ的规格,采用TO247-3L、D2pak7L封装或裸芯;1200 V SiC MOSFET的门极驱动电平则提供+20 V/-5 V的驱动电源,RDS(on)有20 mΩ、40 mΩ和80 mΩ的规格,采用TO247-3L、D2pak7L封装或裸芯。 高压辅助电源方案 电动/混动汽车高压辅助电源方案用于如电动增压器、交流压缩机、EPS、减摇、散热风扇、液压泵、空调压缩机和PTC加热器等车辆子系统。推荐用安森美半导体的汽车高压ASPM模块,其优势有:集成度高、外形紧凑、超低热阻(<0.37 K/W)、确保175°C的结温、出色的强固性、超长的使用寿命、设计周期及装配流程短、通过汽车认证。 【如图3所示,针对空调电动压缩机,采用ASPM模块的方案比分立方案更紧凑,且散热性更好,并提供强大的隔离电压,整体性价比也得以提升。】 【图3:分立方案 vs. ASPM模块方案用于电动/混动汽车空调电动压缩机】 ASPM模块采用的封装技术是直接覆铜(DBC)。DBC基板有两种材料可选:AI2O3和氮化铝(AIN)。AIN的热导率约为AI2O3的7倍,适用于更高功率的应用场合。 安森美半导体提供650 V ASPM@27系列和1200 V ASPM@34系列,分别针对400 V以下的电池系统和电池电压略高但低于800 V的场合。这些ASPM集成IGBT(具有优化的门极驱动)、高速HVIC和丰富的保护特性,规格如表2所示。 【表2:650 V ASPM@27系列(上图)和1200 V ASPM@34系列(下图)】

    时间:2019-07-31 关键词: 节能减排 48 电动/混动汽车 v汽车功能电子化

  • 安森美半导体的电动/混动汽车方案助力推动能效、节能、环保

    智能化、电动/混动汽车、48 V汽车功能电子化是当今汽车市场的重要趋势,配合着节能减排的目标前进发展。安森美半导体是唯一提供全面的电动动力总成方案、和少数同时具备硅、碳化硅(SiC)技术的供应商,并不断投资于先进的封装,应用于电动/混动汽车的主要电力系统如牵引逆变、车载充电(OBC)、电池管理、48 V、和高压辅助电源(如空调压缩机、油泵等)等。 图1:安森美半导体汽车功能电子化方案阵容 典型的电动/混动汽车高压PD IGBT/FRD方案 如图2所示,一台典型的电动/混动汽车主要包含的电力系统有主逆变、OBC、高压到低压DC-DC、辅助电源高压逆变(风机、泵及压缩机)、PTC加热器和电池管理(BMS)。主牵引逆变器将汽车高压电池提供的直流电流转换为负责产生驱动车辆前进所需的转矩的感应电动机所需的交流电流。OBC负责对车内的高压电池子系统充电。而许多执行各种辅助任务的车辆子系统,过去由12 V电池供电,现在正转向高压电池母线(通常是48V、400 V或800 V),主要由三相电机驱动,可以在更高的电压水平下更高效地运行。电池管理确保系统安全。 图2:典型的电动/混动汽车高压PD IGBT/FRD方案 牵引逆变器方案 电动汽车逆变器通常包含400 V或日渐流行的800 V 高压电池系统,要求功率半导体器件在600 V至750 V范围内,或900 V至1200 V范围,其性能影响到车辆的整体能效,包括加速和驾驶里程。在选择逆变模块所需的电力电子器件时,必须仔细评估导通损耗和开关损耗,以实现车辆的目标传动系统性能。安森美半导体提供广泛的选择,包括分立IGBT、单面直接散热(SSDC)模块、双面散热(DSC)模块、SiC MOSFET、隔离门极驱动器、电流检测放大器、CAN收发器、低压降稳压器(LDO)、保护等。 1. IGBT分立方案 针对20至100 kW的逆变器,安森美半导体提供分立IGBT,如650 V/120 A的 FGY120T65SPD-F085和650 V/160 A的FGY160T65SPD-F085,采用TP247封装,具有同类最佳的电气性、热性能、强固性、可靠性,符合AEC-Q101 Rev. D,100% BVces HTRB,在100% 器件动态测试中具备强固的瞬态可靠性,导通损耗和开关损耗极低,已被美国、中国、欧洲和韩国电动/混动汽车客户广泛使用。与模块相比,分立方案具有成本、灵活设计和多源可用的优势。可通过并联不同数量的IGBT扩展输出功率,实现紧凑、极具成本优势的方案,非常适用于A0/A00汽车,功率等级<40kW,总线电压<200 V。制造工艺方面,参数分布严格,从而带来出色的并联工作性能。这些器件都在超过3倍额定电流(分别为380A 和500A)的条件下测试,开关速度快(dV/dt >10V/ns),从而实现在各种应用条件下强固的抗闩锁能力。 2. 模块 模块在逆变器中非常重要,可提高集成度和降低失效的可能性。针对40至200 kW,安森美半导体提供IGBT晶圆用于模块装配;针对100至190 kW,提供SSDC模块;针对60至200 kW,提供DSC模块。 3. SiC方案 如果有小型化,并且增加功率的需求,SiC是一个非常不错的技术,用于400 V和800 V电池时,逆变器的能效可分别增加65%和80%。推荐方案如安森美半导体的SiC MOSFET NVHL020N120。 4. 门极驱动 高压门极驱动器通常用以实现电气隔离和提供更多保护功能和先进的开关能力。如安森美半导体的NCV57000/001,在米勒平台电压下的源/汲电流达4 A/6 A,Galvanic Isolation 超过5 kV,可保持在1400 V 的工作电压,在1500 V的工作条件下抗共模干扰>100 kV/us,典型传输延迟80 ns, 有软关断功能以抑制尖峰电压,通过可编程延迟可去饱和检测,短路期间有IGBT门极钳位功能,米勒钳位汲电流高,提供欠压锁定(UVLO)保护,可有效地降低导通损耗,并提供更优的抗辐射干扰。 OBC及DC-DC方案 典型的OBC由多个级联级组成,即输入整流、功率因数校正(PFC)、DC-DC转换、隔离、输出整流和输出滤波。推荐超结MOSFET、APM16模块和SiC方案。 1. 超结MOSFET (SuperFet) SuperFet有3个版本:快速驱动(FAST)、易驱动(Easy Drive)和快恢复(FRFET)。FAST版本适用于硬开关拓扑,小Qg和Eoss有助于实现高能效。易驱动版本适用于硬/软开关拓扑,内置门极电阻(Rg)和优化的电容,EMI低。FRFET版本适用于软开关拓扑,Qrr和Trr较小,提供更好的系统可靠性和强固性。 表1为安森美半导体的一些汽车级SuperFet III MOSFET,具有出色的体二极管反向恢复特性。 表1:安森美半导体的汽车SuperFet III MOSFET 2. 模块 相较分立方案,MOSFET模块在PCB布板设计、制造工艺、尺寸/重量、抗噪性能、散热效率等方面都有显著的优势。如安森美半导体的APM16模块,采用同1个封装外形,可兼容不同的拓扑,从系统散热性和布局等方面优化设计。 3. SiC方案 随着电动汽车两次充电间更多的里程和更快的充电时间,对更高能效和更高功率密度的需求也随之增加。宽禁带技术满足这些要求,提供更快开关、更低功耗、更高功率密度、更高工作温度,从而实现更高能效、紧凑、更佳散热性和更高可靠性的方案。 SiC二极管比硅二极管提供更强固的抗浪涌及雪崩能力。安森美半导体的汽车级1200 V SiC二极管的电流规格主要有10 A、20 A、40 A,采用TO247-3L、TO247-2L或D2pak封装,汽车级650 V SiC二极管有6 A、8 A、10 A、20 A、30 A、50 A、集成两个独立的10 A或两个独立的20 A等电流规格,提供TO247-3L、TO247-2L、TO220-2L、TO220-3L、D2pak或Dpak封装。 从应用角度看,对于给定的裸芯尺寸,SiC MOSFET比超结MOSFET或IGBT有更低的导通电阻,Rds-on 对温度的依赖比超结MOSFET少一半,提供更好的热导率,适用于高温环境,更高的开关速度支持高频工作和减少无源器件数,体二极管的反向恢复几乎为零(低结电容),但Vf较高。SiC MOSFET可硬开关。适当的门极驱动选择是个关键要求。关态下建议使用负电压以防止桥拓扑中的寄生导通(或击穿)效应。安森美半导体的汽车900 V SiC MOSFET的门极驱动电平提供+15 V/-5 V的驱动电源,RDS(on)有20 mΩ、30 mΩ、60 mΩ和80 mΩ的规格,采用TO247-3L、D2pak7L封装或裸芯;1200 V SiC MOSFET的门极驱动电平则提供+20 V/-5 V的驱动电源,RDS(on)有20 mΩ、40 mΩ和80 mΩ的规格,采用TO247-3L、D2pak7L封装或裸芯。 高压辅助电源方案 电动/混动汽车高压辅助电源方案用于如电动增压器、交流压缩机、EPS、减摇、散热风扇、液压泵、空调压缩机和PTC加热器等车辆子系统。推荐用安森美半导体的汽车高压ASPM模块,其优势有:集成度高、外形紧凑、超低热阻(<0.37 K/W)、确保175°C的结温、出色的强固性、超长的使用寿命、设计周期及装配流程短、通过汽车认证。 如图3所示,针对空调电动压缩机,采用ASPM模块的方案比分立方案更紧凑,且散热性更好,并提供强大的隔离电压,整体性价比也得以提升。 图3:分立方案 vs. ASPM模块方案用于电动/混动汽车空调电动压缩机 ASPM模块采用的封装技术是直接覆铜(DBC)。DBC基板有两种材料可选:AI2O3和氮化铝(AIN)。AIN的热导率约为AI2O3的7倍,适用于更高功率的应用场合。 安森美半导体提供650 V ASPM@27系列和1200 V ASPM@34系列,分别针对400 V以下的电池系统和电池电压略高但低于800 V的场合。这些ASPM集成IGBT(具有优化的门极驱动)、高速HVIC和丰富的保护特性,规格如表2所示。 表2:650 V ASPM@27系列(左)和1200 V ASPM@34系列(右) 48 V方案 48 V双电压结构是在汽车迈向纯电动的进程中衍生出的一种新兴技术,能比12 V电池驱动更高的功率负载,实现更高的能效和降低排放。 针对48 V皮带起动机(BSG),关键器件有80 V至100 V 分立MOSFET、APM17/15 半桥模块、半桥门极驱动器、电流检测放大器和运放。针对48 V-12 V DC-DC转换器,关键器件有80 V/ 100V MOSFET用于buck-boost 开关、30V/40V MOSFET 用于OR-ing 和安全关断、半桥 MOSFET驱动器和电流检测运放。采用48 V电机的辅助负载主要有增压器、减摇系统、EPS、发动机散热风扇、水泵、空调压缩机等,关键器件有80 V/100 V MOSFET、MOSFET 模块、门极驱动器、电流检测放大器、LDO、DC-DC、系统基础芯片(SBC)、CAN 接口。 安森美半导体提供广泛的中低压MOSFET阵容,并具有世界最好性能的内核封装技术,如TOLL、Power88、SO-8FL、u8FL,比传统的封装如D2PAK、DPAK、SOT-223等实现更低阻抗、更低电感和更小占位,可充分发挥大电流密度能力,改善散热性,提高功率密度。公司广泛的封装阵容确保在40 V至100 V的中低压MOSFET每一击穿电压都有全球最低的导通电阻率。 采用模块方案可减少整体系统尺寸和成本,简化热设计。安森美半导体用于48 V中度混动汽车的APM方案阵容主要有APM20、APM17、APM15、APM19和APM11,基于DBC的结构,根据电动压缩机、电动增压器、起动发电一体机(ISG)、BSG、EPS等不同系统的不同功率需求和电压等级,用于不同的拓扑。 图4:APM 方案用于48 V 中度混动汽车 电流检测方案 电流检测很重要。安森美半导体提供广泛的低边及高边检测的单、双向电流检测放大器阵容,具有领先的高集成度和高精度,如NCV21xR 26 V电流检测放大器特别适用于车载充电器、动力总成、车身控制和安全的电机控制系统、信息娱乐、照明等电动/混动汽车应用。 汽车照明 车灯有助于打造汽车个性化外型,和在主动安全发挥重要作用,如某个牌子的车,车灯转向时,有亮丽、酷炫的效果,带给用户不一样的用户体验。这些都是通过智能的车灯控制系统实现的。安森美半导体在车灯控制方面有非常丰富的产品,包括LED前大灯、自适应前照灯和矩阵光束大灯、尾灯、防滑系统和迎宾尾灯、内部RGB等。比如说前灯,第四代已经在开发当中,是高电压、高功率的产品,可以实现刚才提到带有控制功能的、做出一些复杂图案的灯光控制。 电子保险丝(eFuse) 随着汽车增长的功能电子化,设计中还需要考虑使用eFuse和SmartFET实现诊断和保护功能。eFuse模仿机械保险丝的行为,通过跳闸,进入电流限制模式,并使用可控的热阻以关断,可自复,还包含额外的控制和诊断功能。SmartFETs被优化用于车内的许多地方,如发动机控制模块(ECM)、车身控制模块(BCM)等。安森美半导体的SmartFETs和eFuse通过使用先进的功能来延长器件使用寿命,且不再需要人工替换继电器或保险丝,满足对更高质量和可靠性的要求,从而使车厂能够创建对任何故障事件立即作出响应的配电网。 总结 安森美半导体是唯一能提供全面的电动动力总成方案、和少数同时具备硅、SiC技术的供应商,提供全面的高性能、高能效、通过汽车认证的功率分立半导体和模块,以及最先进的封装技术,和可根据客户需求定制方案,并不断创新,推进汽车智能化、电动/混动汽车、48 V汽车功能电子化进程,帮助汽车动力提升能效,促进节能减排。

