幽门螺杆菌没那么可怕，教你怎么查、怎么防、怎么治！
幽门螺杆菌的危害，很多人都有所了解，大部分的胃病及消化道肿瘤，尤其是胃癌，都与它脱不了干系。所以这个“网红菌”越来越受到大家的重视。我国幽门螺旋杆菌的感染率高达40%～60%，意味着几乎每两个人中，就有一个人被感染。
李兆申院士说：“胃癌实际上就是一种炎症到癌症的过程，炎症很大程度上就是Hp感染而来，到了肠化生阶段，就不可以逆转了，这个过程中有很多可控因素，Hp感染就是其中一个。”
需要提醒大家的是，幽门螺杆菌的检查和治疗，是一个很专业的问题，哪些人才需要检查和治疗？如何选择治疗方案？这都需要咨询专业的消化科医生，请勿擅自用药！！！
一、哪些人需要检测幽门螺杆菌？
1.30岁以上，家有老人和小孩，尤其是带孩子的老人。计划备孕的夫妇最好也查一下。
2. 患有慢性胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡等胃部疾病。
3. 经常反酸、烧心、消化不良、食欲不振或胃痛。
4. 口臭、口干、口苦、口腔异味、口腔溃疡。
5. 经常到餐馆就餐，参与聚餐，特别是火锅等，未使用公共碗筷，或爱吃生东西、喝生水。
6. 拒绝胃镜检查者。
7. 长期服用非甾体类抗炎药，（如阿司匹林、布洛芬等)类药物者。
8.不明原因的消瘦、乏力、消化不良。
9.有胃癌家族史者，尤其是一级亲属；
10.其它与幽门螺杆菌有关的疾病：酒糟鼻、寻麻疹、肝病、口臭、胆石症、肝硬化、糖尿病、缺铁性贫血、小儿发育不良、偏头痛、冠心病。
二、怎么检查？
检测幽门螺杆菌的方法有很多种，最常用的、也是最准确、最便捷的方法就是碳13和碳14呼气试验，简单吹气几分钟，25分钟即可出结果。
c-13呼气试验
注意事项：
1.孕妇、哺乳期妇女及12岁以下儿童不宜碳14，可以选择碳13。
2. 抗生素，铋制剂、质子泵抑制剂（拉唑类）、替丁类等HP敏感药物、以及以抗炎为目的的中草药者，容易出现假阴性，建议抗生素停药一月后，抑酸剂、中药停药10天后再行检测。
3. 上消化道急性出血可使HP受抑制，故亦可能出现假阴性。
4.空腹或餐后3小时以上，服用检测胶囊后及采气前不能饮水、谈话、抽烟、进食。
5.头一天饮酒可能会影响检测结果的准确性。
三、哪些人需要根除治疗？
2017年美国胃肠病学院（ACG）发布的关于幽门螺