    时间:2019-04-29 关键词: 节能减排 电动/混动汽车 电池管理

  • 最大地铁光伏电站在广州建成

    最大地铁光伏电站在广州建成

    记者从广州地铁获悉,由广州地铁和厦门科华恒盛共同建设的广州地铁鱼珠车辆段5兆瓦光伏项目,建设完成正式并网。该项目是目前国内规模最大的结合地铁交通的分布式光伏电站。 记者了解到,该光伏项目位于五号线鱼珠车辆段内,在车辆段运用库、主检修库等共计约7万平方米的屋面安装太阳能光伏发电设备,采用自发自用,余电上网模式。预计项目年平均发电量能达到420万千瓦时,每年可替代1623.45吨煤炭消耗,实现节能降耗、绿色可持续发展的目标。项目发电将引入地铁线网,在满足车辆段全年用电的前提下,剩余部分供五号线使用,每年节约电费超过40万元。 据介绍,城市轨道交通配置有大面积停车场、车辆段、地面及高架车站、高架区间、地面出入口等,具有应用光伏发电系统的广阔空间。鱼珠车辆段光伏项目是广州地铁迈向绿色交通的又一个重要里程碑。该项目经过前期的充分研究和论证,从开工到并网发电历经4个多月。 此外,广州地铁已在十四号线一期钟落潭、新和等高架车站的闲置屋面建设分布式并网光伏发电系统,为进一步提高节能减排、降低运行成本以及提高供电可靠性提供技术支持和保障措施。

    时间:2018-12-18 关键词: 光伏 节能减排 电源资讯 光伏地铁

  • 磷酸铁锂电池的节能减排应用

    磷酸铁锂电池的节能减排应用

    磷酸铁锂电池(简称:铁锂电池、铁电池,本文称“铁电池”),是一种正极材料为磷酸亚铁锂(LiFePO4)的新型蓄电池,由于铁电池具有循环寿命长、耐高温、体积小、重量轻、无污染等优点,移动通信、电动汽车、国家电网等行业都在对其进行研究和使用。其中通信行业在各研究院所技术专家的初步论证下建立了多种铁电池的试验站点,探究铁电池的节能减排效益。本文将结合现有应用案例,拟对通信用磷酸铁锂电池的节能减排应用方向、困难以及前景进行探讨分析,以起到抛砖引玉的作用,吸引更多的行业专家对此类新型蓄电池予以关注和研究。磷酸铁锂铁电池简介1990年,索尼公司率先在实验室推出了以LiCoO2为正极材料的锂离子电池,并于1991年开始产业化生产。与传统的铅酸蓄电池相比,锂离子电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面都具有显著优势。所以,在过去的二十年间锂离子电池被广泛应用于便携电子设备、电动工具等领域。而近几年,随着全球对节能减排的关注,锂离子电池也逐渐被应用于通信、国家电网以及电动汽车等多种行业。对于通信电源行业节能减排来说,要求蓄电池体积更小、重量更轻、寿命更长、更耐高温、维护更容易、性能更稳定、更环保等,因此为了顺应这些需求,锂离子电池也正逐渐向大容量电池方向转变,通信用磷酸铁锂电池应运而生。通信用磷酸铁锂电池与传统的铅酸蓄电池相比,具有以下优点:(1) 能量密度高:标称电压为3.2V,能量密度是铅酸电池的4倍左右,体积小、重量轻;安全性强:磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定,电池不燃烧、不爆炸、安全性好;高温性能好:外部温度55℃时电池正常工作;高功率输出:标准放电为0.2C、可3C充放;长循环寿命:常温1C充放电,单体经2000次循环后容量仍大于80%;环保:整个生产过程清洁无毒,所有原料都无毒。通信用磷酸铁锂电池应用相比传统的铅酸蓄电池更能体现 “节能”、“节材”、“节地”等节能减排工作的需求。现阶段通信用磷酸铁锂电池产品形式通信行业用蓄电池常用的电压等级有2V 和12V,与直流开关电源系统配套使用的蓄电池组电压等级为24V、48V,与UPS交流电源系统配套使用的蓄电池组电压等级为24V、36V、48V、96V、240V、384V等。常用的蓄电池组容量等级从25Ah、65Ah、100Ah、150Ah、200Ah、500Ah、1000Ah不等。为满足通信行业需求,磷酸铁锂电池产品形式主要有12V、48V模块两种类型,容量等级为10Ah、20Ah、50Ah、150Ah、200Ah等,电池模组通过串并联,可以行成多种电压等级、多种容量的电池组,满足开关电源和UPS备电的各种需求目前磷酸铁锂电池产品的主要以下三种规格:通过将12V或48V电池模块进行串联组合,可以形成240V、336V、384V电池组,满足UPS交流电源系统、240V/336V高压直流电源系统(HVDC)的备电需求。通信用磷酸铁锂电池节能减排方向现阶段的磷酸铁锂电池产品类型相对比较丰富了,如何让其合理的应用于移动通信电源行业呢?思路是:首先是理清行业需求,其次是分析产品优势,再次是制定差异化的节能减排的应用方案,最后再进行具体的数据对比分析。 通信电源行业对蓄电池的三类典型需求#e#3.1通信电源行业对蓄电池的三类典型需求通信用直流开关电源系统鉴于通信的高可靠性要求,完善的通信电源解决方案要求开关电源系统配置蓄电池。通信主设备、附属设备种类众多,开关电源应用场景也很多,总结主要有以下几种:(a)户外型基站;(b)村通等无空调的基站;(c)空间紧张的室内宏基站;(d)直流供电的室内覆盖/分布式信源站;(e)无市电或三四类市电地区的太阳能光伏基站;(f)直流供电方案的WLAN站点等。通信用UPS交流电源系统UPS交流电源系统主要应用于供配电系统的交流主回路部分,通信行业应用UPS交流电源系统的场景主要如下:(a) 交流供电的室内覆盖/分布站;(b)交流供电的微蜂窝站;(c)嵌入式UPS供电的数据机房;(d)交流供电方案的WLAN站点等。通信用240V/336V高压直流电源系统(HVDC)通信用高压电源直流系统(HVDC)是目前通信机房应用的新型供电系统,其配套电池组电压等级有240V和336V两种,蓄电池容量通常为50Ah~200Ah。3.2 磷酸铁锂电池应用于通信行业的三大应用优势对于通信行业,主要关注磷酸铁锂电池的三大优势,从“节能”、“节地”、“节材”的角度体现节能减排。体积小、重量轻对于民用住宅内的站点,可节省承重加固的费用,进一步加速站点的建设, “节材”优势更加明显。高温性能优异优异的耐高温性能可成倍增加户外站电池的寿命,降低维护及更换电池费用,提供系统可靠性;此外在有空调的基站中,可以尝试将空调设置为35度时启动,能有效降低基站平均电耗,“节能”优势更加明显。高功率放电铁电池在3C以上放电依然能放出全部容量的90%以上,高功率、深度放电的优势能有效降低目前UPS备用电池的总容量、容量降低的时对机房空间及承重要求过大等问题也伴随得到解决, “节地”优势更加明显。3.3通信用磷酸铁锂电池节能减排应用方向比亚迪将通信行业三大典型需求与铁电池的三大产品优势有机的结合起来,行成了独特的通信用铁电池电源系统解决方案,提出了通信电源行业节能减排的几种应用方案。室外一体化铁电池电源解决方案室外通信基站太阳直射,内置的铅酸蓄电池寿命通常不超过2年,本方案采用磷酸铁锂电池,耐高温性能优异,寿命达到5-10年。此方案中电池的体积小,重量轻,耐高温、长使用寿命等优势在“节能”“节材”“节地”三个方面实现节能减排的目的,同时有效降低维护运营成本。村通等无空调的基站电源解决方案村通工程的基站都设在偏远的农村,规模小、配置小,基本上都没有空调,而且停电频繁,铅酸电池在恶劣环境下工作的寿命短、更换频繁、偏远农村的维护成本高。改用铁电池,则高温性能好、可深度充放电,循环寿命长,体积小、重量轻,安装轻便,可以在“节能”“节地”“节材”三方面达到节能减排的目的,同时还能改善网络供电质量。空间紧张的室内宏基站电源解决方案室内宏基站数量多,覆盖广,要求供电可靠,所以一般都有两组电池备电。站内铅酸电池占地面积大、重量过重,当话务量增多而引起扩容需求时站内空间制约了新增设备的可能。如果采用一体化开关电源配合铁电池,则可降低机房中电源及电池的占地面积,满足设备扩容的需求。同时铁电池耐高温性能优异,可以将站内空调启动温度提高到35度左右,能够降低空调的能耗,通过节省电费有效降低运营成本,在“节能”“节地”“节材”三方面达到节能减排的目的。室内覆盖/分布式站电源解决方案原有2G网络的室内覆盖,加之3G及WLAN热点的不断新建,室内覆盖站的数量将进一步增多。由于室内覆盖站点取电一般就近选择市电,选择48V通信电池模块或铁电池UPS进行备电则可有效解决该类问题。通信用高压直流电源系统(HVDC)供电方案针对数据中心的供电方案,行业专家提出了通信用240V/336V高压直流电源系统。该系统对蓄电池的要求的特点是高电压(240V/336V)、短时间、大电流放电。如采用机架式磷酸铁锂电池组则有以下优势:重量轻,节省机房加固成本;体积小,可以与HVDC系统以列头柜形式并列安放,不用单独建立电池房,也可节省供电系统的占地面积,提高通信设备机架装机率;铁电池可高倍率放电,降低蓄电池配置的容量;铁电池放电平台稳定,在电池供电模式下稳定的输入电压避免设备因输入电压的大范围波动而引起异常。嵌入式UPS交流电源系统供电方案对于中小型数据中心,欧美的发达国家还有一种嵌入式UPS分布式供电方案,即用小功率UPS与网络柜配合以机柜为单位为服务器供电。选择铁电池UPS有以下优势:重量轻,节省机房加固成本;体积小,3KVA铁电池机UPS仅占网络柜2U空间,提高服务器装机率;电池长寿命,主机与电池寿命几乎相同,降低电池更换成本;安全性好,铁电池不起火、不爆炸,满足IDC机房高安全性的要求通信用磷酸铁锂电池应用的节能减排案例及效益分析自2009年起,比亚迪公司与国内运营商开始试点合作,以下是与广东移动首批试点案例分析。4.1 深圳移动试点案例与深圳移动自2010年4月开始试点,试点主要类型是宏基站和UPS直放站,其中比亚学校站的电池放置于站外朝南侧,处于太阳直射状态,模拟极高温度下测试容量衰减;九州宾馆站采用72V150AH铁电池与3KVA 在线式UPS配合,相关试点分别于2010年5月 9月 及2011年1月 3月进行四次全容量测试。4.2 惠州移动村通站试点案例与惠州移动的试点合作主要以村通基站为主,其中下泾站位于惠州博罗县境内一座小山上,站内无空调,夏季站内温度最高达45度左右。原有铅酸电池几乎3-6个月更换一次。该站配置48V200AH铁电池,试点于2010年1月建成,分别于2010年1月、5月、9月及2011年1月进行了4次全容量测试。4.3通信用铁电池电源系统试点总结(1)室内宏基站铁电池的试点效果与铅酸电池相比一年期衰减优势不明显;(2)无空调的站点中铁电池的衰减与有空调的站点相比衰减相同,宏站中恒温措施对电池衰减的延缓作用不大;(3)铁电池试点前半年的衰减较快,后半年的衰减趋势变缓;(4)尽管站内配置有空调,根据监控系统温度监测数据分析,宏基站内的温度基本为28~30度,铅酸电池衰减较快;(5)铁电池与开关电源配合试点效果好于与UPS配合的微蜂窝站,分析原因是开关电源的电池管理相关参数可以调整,而UPS的电池管理默认按铅酸电池设定,没有人机界面调整。综上所述,铁电池优异的高温性能通过试点体现出来,对于宏基站调高站内空调启动温度以节省空调能耗的办法基本可行,可进一步探索升温后带来的电费节省的定量效果;对于室外站和无空调的村通站则可以大力推广磷酸铁锂电池。4.4 下一步铁电池宏基站试点的探索方案宏基站中一般配置1-2台空调以调节站内温度,如果采用磷酸铁锂电池,则对于容量不大的站点,完全可取消空调的配置,节省初始成本投资及后续运营过程中的每月电费。对于容量较大,很重要的站点,可以减少空调数量或降低空调的功率,配合调高空调的启动温度,以达到初始投资成本及运营成本的降低。通信用磷酸铁锂电池推广难点及展望磷酸铁锂电池在移动通信行业属于新生事物,在进行试点验证新产品优势的同时也发现了部分问题,如果不得到有效解决势必会影响该新型蓄电池在通信行业的应用。(1)磷酸铁锂电池厂家需要进一步优化产品结构设计,以阀控式前端子电池尺寸为参考方向,将磷酸铁锂电池体积小的优势全面体现出来;(2)磷酸铁锂电池单体容量有限,厂家推出的产品多为12V模块,内置4个(或以上)单体电池,某单体损坏则需更换整个12V模块,维护成本过高;(3)随着移动通信行电源的发展,磷酸铁锂电池需要预留单体电池运行数据采样的统一接口,以便于后续全面智能的电池管理方式的推广;(4)磷酸铁锂电池的管理参数需要标准化,在开关电源上应用目前可以无缝替换,但在UPS上则需UPS厂家增加人机界面把电池管理参数设置为可调、充电方式进行调整、硬件上预留与电池通信的相关接口;(5)对于搭配BMS使用的磷酸铁锂电池,因BMS对电池的过充保护断开电路是瞬时性的,要求开关电源厂家设计的均衡模块能够耐受大电流波动的冲击总之,现阶段磷酸铁锂电池在通信行业的应用得到了广泛的重视,通信用磷酸铁锂电池通信行业标准的编写工作,目前已经在报批稿阶段,在各行业中走在最前列。本文仅结合现有应用案例,分析讨论了通信用磷酸铁锂电池的节能减排应用的初步成果及问题,以起到抛砖引玉的作用,吸引更多的电源厂家及行业专家对此类新型蓄电池予以关注和研究。

    时间:2018-09-04 关键词: 节能减排 电源技术解析 bms 磷酸铁锂

  • 北欧国家发布清洁能源宣言

    日前,在第三届创新使命部长会议期间,瑞典、丹麦、芬兰、冰岛、挪威等北欧国家能源部长在瑞典隆德发布清洁能源宣言,以加强北欧在清洁能源创新和应用方面的全球领导地位。 宣言重点内容如下: 一、 能源对全球经济可持续发展起着核心作用,能源领域占全球温室气体排放量的三分之二; 二、北欧国家一致认为在过渡到未来清洁能源过程中,减少温室气体排放并实现经济增长是可行和有益的; 三、北欧国家将致力于改善可持续利用和获取清洁能源,以实现本国发展目标、全球可持续发展目标和“巴黎协定”; 四、加强开放和基于市场的国际和公私合作,保持在可再生能源、节能解决方案和智能能源方面的领先地位,发展智能、集成化和智能化的低排放绿色经济,实现高水平的竞争力和供应安全; 五、加强北欧在清洁能源、能源效率和能源系统研究开发创新等方面的合作,研发具有全球吸引力、成本效益的智能能源解决方案; 六、加强与其他国家和国际组织的合作,加速增加清洁能源投资,利用现代低排放技术促进全球能源系统的经济和环境可持续转型; 七、认可市场对清洁能源转型的重要性,欢迎北欧公司和组织对加快清洁能源转型做出承诺,支持并促进公共和私营部门加强清洁能源转型的合作。

    时间:2018-06-15 关键词: 清洁能源 节能减排 电源技术解析 国际风电

  • 新一代ToF传感技术助力节能减排

    新一代ToF传感技术助力节能减排

    据麦姆斯咨询报道,近日美国能源部先进研究计划局(ARPA-E)宣布了一笔总值2000万美元的资金支持计划,将用于开发15项新型传感器系统,通过降低住宅和商业建筑的制冷和制热需求来显著降低能耗。美国新墨西哥大学(University of New Mexico)和美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)照明系统和应用中心的研究人员正在合作为商业场所的人员计数、定位和跟踪应用,开发一种低成本、私密性较高的新型传感器技术。整个资助计划将在未来3年,为该项目的开发和测试提供237.5万美元的资金。   美国新墨西哥大学(University of New Mexico)和美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)照明系统和应用中心的研究人员正在合作为商业场所的人员计数、定位和跟踪应用,开发一种低成本、私密性较高的新型传感器技术 根据ARPA-E提供的数据,全美目前大约有13%的能源被用于建筑内的制冷、制热以及通风系统(HVAC,暖通空调系统)。对于商业建筑,HVAC是最大的能耗应用,大约占总能耗的37%。可是,那些没有人员或人员较少的房间,常常因为过度的制热、制冷或通风,浪费了大量的能源。由于缺乏精准、可靠的人员存在监测信息,现有的建筑自动化控制系统还无法从根源上降低HVAC造成的能耗浪费。 ARPA-E提出的“利用人员存在监测,实现全国范围内建筑物节能减排(SENSOR)”计划,将通过支持创新的高精准人员存在探测传感器和计数器,来优化建筑物HVAC系统以降低成本、节约能耗。 “凭借来自ARPA-E的资助,LESA将能够基于目前的基础研究,展示数字照明的强大性能,它能够通过空间内任意物体的反射光,获取房间内精确的人员存在及活动信息,并且,这种传感技术不会涉及人员的隐私问题,” LESA负责人兼美国伦斯勒理工学院电子计算机系统工程学院教授 Robert F. Karlicek Jr.说,“在该计划中,LESA团队将应用其数字照明概念,使建筑物实现更高的能效。不过,这还仅是数字照明逐渐成为智能建筑、医疗、园艺、5G无线通信和环境认知等物联网平台基础的开始。” 据Karlicek介绍,这款传感器将基于LESA之前开发的红外飞行时间(ToF)测距技术进行进一步开发,还将利用由LESA的院校合作伙伴美国新墨西哥大学开发并申请专利的plenoptic(捕捉某场景内发射出的所有光场信息的光场)探测技术,并将集成由LESA光电照明和通信团队所开发的传感器信号处理电路。 “这款微型低成本ToF传感器阵列可以安装在照明设施或天花板上,” Karelicek说,“然后,房间内部署的多个传感器可以搭建一个小型的传感器网,通过连续扫描整个房间的距离信息,可以精准地构建房间内人员的数量、位置和活动地图。由于它不能成像识别人员,因此,不会涉及侵犯隐私问题。” 新墨西哥大学将利用其开发并已经在近期获得美国专利授权的(US9766123)集成光学技术,研究开发一款能够提供多个空间分离ToF信号的传感器阵列。新墨西哥大学的技术采用了一种光栅耦合波导技术作为光谱和角度滤波器。其输入耦合区域从硅探测区域分离,以提供独特的plenoptic传感器,能够提供无与伦比的光谱和角分辨率,并且,这款传感器还与成熟的硅集成电路制造技术完全兼容,因而能够确保较低的制造成本。 据研究人员称,通过建筑内传感器网络获取的人员运动和位置信息,能够持续提供精准的屋内人员数量信息。再利用特殊的传感器算法进行人员跟踪,以避免人员在传感器之间移动时出现短暂的信息丢失,由此可以减少传感器网络搭建所需要的传感器数量。新的ToF成像处理算法将在LESA之前开发的ToF传感技术上做进一步开发,以充分利用双方联合开发的plenoptic ToF芯片的新性能。 据LESA产业成员ABB介绍,该系统会将人员存在数据发送至建筑自动控制系统,从而更高效地控制建筑内的HVAC能耗,以最大限度的提高建筑整体能效。该系统的目标是以最经济最合理的成本,为建筑物内的人员提供最优化的舒适环境。ABB将通过其美国研发机构与LESA团队紧密合作,利用EnergyPlus模型和硬件仿真测试来验证传感器的性能,以及各种办公环境的节能数据。ABB团队还将全力支持这款新型红外ToF传感器系统(美国能源部ARPA-E SENSOR计划的重要成果)的商业化。

    时间:2017-12-26 关键词: 节能减排 电源资讯 tof传感

  • 微软助力中国新能源汽车的发展

    微软助力中国新能源汽车的发展

    从全球新能源汽车的发展来看,其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器,其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显,与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距,这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。 前萨博汽车核心资产拥有方国能电动汽车瑞典有限公司(NEVS)7日在2017年CES亚洲消费电子展上亮相,向中国公众展示未来城市绿色移动出行方案。 作为实现愿景的重要一步,NEVS天津合资公司国能新能源汽车宣布:采用微软先进的智能云技术,打造全球出行服务解决方案,助力中国新能源汽车。 国能新能源汽车本次与微软的合作,旨在运用微软先进的车联网技术提升驾乘体验,为中国用户提供良好的移动出行服务。 NEVS高层表示,微软在车联网技术方面所拥有的丰富经验与技术优势,将为其从纯电动汽车制造商向移动出行服务提供者的角色转换提供有力的技术支持,同时,也期待着未来能够与微软在车联网、云计算以及人工智能领域进一步深度合作,为中国新能源汽车行业带来更多可能性。 微软大中华区有关负责人表示,数字化转型所代表的第四次工业革命为产业和经济创造了前所未有的机遇与挑战,以云计算、大数据、物联网、人工智能为代表的一系列技术创新正在引领新一轮科技革命和产业变革。一直以来,微软都密切关注新能源、车联网以及可持续出行等相关领域的发展和需求。此次与国能新能源汽车合作,微软将全力支持其数字化和信息化平台建设,共同打造国家级技术研发中心和新能源汽车生产基地,助力中国发展战略性新兴产业、节能减排和环境保护。

    时间:2017-06-08 关键词: 微软 节能减排 国能新能源汽车

  • 节能减排催热环保照明新光源革命

     照明耗电在各个国家的总发电量中占有很大的比例,大力推广绿色照明可以大量节约电能。开展节能照明的潜力很大,可大量降低生产电能对环境造成的污染。针对照明电光源的发展变迁,论述了科技发展不断推出了节能、环保照明的新光源,分明介绍了几种典型的节能新光源,研究了大功率节能灯凸显优势,同时指出了节能照明光源无极灯的市场空间和前景广阔。 我国是人口众多、资源相对不足的国家,在现代化建设中,必须实施可持续发展战略,正确处理经济发展同人口、资源、环境的关系,资源开发和节约并举,把节约放在首位,提高资源利用效率。目前,我国照明耗电大体占全国总发电量的10~12%,2010年我国总发电量将达到30000亿度,照明用电将达到约3600亿度。照明节电,具有重要意义。大力推广绿色照明,可以大量节约电能。照明耗电在各个国家的总发电量中占有很大的比例。1998年1月1日我国颁布了节能法,其中包括照明节电。节约1kW发电容量的投资不到新增发电容量造价的20%,开展节能照明的潜力很大,可大量降低生产电能对环境造成的污染。 1.照明电光源的发展变迁利用 电能做功,产生可见光的光源叫电光源。人类对电光源的研究始于18世纪末、19世纪初,英国的H.戴维发明碳弧灯。1879年,美国的T.A.爱迪生发明了具有实用价值的碳丝白炽灯,使人类从漫长的火光照明进入电气照明时代。1907年采用拉制的钨丝作为白炽体。1912年,美国的I.朗缪尔等人对充气白炽灯进行研究,提高了白炽灯的发光效率并延长了寿命,扩大了白炽灯应用范围。20世纪30年代初,低压钠灯研制成功。1938年,欧洲和美国研制出荧光灯,发光效率和寿命均为白炽灯的3倍以上,这是电光源技术的一大突破。40年代高压汞灯进入实用阶段。50年代末,体积和光衰极小的卤钨灯问世,改变了热辐射光源技术进展滞缓的状态,这是电光源技术的又一重大突破。60年代开发了金属卤化物灯和高压钠灯,其发光效率远高于高压汞灯。80年代出现了细管径紧凑型节能荧光灯、小功率高压钠灯和小功率金属卤化物灯,使电光源进入了小型化、节能化和电子化的新时期。 说到光源,人们最熟悉的要算白炽灯了,白炽灯使用方便,但存在着较大的缺点,白炽灯是根据热辐射原理制成的,只有极少部分是可见光,极大部分在红外区域,因此光效小,仅有13Lm/W左右。所以,用白炽灯照明,浪费了大量的电能。为提高光效,20世纪40年代初人类发明了荧光灯,因其光色接近日光又称日光灯,与白炽灯相比,日光灯光效有很大的提高,可达40Lm/W左右,节省了电能。各商场及公共场所率先采用日光灯照明,随之逐步进入家庭,要用日光灯照明,必须用镇流器。早期的电感镇流器功耗大,功率因数低,重量重,体积大,又有噪声,外加日光灯在50Hz交流电源下工作,随着电压、电流的变化日光灯的发光就有周期性的明暗变化,就会发生闪烁,这种闪烁虽然不易被人们觉察,但长期在日光灯下工作,眼睛容易疲劳,对视力不利,再加上日光灯需专用灯具,使用也不太方便。尽管如此,与白炽灯相比,日光灯也称得上是节能光源了。 为了克服日光灯的缺点,同时又考虑使用方便,又发明了新型电光源,通常称节能灯。与日光灯相比,这种节能灯将镇流器和灯管组合在一起,可使用白炽灯的灯具。目前市场上的节能灯中一种是采用一般镇流器的,这类节能灯的工作原理与日光灯相似,另一种采用电子镇流器的节能灯叫电子节能灯。电子节能灯的核心部分是灯管和电子镇流器。灯管涂有“三基色荧光粉”,光效可达80Lm/W以上,在原有荧光粉的基础上又提高了发光的效率。由于电子节能灯发光效率高、无污染、无噪音、无闪烁,被人们誉为“绿色光源”。随着生产技术的发展,这种节能灯的使用寿命也在延长,只是它采用的高频电子元件和高光效荧光粉,成本比较高,价格比较贵些。但无论是从节约能源还是保护视力的角度来看,节能灯将成为家庭使用的主要电光源。 电光源的发明促进了电力装置的建设。电光源的转换效率高,电能供给稳定,控制和使用方便,安全可靠,并可方便地用仪表计数耗能,故在其问世后一百多年中,很快得到了普及。它不仅成为人类日常生活的必需品,而且在工业、农业、交通运输以及国防和科学研究中,都发挥着重要作用。世界上的照明用电约占总发电量的10%~20%。在中国,照明用电约占总发电量的10%。随着中国现代化发展速度的加快,照明用电量逐年上升,而电力增长率又不相适应,因此,研制、开发和推广应用节能型电光源已引起人们的高度重视。 电光源一般可分为照明光源和辐射光源两大类。照明光源是以照明为目的,辐射出主要为人眼视觉的可见光谱的电光源,其规格品种繁多,功率从0.1瓦到20千瓦,产量占电光源总产量的95%以上。辐射光源是不以照明为目的,能辐射大量紫外光谱和红外光谱的电光源,它包括紫外光源、红外光源和非照明用的可见光源。以上两大类光源均为非相干光源。此外还有一类相干光源,它通过激发态粒子在受激辐射作用下发光,输出光波波长从短波紫外直到远红外,这种光源称为激光光源。 照明光源品种很多,按发光形式分为热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源3类:一是热辐射光源。电流流经导电物体,使之在高温下辐射光能的光源。包括白炽灯和卤钨灯两种;二是气体放电光源。电流流经气体或金属蒸气,使之产生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种,放电电压有低气压、高气压和超高气压3种。弧光放电光源包括:荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯,高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯,超高压汞灯等超高压气体放电灯,以及碳弧灯、氙灯、某些光谱光源等放电气压跨度较大的气体放电灯。辉光放电光源包括利用负辉区辉光放电的辉光指示光源和利用正柱区辉光放电的霓虹灯,二者均为低气压放电灯;此外还包括某些光谱光源;三是电致发光光源。在电场作用下,使固体物质发光的光源。它将电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管两种。 随着环境问题的逼近和人们生活要求的提高,在照明领域,照明需求由节能高效,演变为以更低的能源消耗获得更好的照明体验。在世界人口增长的趋势下,我们将能通过创新技术,在不增加单位照明能耗下,保持良好的照明质量。要实现这一点,则要加大对节能环保的投入,并逐步淘汰低效率照明。 2.科技发展不断推出了节能、环保照明的新光源 多年来,人们一直在寻求一种高发光效率、高显色性、高发光稳定性、无频闪、长寿命并符合环保要求的新光源,来为我们的工作环境和生活环境制造更加舒适、愉悦的照明,更好地改善员工视觉条件,提高工作效率,并收到节约电能消耗、降低人工维护费用的目的。新光源点亮绿色低碳的生活,新光源帮助人们应对能源危机,实现可持续未来发展。新光源照明,将在不断加快的应用步伐中逐步改造传统产业,推进产业结构的调整,为人们开启节能绿色的品质生活。 在各种新光源进入市场的动能逐渐增强时,开发绿色可持续的系统照明解决方案成为新光源发展的关键。而新能源与新光源结合,实现真正意义上的“绿色照明”,无论是从其倡导的概念或理念,还是从目前技术发展的可行性上,都足够诱人,特别是随着广受关注的太阳能技术的日渐提升,一股新能源与新光源结合的风暴正在掀起。光伏发电与照明结合可以有效地削减城市用电。利用太阳能可再生能源,研发光伏与光电产品联合运用的系列新产品,将会形成相关的产业链,形成新的经济增长点,具有战略性意义。 光伏光电一体化集成系统节省空间,可就地安装,具有广阔的市场前景。目前我国在太阳能光伏照明应用产品领域已走在了世界前列,某些装置已占世界产销量的80%以上,产品主要有太阳能LED路灯、草坪灯、庭院灯、手电筒、交通指示灯、指示牌、太阳能LED广告屏幕等。其中,草坪灯采用LED具有可以方便控制颜色,改变光的分布,产生动态幻景、低压直流洪电,光源控制成本低等优点,使太阳能草坪灯的性价比有了很大的提升,成为太阳能应用的最大亮点。目前我国已成为太阳能LED草坪灯的世界最大生产国。太阳能草坪灯是我国目前太阳能光伏产业中按照市场规律经营,没有得到过政府财政补贴与资助的项目,消化了数量巨大的太阳电池,也是唯一采用专用集成电路控制发光的真正的半导体照明产品。伴随着太阳能光伏产业和LED产业的进步,太阳能草坪灯产业迅速壮大,目前已成为太阳能光伏和LED产业发展的晴雨表。太阳能草坪灯是LED的重要应用之一,未来将有广阔的市场。 如今,节能可持续发展已不再是一个选择性的问题,而是当今世界未来发展的必行之路。以LED为代表的新光源新能源照明取代传统光源,正引发照明行业的一场巨大变革。“十城万盏”工程在推动我国LED路灯发展的同时,也为太阳能LED路灯创造了巨大的市场契机。太阳能作为方便获取的能源,具有独立性、易安装、不需架设电缆、维护成本低、清洁环保等特点,从其特点看是理想的道路照明电力来源。LED则功率低、响应速度快,且光效在不断提高,因此是与光伏技术互补的最佳光源。作为集成了太阳能光伏发电和LED照明优点的太阳能LED照明,从长远看是替代以传统光源为基础的普通路灯的理想解决方案。太阳能LED照明把太阳能技术和半导体照明技术紧密结合起来,充分发挥两者的优点,实现了节能降耗、绿色环保的目的。随着技术的不断发展进步,太阳能LED照明产品在未来的照明领域将会扮演越来越重要的角色。 目前新光源新能源照明产品正在创新技术的驱动下不断实现更新换代,由白炽灯到节能灯、卤素灯到LED,照明产品实现了节能升级的同时,光色、舒适度上也得到更好的提升,照明效果也更加多样化。以飞利浦户外照明领域产品为例,早期的道路照明以高压汞灯HPL,高压钠灯SON为主,随着技术的进步,道路照明产品不断地在照明效率上得到提高,并避免了汞等污染环境的原材料的应用,悦目舒适的暖白光道路照明系统、美观节能的LED路灯,以及智能化的道路照明控制系统等照明解决方案的出现揭开了道路照明更加节电、无汞环保的时代。而除了用于功能性的道路照明产品之外,飞利浦还有用于城市美化LED产品,为建筑物、桥梁等带来丰富,饱和的动人色彩,为城市的魅力加分。 3.几种典型的节能新光源高频无极灯。 它是一种集合现代多种电光源的优点于一体应运而生的新光源。高频无极灯是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个熟知原理相结合的一种新型光源,是21世纪“绿色照明”领域的最新应用技术。由于灯泡内没有灯丝或电极,因此不存在限制光源寿命的必然组件,一般寿命可达数万小时以上。早在90多年前,美国人汤普林、泰斯勒等人就已经发明了高频无极灯,受时代科技水平的限制,直到20世纪90年代后期,由于新技术的飞速发展,电子元器件功率密度的提高以及相应尺寸的大大缩小,才使高频无极灯有可能进入商品领域。高频无极灯以其高光效(系统光效≥631m/W)、高显色性(≥80)、长寿命(≥5万小时)、无频闪(工作频率2.65MHz)、真环保(不含液态汞)、可立即启动和再启动,不怕震动、可在任意方位上安装,少维护等优势,已成为“绿色照明”领域的一枝新秀。在电气设计上,它采用了有源功率因数补偿(APFC,η≥0.98),在电源电压大范围变动(160V~265V)下恒压供电,输出稳定的光通量。输入端的净化电路和防辐射处理,使电磁干扰EMC完全符合国家检测标准。此外,由于灯泡的发光涂层为三基色粉,发光柔和,也使眩光大大降低。国外的荷兰飞利浦、美国的通用公司,德国的奥斯兰,日本的松下多年来一直致力于高频无极灯的研究开发,取得许多成果。飞利浦在1991年宣布研制成功55W高频无极灯,在其后的五年里,又相继研制出85W和165W高频无极灯。 卤钨灯。“卤”字代表元素周期表中的卤族元素,也就是氟、氯、溴、碘这一类元素。卤钨灯就是充有卤素的钨丝白炽灯。卤钨灯是填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。在普通白炽灯中,灯丝的高温造成钨的蒸发,蒸发的钨沉淀在玻壳上,产生灯泡玻壳发黑的现象。卤钨灯利用卤钨循环的原理消除了这一发黑的现象,它给热辐射光源注入了新的活力。这类灯体积小,光维持率达到95%以上,光效和寿命更明显的优于白炽灯。卤钨灯与普通白炽灯相比,发光效率可提高到30%左右,高质量的卤钨灯寿命提高到普通白炽灯寿命的3倍左右。近年来,我国已生产出可直接用于电网、电压220V或110V的卤钨灯,其尺寸可小到14×54mm,具有优异的灯丝稳定性和抗震性。泡壳有透明和磨砂两种不同规格,灯头易于连接,与白炽灯一样。卤钨灯的另一改进措施是采用浸涂法、真空蒸镀法或化学蒸镀法,在石英泡壳上采用红外反射层技术制成的新型卤钨灯,让可见光透过,而将红外线反射回灯丝的过程,使灯的光效提高30~45%,寿命可达3000小时。卤钨灯主要用于强光照明,例如,用于公共建筑、交通、拍摄电影、电视等。此外,有一类碘钨灯工作温度稍低,能发出大量红外线,可以做干燥器、烘箱的热源。还有一类碘钨灯可以用在灯光球场、体育场、游泳池等场合,既光亮又色彩逼真。 高强度气体放电灯。主要是指使用高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯。由于高强度气体放电灯具的光效较高、功率大、寿命长,已成为大面积户外照明的首选品种。 高压汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源,它由荧光泡壳和放电管两部分组成。放电管又细又短、内装高压水银蒸气,放电管外面有一椭球形的荧光泡壳。通电后放电管产生很强的可见光和紫外线,紫外线照射在荧光泡壳上,发出大量可见光。它在发光管的内部充有汞和氩气,有的在内壳上涂以荧光粉,有的是完全透明的。高压汞灯它的发光效率与普通荧光灯差不多,使用寿命却比较长。它的缺点是显色性差些,发出蓝绿色的光,缺少红色成份,除照到绿色物体上外,其他多呈灰暗色,而且不能瞬时启动。高压汞灯适于高大厂房、体育场馆、仓储货栈、公路街道、广场、车站、码头、立交桥、交易市场等等照明,是在公共场合应用很广的一个灯种。但发出的光中不含红色,它照射下的物体发青。 高压钠灯是我国正在推广使用的第三代绿色照明节能光源。高压钠灯是一种高强度气体放电灯,工作时发出金白色光,其发光管采用半透明氧化铝管制成,灯的外壳采用硬质玻璃。高压钠灯中放电物质蒸气压很高,也即钠原子密度高,电子与钠原子之间碰撞次数频繁,使共振辐射谱线加宽,出现其它可见光谱的辐射,因此高压钠灯的光色优于低压钠灯。高压钠灯具有高效、节能、光通量高、透雾性强、光色柔和,寿命长等优点,广泛应用在广场、街道、机场、港口、隧道、大桥、工矿厂房等需要照明的场所。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。由于气体放电灯泡的负阻特性,如果把灯泡单独接到电网中去,其工作状态是不稳定的,随着放电过程继续,它必将导致电路中电流无限上升,直至灯或电路中的零件、部件被过流烧毁。 金属卤化物灯又称金属卤素灯,是利用极间距通过电流所形成的电子束与气体分子碰撞,激发产生光线,金属卤化物丸在参与整个发光过程中,绝大部分能量被转换成可见光,仅有很小部分能量转换成热量,从而产生了相当高的光效。镝灯是利用碘化镝、碘化钬的蒸气放电而发光的。碘镓灯是在石英玻璃灯管内,充入碘化镓、定量的汞及稀有气体,两端有钨丝电极。金属卤化物灯作为一种新型光源,具有发光效率高、光色好、应用范围广、是重要的节能光源。与发出暗黄色光的高压钠灯和发出蓝色光的高压汞灯相比,金卤灯所发出的舒适纯白色光受到大多数工业场所和商业场所喜爱。它可使暗室内或夜色下的景致如同在阳光照耀下一样色彩艳丽。金属卤化物灯可制成由20W到3000W不同功率的光源,可广泛用于彩色电影电视的录制播放、印刷制版、广场、街道、铁路、码头、施工工地、大型厂房等的照明。金卤灯是放电灯家族的最新成员,它在许多领域已经取代了白炽灯、高压钠灯和高压汞灯。金卤灯的主要优越性在于其体积较小,一只100W的金卤灯电弧管只有一英寸,可安装在很小的外管中。另外,在相同照度条件下,金卤灯对能源的需求明显小于其他灯,所以大大减少了发电过程中废气废渣的排放量,不愧为环保型产品。目前金属卤化物的点灯方式可分为三种:交流点灯、直流点灯和高频点灯。日光色金属卤化物灯是国际上最新一代节能光源,显色指数达65~90,适用于照明要求较高的各种场所的泛光照明。进口管芯与高技术完善结合,质量可靠。高光效(80~100lm/W)。寿命长:平均寿命10000小时。 4.大功率节能灯凸显优势 大功率节能灯将小功率节能灯的照明应用技术,从室内小范围的照明应用延伸到了大范围的室内外的照明应用,这是一种突破,是一种应用技术上的创新。大功率节能灯的定义为36W~85W;超大功率的定义可以分为120W~240W,使用灯管直径17mm,灯管型号分为6U、8U直管型和螺旋型。大功率节能灯的创新,在实际照明中体现出了很多其他电光源不具备的优点:显色性指数高,可达79~85左右。光效高:在45KHZ的工作频率的实际应用电路中,光效可达到58LM~68LM/W的技术水平。高功率因数达到0.95~0.99以上,灯的使用寿命长,分体式大功率节能灯的整体的使用寿命可以达到12000小时以上。大功率节灯的色温制造技术,可以从300K的暗红色至到20000K的兰色高色温,这是大功率节能灯一大特点。 市场需求任何行业发展的原动力,超大功率节能灯可以在一定程度和场合代替汞灯,金卤灯,钠灯。与金卤灯相比,大功率节能灯具有使用经济、安装便利、使用安全、光线舒适等诸多优点:大功率节能灯初期总投资低、安装方便、维护成本低,同样的照度值的投资比金卤灯少30%,照明效果相同;大功率节能灯一体化结构设计,维护方便,不像金卤灯组装需配套电器、光源、触发器。这一点满足了客户要求便利、简单的真实需求,它代表未来的消费潮流;节能灯产生的紫外线极微量,对人体不会造成伤害。大功率节能灯在节能、经济,寿命、安全等方面具有很大的优势,从节电角度来说,实际用电量仅为金属卤化灯、钠灯的一半,而寿命则长达10000小时以上,市场前景十分可观。大功率节能灯以其节能、光线柔和、安全的特性,在工厂照明人员作业场所4~10米具有非常大的优势。大功率节能灯和金卤灯相比各有优势,金卤灯在电压不稳时易“自熄”。夏季出现的“用电荒”现象,各地的开发区和工业区不可避免地遇到共同问题:电压不稳、拉闸限电,金卤灯容易受到影响。相反,适应宽电压工作的大功率节能灯则有更好的适应性。面对“用电荒”,大功率节能灯成为各工业区照明的首选。大功率节能灯的占有率达到近60%,用过的电工反应良好。大功率节能灯是经销商未来经营中不可缺少的照明产品,同时,今后将会是大功率节能灯推广的爆发期。 大功率节能灯是目前较为成熟的新一代绿色、环保、节能照明产品,它具有光效高、无电磁和噪音,光照柔和舒适无频闪、显色指数高、启动快、寿命长、适应电压范围宽等特点,可直接使用在10米以下的环境中,已经从厂矿照明延伸到商业照明、农村照明等庞大的市场空间。常用节能灯主要用以室内照明,而大功率节能灯是面向工矿照明。由于安装方便、快捷、简单,在10米以下的工业照明场所,大功率节能灯比金卤灯使用的频率更高。企业在6~10米的仓库、维护车间、配套车间采用大功率节能灯照明。还有更多的中型企业、商业社区、包括新农村道路改造等,选择大功率节能灯的越来越多。大功率节能灯将小功率节能灯的照明技术,从室内小范围的照明应用延伸到了大范围的工矿、机场、车站、码头以及大卖场等场所照明。这是一种技术突破,是光源在照明应用领域里的更新,可以说是照明光源类的中流砥柱。目前,市场容量100亿元以上,潜力巨大。2010年大功率节能灯被列入国家节能产品采购清单,由政府补贴推广,很多地方主导使用超大功率节能灯,此举也促使市场需求呈现增长态势,这预示着大功率节能灯发展进入快车道。大功率节能灯不但使大面积取代传统高压钠灯真正成为了现实,还必将在世界道路照明史上掀起一场划时代的绿色革命浪潮。 5.节能照明光源无极灯的市场空间和前景广阔 高频无极灯是高频等离子体无极电磁放电感应灯的简称,它是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个熟知原理相结合的一种新型光源,是21世纪“绿色照明”领域的最新应用技术,利用电磁感应原理发明的无灯丝无电极的磁能灯、电磁感应灯、无极灯是将来电光源的发展方向。由于灯泡内没有灯丝和电极,因此不存在限制光源寿命的必然组件,一般寿命可达数万小时以上。传统电光源不论是白炽灯还是高、低压气体放电灯,都是由一个玻壳和一根灯丝组成,电能通过灯丝进入灯泡转换为光能。而高频无极灯则是通过把高频电磁能以感应方式耦合到灯泡内,使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体,等离子体受激原子返回基态时自发幅射出245nma的紫外线,灯泡内壁的荧光粉受紫外线激发而发出可见光。高频无极灯是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个人们所熟知的原理相结合的一种新型电光源。由于它没有常规电光源所必须的灯丝或电极,故称无极灯;通常低压气体放电高频无极灯所使用的工作频率为2.5~3.0MHz,也就是说,高频无极灯的工作频率比普通白炽灯和日常使用的电感式日光灯、金卤灯、高压钠灯等灯种的工作频率(50Hz)高出5万~6万倍,比普通节能灯或电子镇流器的工作频率(30~60KHz)高出约250倍。与白炽灯相比,节能达75%左右,85W的高频无极灯的光通量与500W白炽灯光通量大致相当;85W无极灯也可替代170W金卤灯、250W高压钠灯,在同等视觉效果条件下,综合节能大于70%.在同等数量的情况下,使用无极灯可使输出电路的电流减少四倍以上,变压器的容量亦大大减少。 由于高频无极灯有上述独特的优点,它的综合性能是任何一种电光源所不能相比的,它几乎汇集了所有不同类型电光源的优点,因此可以广泛用于城市道路照明、景观绿化照明、工厂、学校、图书馆、温室、植物棚、礼堂、大厅、会议室、大型商尝大型厂房、体育馆、运动尝隧道、交通复杂地带(路灯、标志灯、桥梁灯)、地铁站、火车站危险地域照明、水下灯等,特别适用于高危和换灯困难且维护费用昂贵的重要场所。 一般的白炽灯、日光灯、节能灯、及其它气体放电灯都有灯丝或电极,而灯丝或电极的溅射效应恰恰是限制灯使用寿命的必然组件。高频无极灯没有电极,是靠电磁感应原理与荧光放电原理相结合而发光,所以它不存在限制寿命的必然组件,同时也不怕震动。使用寿命仅决定于电子元器件的质量等级、电路设计和泡体的制造工艺,一般使用寿命大于6万小时,可减少频繁维护、大大减少更换光源的次数与费用,节能又节钱。 高频无极灯不采用液态汞剂,通过国家EMC检测,无电磁污染,同时灯光极其稳定、无频闪、亮度高、低眩光、色泽柔和、非常有利于视力健康,使用三基色荧光粉是真正的环保绿色光源。高频无极灯的工作频率高达2.68MHZ,一般的灯为工频50HZ,“没有频闪效应”,长时间使用不会造成眼睛疲劳,保护眼睛健康;三基色荧光粉涂层,显色指数80,比高压钠灯和汞灯都要高20光色柔和,被照物体呈现出自然色泽,颜色还原性好;色温可选,从2700OK~5000OK,由客户根据需要选择(包括彩色灯泡),用于园林装饰及景观照明;瞬间启动勿需预热可低温启动、随意启动、频繁启动再启动,启动时间小于0.5秒,不受频繁开关限制,不会象带电极的放电灯造成明显的光衰退现象;电气性能符合GB标准,功率因数高达99%,电流谐波低,符合国家标准。光输出不受电源影响,输出恒定的光通量,光通量衰减慢,在110V~285V之间均可有效启动。紧凑型玻壳设计,使灯具设计有更大自由度,可在任意方位上安装,不受限制。功率因数达0.99,整套无极灯消耗功率(输出功率)相当于输入功率。谐波含量低,对家用电器无干扰,对电网无污染,符合GB16844-1997国家标准。对照明空间无电磁辐射,不影响人的身体健康,电磁兼容指标符合GB17743-1999国家标准。如果全国全部换上高频无极灯,一年将会节省两个三峡发电站的总发电量,充分的说明了高频无极灯有着无限的市场空间和前途。 6.结束语 科学技术的进步给人类的社会物质文明带来了质的变化,也缩短了新的科学技术面世的时间。当今世界正处于前所未有的历史性变革,城市化全球化的趋势加快,环境问题也日益凸显,而同时,人们的生活方式也在发生日新月异的变化。而科技创新将成为时代进步的助推器。在照明领域,绿色高效并孕育了无穷创新变革空间的新光源新能源照明产业成为了全球的朝阳产业正日益崛起。相信不久的将来,照明领域里将会出现更高更新、更好、更节能、更环保的新型电光源,世界节能环保的低碳经济浪潮期待着世界各国的科学家能为人类创造发明出更科学的新技术、新产品、新发明!

    时间:2017-05-02 关键词: 节能减排 环保照明

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    全球变暖一直都是全球关注的焦点,而引起全球变暖的因素是CO2排放量增多,汽车的CO2排放量就是人们关注的重点,各国都制定了相关的政策,要求车辆降低CO2的排放。而要想满足这个要求,动力总成技术是关键,必须对车辆动力总成采取必要的改进和提升措施。 发动机小型化的关键技术 发动机小型化是汽车企业都在积极努力的方向。当然,挑战也越来越严峻。 为了平衡降低CO2、排放达标和成本效益等方面的需要,吉利团队正在以吉利、凌克和沃尔沃等汽车品牌的基础之上,各品牌通力合作,实现综合效能最大化。其结果是高度模块化的动力总成系列以及最新工艺水平的技术方案包,可以适应品牌、市场和车辆的各种需要。要满足既定目标,高度有效的传输和电气化是关键因素,发动机技术也同样重要,发动机小型化也是吉利重点研究的内容。 “为了更好地实现发动机小型化及其高性能,我们的关键技术是带中央喷射器的直喷、涡轮增压、一体化排气歧管、包括米勒循环和气缸间歇等先进燃烧技术。在中国市场上,吉利已经拥有获奖发动机的很长历史,目前吉利将继续努力开拓新的市场,在节能减排的技术进程中做出自己的贡献。将来,吉利会将精力集中在1.0L 3缸、1.5L 3缸和2.0L 4缸这三种主要发动机系列上。 米勒循环+VTG的结合 业内人士都知道,可变几何增压器(VTG)作为一种有效的减排手段已成熟应用于柴油机,但在汽油机中的应用还很有限。汽油机更高的排温和因此而带来的更高的增压器费用是影响其应用推广的重要原因。 最新的研究和实践表明,米勒循环可以增加热效率,从而进一步降低排温,因此,米勒循环给促进VTG在汽油机中应用提供了可能性。 作为发动机领域的领先厂商,FEV在米勒循环+VTG的协同作用方面进行了深入的研究,其特别关注点在于VTG对换气的改善,从而可以适应米勒循环更高的进气压力要求。此外,为了降低换气损失,FEV还对不同的载荷控制策略进行了评估——从可变气门正时、涡轮旁通,到传统节气门。通过创新的米勒循环和VTG结合,泵气损失可大幅度降低。这样能够降低缸内残余废气量进而允许更加优异的燃烧特性,因此明显降低全负荷工况油耗。 高压缩比、米勒循环和VTG技术 实际上,大众今年的消息,其全新的EA211 1.5TSI evo发动机正是采用了高压缩比(12.5 : 1)、米勒循环和VTG技术,其结果是比1.4TSI(国外使用的是92kW调教版本)的动力效率提高了10%,油耗相比1.4TSI发动机也降低了1L/100km。 我们知道,过高的压缩比会造成更高的爆震可能性,除非使用标号极高的汽油,但是这并不实际,从成本和现实的汽油供应来说,都并不靠谱。所以,新的EA211 1.5TSI evo发动机采用了米勒循环。米勒循环的最大特点是晚关进气门,也就是说在发动机的压缩阶段,气缸内的一部分混合气体会从进气门被送回到进气歧管,气缸内并没有那么多混合气体,从而降低实际的压缩比。 虽然VTG算不得很新的技术,在保时捷的涡轮增压发动机中,我们同样可以见到类似的设计,但是,全新EA211上搭载的是一款电控的可变几何涡轮增压器,它可以通过匹配涡轮的流量特性,增加涡轮的工作压力,从而提高发动机的扭矩表现,特别是在低转速的时候。VTG的使用,使得新的EA211 1.5TSI evo发动机的最大扭矩出现在1300r/min,比1.4TSI发动机早了35%,可以带来显著的动力性能提升。 今后,节能减排的压力越来越大,米勒循环+VTG在汽油机中的应用潜力会越来越多

    时间:2017-01-24 关键词: 发动机 节能减排 米勒循环 vtg技术

  • 发动机自动启停技术全解析

    发动机自动启停技术全解析

    当前,交通拥堵导致的车辆堵成一锅粥的现象时有发生,少则十分钟多则半个小时甚至更长时间。而当汽车处于停止状态时,发动机则处于怠速状态,由此带来的排放污染也比正常行车时要厉害得多。如何在堵塞情况下,更好的减少汽车的排污与省油问题?于是,一项专为发动机怠速时设计的节能减排技术——启停系统于上世纪70年代开始悄然兴起。 时至今日,为了应对日益严苛的燃油排放法规,整车厂开始大规模的搭载发动机启停技术,并将该技术作为宣传的一大卖点。启停系统到底是怎样发挥其节油本领的?该技术诞生至今都经历了哪些发展历程?本篇盖世汽车将从发动机启停技术的发展历程、工作原理及应用现状着手,与业内共享启停技术的前世今生。 什么是自动启停技术   自动启停系统(STOP&START)简称STT,是一套能自动控制发动机熄火、点火的系统。在车辆行驶过程中临时停车(例如等红灯)的时候一直踩刹车(一般超过2秒),发动机就能够自动熄火;当松开刹车或踩下油门(或转下方向盘,切S、M档等)时,发动机立刻自动起动。自动启停系统能够尽量降低发动机怠速空转时间,以减少不必要的燃油消耗,降低排放提高燃油经济性。 自动启停技术发展史 发动机启停技术的想法早在上个世纪30年代就出现过,应用的车上就要追溯到70年代了。当时丰田在皇冠轿车上曾进行过相似技术的实用性测试,当车辆停止 1.5秒后,发动机会自动断油熄火,这可以说是之后发动机自动启停技术的雏形。但直到06年左右,由于日益严苛的环境法规限制,自动启停技术才开始在汽车上慢慢普及。 日系 早在1970年,丰田公司已经涉足启停技术。当时尝试在丰田皇冠车上安装一种电子装置,可在汽车静止1.5秒后关闭发动机。试验结果发现在东京市繁忙的交通中,运用这种新技术可使节油率提升10%。 除了丰田汽车外,马自达汽车也开发出i-Stop系统,在静止怠速的状态下重新启动时会决定首先运作的汽缸,该汽缸的活塞会停在适当位置且汽缸内完成扫气行程。等系统判断将重新启动时,就喷射燃料快速点火燃烧,同时驱动启动马达。启动过程耗时约0.35秒,而且相当平顺。 德系 1980年,启停系统开始装备于大众汽车第二代Polo的量产车型上。随后,1994年第三代大众Golf、Lupo(3L车型),以及1999年奥迪A2(3L车型)都装备有该技术,不过因售价高昂这些车型的销售不是很理想。 宝马公司将启停技术应用旗下车型多年,包括2008年后的mini系列车型。BMW一直致力于减少发动机动力的损耗,他们采用博世公司的加强型启动马达,在频繁关闭、启动的环境下比一般启动马达承受更多的启动次数。 法系 2006 年法国PSA集团的雪铁龙公司开发名为“start-stop”的怠速熄火系统,搭载于雪铁龙C2和雪铁龙C3上。这套系统结合了该公司研发的 sensodrive自动变速箱与电子控制的ISG可逆发电机(ISG集成了启动马达与发电机,是由法雷奥与日本电装公司共同研发而成)。 这套系统也搭载于2011年小改款的标致3008 e-HDi车型上,配合1.6L柴油发动机以及制动能量回收系统,可节省燃油损耗达15%的效果。 自动启停技术工作原理 自动启停的大致原理是在车辆上设置一块电池以及一台起动机。通过能量回收系统或者发电机对电池充电储备能量。   当车辆因为拥堵或者路口停止行进。驾驶员踩下制动踏板,停车摘挡。这时候,Start/Stop系统自动检测:发动机空转且没有挂挡;防锁定系统的车轮转速传感器显示为零;电子电池传感器显示有足够的能量进行下一次启动。满足这三个条件后,发动机自动停止转动。 而当信号灯变绿后,驾驶员踩下离合器,随即就可以启动“启动停止器”,并快速地启动发动机。驾驶员挂挡,踩油门,车辆快速启动。在高效的蓄电池技术和相应的发动机管理程序的支持下,启停系统在较低的温度下也能正常工作,只需短暂的预热过程便可激活。 自动启停系统应用现状 目前市场上已经有许多车型搭载发动机自动启停系统,欧洲车装备自动启停技术的车型较多,如奥迪(从A1到A8L、Q3/Q5/Q7)、奔驰(E级、S级等)、宝马(1系到7系、X1/X3)、沃尔沃(几乎全系新车)、保时捷(几乎全系新车)等。 据外媒报道,福特汽车计划在2017年实现旗下70%的车型配备自动启停系统。目前我国汽车的生产和销售正保持着高速增长的势头。博世公司起动机和电机事业部中国区副总裁孙国忠曾表示,2013年欧洲轻型车中40%采用了启停系统,预计到2019年该比例将提升至90%;中国市场在该领域将跟随欧洲的步伐,他预言:“2019年中国车市年销量规模将达到3000万辆,其中30%将配备启停系统。届时每三辆车中就有一辆配有启停系统。”

    时间:2016-09-01 关键词: 发动机 节能减排 自动启停

  • 传统节能减排之发动机小型化相关技术解析

    传统节能减排之发动机小型化相关技术解析

    随着石油资源紧缺及环境污染的日益加重,各国开始不断收紧汽车燃油消耗及排放标准,于是,更为节能环保的车辆开始受到人们的青睐。对于已有百年多历史的内燃机而言,想要继续保持其旺盛的生命力,就必须在节能减排技术上有所突破。 从整车厂和零部件供应商在发动机领域的技术创新来看,小型化发动机早已成为各家追逐的焦点。相对而言,更小的、功率密度更大的发动机能够降低摩擦损失,从而提升整车燃油经济性。此外,在中国1.6L及以下小排量发动机还能享受购置税减半的优惠政策。 何为发动机小型化? 发动机小型化即通过减小发动机排量或减少气缸数量,在提高燃油效率的同时减少尾气和温室气体排放。全球排放法规和不断提高的燃油经济性标准同时推动着传统发动机向着小型化的路线发展。目前,这项技术被整车厂广泛应用于轻型汽油发动机中。有测试数据显示,发动机小型化可以提升20%到30%的燃油效率。 然而在降低油耗和排放量的情形下,小型化发动机如何在实际行驶过程中保证其动力性能不被削弱?业界对发动机小型化最大的疑问在于其动力性能是否足够强劲,这也是影响小型化发动机在终端市场表现的根本原因。关于制约发动机小型化市场表现的因素,盖世汽车将在后期的专家访谈中深入讲解,本篇不做过多赘述。 发动机小型化相关技术 更少气缸数的更小型的发动机之所以成为可能,离不开涡轮增压技术、汽油直喷技术、可变气门正时等关键零部件技术作保障。下面将简要解析这些技术的工作原理,并分析各项技术的存在的优势和劣势。 涡轮增压技术 涡轮增压(Turbocharger)是利用发动机排放出的废气冲击涡轮来压缩进气,从而提高发动机的动力和燃油效率。   众所周知,燃油在发动机内点燃需要氧气,氧气越多燃烧越充分,发动机工作也就越好。涡轮增压作为汽车发动机的一种进气形式,其主要作用就是压缩空气,提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。同时,使燃油燃烧更加充分,提高燃油经济性和降低尾气排放。 一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L自然吸气发动机的水平,但是耗油量要比1.8L自然吸气发动机稍高。 优势: 1、拥有良好的加速持续性,后劲十足。最大扭矩输出的转速范围宽广,扭矩曲线平直。 2、提高燃油经济性,降低尾气排放。 3、利用废气的能量,不消耗发动机的动力。 劣势: 1、平顺性有待提升,低速时涡轮不能及时介入,有一定的滞后性。涡轮迟滞、动力输出不线性是涡轮增压最大的缺点。 2、使得整个系统温度提高,需要额外解决高热影响。为解决高热影响,需要使用耐高温抗氧化的冷却和润滑介质,加装冷却器等。 3、后期养护费用较高。 因此,在使用涡轮增压发动机时,需要着重考虑发动机油品的挑选和换油周期。涡轮增压器中的关键轴承需要用发动机油进行润滑,用发动机冷却液进行冷却。绝大多数设计都允许发动机冷却液泵在热停车后再持续工作几分钟,用来为涡轮护盖降温。由于涡轮是由发动机尾气所驱动的,因此涡轮护盖可能会变得红热。此外,由于机油都有其既成的流动路径,因此在发动机关闭时,机油就会经由这些流道排空。如果没有适当的冷却和排空,轴承上的发动机油就会燃烧(焦化),变成焦油,阻塞机油的流道,从而导致涡轮出现灾难性的故障。 汽油缸内直喷技术 缸内直喷,顾名思义就是直接将燃油喷入气缸内与空气混合的技术。与传统歧管喷射的意义不同,缸内直喷将喷射压力更进一步提高,使燃油雾化更加细致,真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合,同时消除了缸外喷射的缺点。在发动机低转速低载荷时,延迟喷射,在活塞进行压缩冲程最后阶段时喷射,利用空气涡流,使燃油聚集在火花塞附近,分层燃烧实现节油的目的,但当发动机转速上去,载荷上去时,还是要提前喷射,在吸气冲程就将燃油喷射进去,使油气均匀混合燃烧。   此外,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制,以及活塞顶形状等特别的设计,使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合,从而使燃油充分燃烧,能量转化效率更高。相比于传统的PFI(port fuel injection歧管喷射)发动机,GDI发动机燃油消耗可减少20%到50%。 优势: 1、燃油燃烧更充分,能量转化效率更高。 2、更加精准地控制发动机进气量与喷油时机,促进节能环保。 3、缸内直喷的瞬态反应快,启动也比较快。 劣势: 1、燃烧室处于富氧环境,易产生氮氧化物。 2、燃烧温度较低,三元催化器并不能达到很好的工作温度,对有害介质的转化不完全。 3、对于油品适应能力差,汽油中的硫会毒害氮氧化物催化装置。 可变气门正时技术 发动机可变气门正时技术“VVT”(Variable Valve Timing),通称是“可变气门正时”。其工作原理就是根据发动机的运行情况,调整进气、排气的量,控制气门开合的时间和角度,使进入的空气量达到最佳,从而提高燃烧效率。   通俗点来说,四冲程汽油机分为吸气、压缩、做功、排气这四步流程,由于发动机工作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促的时间往往会引起发动机进气不足,排气不净,造成功率下降。因此,就需要利用气流的进气惯性,气门要早开晚关,以满足进气充足,排气干净的要求。[!--empirenews.page--] 既要兼顾引擎在低速区的扭矩特性,又想榨取高速区的功率特性的情形下,一种对气门升程进行调节的装置即“可变气门正时技术”应运而生。该技术既能保证低速高扭矩,又能获得高速高功率,对引擎而言是一个极大的突破。到今天几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术,如丰田开发的VVT-i,保时捷开发的 Variocam,现代开发的DVVT……一系列可变气门技术虽然商品名各异,但其设计思想却极为相似。 优势: 通过控制进行配气,改变进气门的打开与关闭时间,可以提高进气充量,使发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。 劣势: 1、中段转速扭矩不足。 2、由于多摇臂和凸轮组机构的介入,发动机运转噪音大。 3、维修使用的成本也大幅增加。 可变排量技术 可变排量技术又称气缸休眠技术,是指当发动机工作在小负荷状态时,通过一系列的“手段”让部分气缸停止工作(休眠),剩余的气缸正常工作,该技术能将发动机的6缸燃烧智能切换成3缸燃烧,达到节省燃油、降低排放的双重功效;当急加速或爬坡需要加大动力时,可变排量技术又会启动所有汽缸,快速提升发动机的动力输出能量。   要让气缸休眠(不工作),众多厂商主流的方式是断油+断气。对于现在的电喷发动机来说,“断油”相对简单,因为燃油喷嘴其实是电磁阀。电磁阀通电则喷油,不通电就不喷油。“断气”相对复杂。因为发动机的进、排气门是气体进入、排出气缸的必经之路。所以,只要让进、排气门不打开,就可以实现“断气”。 目前各厂商有着各自的办法,如本田的方法是通过塞柱的移动,断开摇臂与凸轮轴之间的联动关系,让摇臂不再顶开进、排气门,实现“断气”。 优势: 低油耗,省油钱,对于小排量经济型轿车效果明显 劣势: 1、消费者购车、用车成本增加,气缸休眠技术使用了更为复杂的发动机机械构造以及与之匹配的控制策略,必定会带来整车成本的提升,而这些必然会转嫁到消费者身上。 2、复杂的技术带来了发生故障的可能性,也会提高维修保养成本。 自动启停技术 发动机自动启停技术,是指在车辆行驶过程中临时停车(例如等红灯)的时候,自动熄火。当需要继续前进的时候,系统自动重启发动机的一套系统。它的核心技术在于自动控制熄火和启动,这项技术可以有效降低发动机怠速空转的时间,这在城市走走停停的交通状况下可以一定程度降低排放提高燃油经济性。   智能起停“stop—start”系统的起停功能在钥匙通电时默认自动开启,当车速降低至限值以下、处于空挡状态和离合器踏板完全松开时,将开启自动停机系统。当发动机成功启动后,在一定的时间内,驾驶员没有任何踏板和挡位操作,则系统会认为驾驶员暂无起步出发的意图,发动机会自动停机。这个时候压缩机同时也停止工作,当松开刹车踏板继续前进的时候,发动机又自动启动。 优势: 节油、省钱。 劣势: 1、若堵车时间较长,长时间的走走停停势必会给起动机增加负担。 2、一些车型的启停逻辑不是很好,介入时间拿捏不准。 3、启动时噪音和震动较大。 发动机自动启停技术设计的初衷是为了环保节能,在理论环境下它也确实可以达到这个目标。但如果结合我国的路况——堵车时间较长,长时间的走走停停势必会给起动机增加负担。所以,在长时间拥堵时,最好将自动启停功能关闭,这样更有利于延长起动机和蓄电池的寿命。

    时间:2016-06-27 关键词: 发动机 技术 节能减排 小型化

  • 新车型或被淘汰 最严苛油耗限值催生新能源虚火

    新车型或被淘汰 最严苛油耗限值催生新能源虚火

    现阶段最严苛的第四阶段燃油消耗标准即将于2016年1月1日起实施。按照国家要求,到2020年,车企燃油限值要从2015年的6.9L/百公里 降至5.0L/百公里,年均降幅达6.2%左右。第三方智库机构能源与交通创新中心(iCET)近日发布的《2015中国乘用车燃料消耗量发展年度报告》 (下称“报告”)显示,要实现上述目标,在车型方面,单车限值较此前加严了20%,而目标值也对应降低了30%~40%,这意味着目前1/4新车车型若不 进行技术升级将面临淘汰。 1/4新车型或面临淘汰压力 节能减排已经成为世界汽车行业的共同趋势。在前不久召开的巴黎气候大会上,各国已经就降低二氧化碳甚至是实现温室气体净零排放达成一致。作为二氧化碳排放的重要来源,汽车业的节能减排成为各个国家都在共同努力的方向。 上述报告显示,中国从2005年7月开始实施乘用车燃料经济性标准,但从2006年~2014年的8年间,车企的平均油耗才下降了1L/百公里,年 均降幅仅为2%。若不考虑新能源汽车的核算影响,2014年国家乘用车油耗平均水平为7.22L/百公里,同比仅下降1.5%,燃料经济性改善幅度较小, 而自主品牌企业油耗同比甚至还增加了3%。 早在今年年初,工信部公布的“2014年度乘用车企业平均燃料消耗量情况”显示,在91家国产乘用车企业中,有25家未达标,较2013年度多了3家;29家进口车企中则有10家未能达标,较2013年度减少1家。其中不乏北汽集团、一汽集团等大型国有车企。 在此之前,LMC汽车市场咨询(上海)有限公司总经理曾志凌在接受《第一财经日报》记者采访时表示,要达到上述2020年的节能目标,对所有的企业 来说都是一个十分艰难的挑战。在此背景下,车企都在使出浑身解数以达成目标。因为按照报告预测,在未来5年间,车型方面的单车限值较此前加严了20%,而 目标值也对应降低了30%~40%,如果车企不进行技术升级,目前1/4的新车车型将面临淘汰。 在此背景下,合资车企早在多年前,就一直致力于小排量涡轮增压发动机的研发和搭载。而在自主领域,上汽也在多年前就致力于MGE系列、SGE系列缸 内直喷发动机的研发,TST6速、7速双离合变速器,以及新一代发动机启停系统等传统高效动力科技的研发,眼下,这些技术已经被陆续搭载在名爵锐腾、荣威 360等上汽旗下多款车型身上,同时按照规划,上汽将在2017年推出自主开发的新一代小排量发动机SGE1.5T,较现有发动机油耗下降7%,百公里油 耗达到5.0L的标线。而到2020年,上汽将投产下一代“蓝芯”发动机和变速箱,目标是性能和效率优于同期投产的国际竞争对手。 也有部分车企试图以柴油化来降低油耗和排放。据不完全统计,2002年,国内市场上能买到的柴油车仅有2款,而眼下,这一数字已经增长至86款。即 便如此,柴油路线在国内一直难言主流,而受大众柴油车造假门影响,业内认为,柴油车在华基本上已经失去了大规划发展的基础。iCET执行主任安锋认为, “新能源汽车推广与先进节能装备技术应用规模将成为2020年乘用车产品燃料消耗量5.0L/百公里目标是否能够实现的关键。” 油耗限值下的新能源“虚火” 今年以来,几乎所有的车企都在上马新能源汽车。因为如果油耗不达标,企业的新车投放以及扩产计划都将受到影响。也正因为政策高压和政府扶持的双向驱 动,中国的新能源市场火热异常。工信部数据显示,前11月,新能源汽车累计生产27.92万辆,同比增长4倍。与此同时,来自全国乘联会的数据显示,前 11月新能源乘用车累计销量已达13.9万辆,同比增长2.4倍。照此发展,中国将超越美国,成为全球第一大新能源市场。 不过,中国新能源汽车在做大的同时,是否真正做强了,从产业竞争的角度上,车企的新能源技术储备是否具备了“弯道超车”的实力,还有待观察。 在此之前,江淮汽车集团前董事长左延安就尖锐指出,目前我们以电动车为代表的新能源汽车产品,如果拿到国际市场上来衡量的话,好的并不多;与此同 时,他认为他接触到的一些企业,在电动汽车这个领域里面,也缺少高端战略、整体战略,包括技术路线、产品发展以及产能建设等等,缺乏一个完整的成体系的设 计和规划。 从市场销售角度看,虽然目前市场上在售的新能源汽车产品多达几十款,但主要集中在A00级以及A0级市场,来自全国乘联会的数据显示,今年前9 月,A00级以及A0级纯电动车销量分别达到3.08万辆和1.71万辆,同比增长73%和818%。相对应的,A级和B级车销量仅为5462辆和189 辆。在技术含量较高的插电式混合动力领域,仅有比亚迪秦和上汽荣威e550等少数几款车型可供选择。在全国乘联会秘书长崔东树看来:“目前更多新能源汽车 依然在走过去自主品牌的老路,依靠性价比取胜。” 虽然低价并不必然造成低质,但大多数纯电车型使用上的确存在很多问题。比如不少车企为了拿到政府补贴,在没有足够技术积累的情况下快速上马新能源汽 车,直接用传统燃油车型进行“改造”,使得车辆存在安全隐患。以电池为例,由于绝大多数车型电池并未达到IP67标准,防尘防水能力弱,极易造成电池短 路,影响使用安全。另外,由于缺乏有效的BMS电池管理系统,不少车型的实际续航里程与标定的续航里程存在很大差距,电池衰减问题也无法得到控制。 在油耗限值的压力下,不少车企仅仅将新能源作为纾解油耗压力的方式,因此在投入和研发上,都难有主动性。左延安认为,造成上述现象的重要原因在于: 一是现在传统汽车卖得还不错,虽然是微增长,但还没有负增长。二是国家政策在向产业转型升级这个方向调整的时候,给予企业的压力还不够大,如果压力大了以 后,动作(可能)会快一点。 不过,从长远来看,新能源已经成为汽车行业的未来方向。在今年的广州车展上,上汽乘用车总经理王晓秋对新能源汽车的发展方向作了如上判断。他强调 “上汽把新能源放在第一位,不仅是为了满足国家对2020年整体油耗5L/百公里的要求,更重要的是,我们认为未来新能源汽车大行其道是不可逆转的趋势, 到2025年,新能源将成为未来动力的主流”。 因此,早在7年前,上汽就涉足新能源汽车的研发,投入超过60亿元,成为在纯电动、插电强混、燃料电池三大技术领域均拥有领先技术和自主知识产权的 自主车企,并掌握了“电池、电驱、电控”的三电核心技术。据了解,上汽自主研发的以EDU为核心的插电混动技术,已经可与丰田THS、通用VOLTEC等 全球主流的混动技术并肩;而出于对自主BMS电池管理系统的自信,上汽也在业内率先向市场承诺其电池5年或10万公里衰减不超过20%。在去年,上汽成立 了前瞻技术部,主要围绕新能源、新材料、智能互联等跨界技术展开前瞻性研究。按照规划,未来5年其将投入逾200亿元,逐步投放6款全新新能源汽车,全面 覆盖10万~25万主流细分市场,实现从A00级到B+级乃至SUV的全覆盖。[!--empirenews.page--]

    时间:2015-12-24 关键词: 新能源 节能减排 油耗限值

  • 英国节能减排出新招:降低LED路灯亮度

    英国伦敦北部的哈特福郡将会开始调整路灯亮度,节省更多开支。在过去一年中,哈特福郡已经陆续减省许多开支。现在政府单位又想到新的省钱方法,借由在深夜调低LED路灯的亮度省钱。 这个“减低亮度和减少路灯启用数量”的首批测试计划将随着LED路灯的启用开跑。这个计划主要针对部分区域,在夜晚期间减低灯光亮度,并缩短路灯照明的时间。现有的路灯在深夜11点到早上6点已经调降25%亮度。 LED路灯不只比传统高压钠路灯节能减碳,还能帮助政府达成碳排税的目标。降低路灯亮度将可以再减少25%能耗,配合每天减少运作数分钟的时间,积沙成塔之後,每年大约可以省下92小时的照明时数。 调整亮度和减短运作时间的计划将会先在当地的几个社区进行测试,并评估当地居民的反应。 在2016年2月也会进行双向测试,让当地人士、居民、警方进行小组会议。郡议会也亟欲了解居民对这项政策的反应。 这个测试预计将会在2016年1月至2016年2月间起跑,同步进行为期一年的现场和远端的路灯调光评估。在测试结果出炉後会呈送公路小组会议(Highways Cabinet Panels),并通知居民相关结果。 事件点评 随着全球节能意识高涨的大环境下,不少LED企业争先恐后研制节能更高、光效更好的LED照明设备,也已取得一些成果。可是,节能这回事,还真不是一两家企业就能真正完成的,需要广大的社会大众一起齐心协力去做的事情。随着地球资源的日益缩减,我们应该能够感受到越来越多的生活压力,待到有朝一日资源枯竭,我们方知自己在资源节约方面做得太少。 英国政府此举旨在节省能耗,缩减开支,咋一看来,不是惠民之举!但从长远的角度分析,却是可持续发展之路。首先,英政府在大体不影响民众生活的前提下实施的一项节能措施;其次,通过此举可降低能源消耗,节省开支,进而可以将更多的资源转向其他的惠民设施(如建学校、医院等);再次,此举可减排,进而可以提高民众生活环境。不管你如何看待这件事件,英国政府都在认真考虑实施,这是否值得我们反思呢?

    时间:2015-12-03 关键词: LED 节能减排 高压钠灯 电源资讯

  • 省毫瓦以增里程 提升汽车CAN总线能效以增强燃油经济性

     对于传统 乘用车而言,油箱是唯一的实际能源来源,故制造商们寻求在包括电子系统在内的所有汽车系统中节能,以进一步改善燃油经济性及二氧化碳(CO2)排放。随着 汽车中增添的电子系统的数量不断增多,以增强汽车性能及安全性,并为购买者提供有吸引力的新功能,汽车中每个电子控制单元(ECU)的节能效果较低的话, 就会使总油耗大幅增加。 芯片设计人员采用不同技术及途径,已经能够降低他们提供的器件的总能耗。在单个系统基础芯片(SBC)中结合多 个器件的功能,并应用不同电源管理策略,还能帮助进一步降低总能耗。这些进展表示当今的内燃发动机汽车能够舒适安全地搭载乘客,而使用的燃油更少,碳排放 更低。 增强型系统基础芯片 SBC为连接至汽车(CAN或LIN)总线的 各种模块(如车门模块)提供电能、驱动器及连接功能。通常情况下,它们可能集成稳压器, 为控制器及传感器、高边和/或低边驱动器、收发器接口及唤醒或看门狗引脚等其它系统连接功能供电。在单片器件中集成这些功能且结合内置电源管理,跟使用分 立元件相比,在功率、成本及尺寸方面具备优势。当今的SBC使用现有技术及电源管理,能提供约20 μA的休眠电流及约60 μA的待机电流。 在一款典型SPC中,片上稳压器通常是低压降(LDO)线性稳压器,如图1所示。基于这个原因,设计人员面临的主要挑战就在于散热管理,因为LDO功率 耗散相对较高。对于5 V时150 mA的稳流供电电流而言,SBC应当能够耗散高达1.3 W的总功率。如果SBC的LDO包含内置旁路元件,此功率就在SBC封装内部耗散。用于需要更大电流(通常高于250 mA)的模块的SBC,通常设计为与外部旁路元件一起使用。这就有效分散SBC与外部MOSFET之间的功率耗散,从而能够扩展实用的环境温度范围。 图1. 包含LDO稳压器的传统SBC 提升电源电路的能效,如在某些或全部LDO处使用开关模式的DC-DC转换器,能够大幅降低汽车中每个CAN节点SBC的功率损耗额。这能帮助简化散热管理,还能提升燃油经济性。 在仔细选择转换器架构的情况下,采用开关模式DC-DC转换的SBC能为使用自动停止-启动(或微混合)技术的较新型车提供重要优势。自动停止-启动技 术在汽车停下来 (如等候交通信号灯) 时关闭发动机,能够降低市区行驶的燃油消耗约15%至20%;当驾驶员踩下加速踏板(油门)时,发动机自动重启,使系统有效地工作,而且这个过程对驾驶人 员而言是透明的。为了确保CAN总线上的所有系统都能够持续恰当地发挥功用,应用必须保持全面工作,即使是在发动机启动期间电池电压降至2.5 V那么低时,也是如此。在这种情况下,升压-降压DC-DC拓扑结构使SBC能够在所有工作条件下提供所要求的稳压输出电压。 图2:采用DC-DC转换器的SBC 局部网络 当今的汽车可能包含大量ECU,高端车型中的ECU数量可能多达100个左右。大多数ECU(如果不是全部的话)连接至CAN总线,因此,CAN总线始 终是启用的。即使发动机熄火时,某些ECU必须保持工作,以维持遥控开锁(RKE)等功能的运作。这么多数量的ECU连接至总线,对总体电能消耗有重要影 响。 局部网络(Partial Networking, PN)是一种用于降低能耗同时使ECU能够对唤醒指令作出响应的技术。系统仅在某些特定时刻根据需要启用部分网络,而其它节点保持在低功率状态。有几种可 能的局部网络应用方案。针对公路用车颁布的CAN标准ISO 11898-6定义了选择性唤醒功能,作为以高速媒体存取提供局部网络的方式。当某个ECU不要求工作时,它可能断开与CAN网络的连接,只要没有特定指 令传送给这个特别节点。 为了配合局部网络功能,各个节点要求专用收发器中内置“选择性唤醒功能”。这种选择性唤醒功能使不工作的ECU 的电流消耗能降低至汽车制造商通常规定的100 µA平均待机电流极限范围内。即使有这样的省电效果,但连接至总线ECU数量众多,以致于对总线的总能耗进而对汽车的燃油消耗有较大影响。这种途径的另一 项缺点就是跟每颗IC中必须包含的额外选择性唤醒电路相关的系统成本增加了。此外,网络内所有节点都需要软件适配,以配合应用局部网络。这就增加了较大的 系统开发负荷。 引入 CAN中继器 通过将逻辑总线分割为两个物理部分,使其中某个完整部分在不用时断电,能够获得可贵的省电效果,如图2所示。这可以通过在连接至CAN总线的某个模块上引入双向中继器来实现。 图 3. 增加一个具有CAN中继器的模块使总线能够分割为两个部分 常规模块包含一个连接至总线的CAN收发器,此收发器将物理CAN信号转换为由模块的微控制器(MCU)处理的数字信号。通常情况下,连接至总线的所有模块都是这种类型。增加一个带内置CAN中继器的模块会创建一个点,总线在此点能从物理上分为两个部分。 如图4所示,CAN中继器以与独立式CAN收发器类似的方式连接微控制器。在此器件内部,端口A上的每个信号传输至端口B,而端口B上的每个信号传输至 端口A。CAN总线信号在微控制器中被解释(interpreted)。CAN总线数据的重复在中继器芯片内部完成。当接收到进入休眠(Go-to- Sleep)指令时,端口之间的连接被断开,有效地断开端口B上网络部分的连接。断开连接部分上的所有节点都可以进入极低能耗的休眠模式。 图4. CAN中继器模块的内部架构 这种方法简单且性价比高,因为所有节点中除了一个节点外都可以使用标准ISO11898-2或ISO11898-5收发器来应用,而且无须软件适配。仅 要求使用一个中继器。当使用这种技术时,重要的是计算顾及到线缆长度、传输速度及由中继器导致的额外延迟等因素的总体时序。 采用这种方式来分割总线也增强了汽车的故障容限(如线缆对地或电池短路)能力。如果有要求,还可以通过插入额外的总线中继器,来进一步限制这些所谓的“硬”总线故障。还可以防止带有像增加电磁辐射及散热问题等后果的“软”错误影响整个网络。 结论 当今的汽车制造商越来越注重将汽车中每个系统的能效提升至最高,以满足更严格的排放及燃油经济性目标。为了符合汽车购买者乃至地球的需求,如今,前所未有地更加重要的是,充分利用新的IC进展来更高效率地在从熄火到所有系统工作等各个使用模式管理电气能耗。

    时间:2014-03-19 关键词: 汽车电子 节能减排 can总线

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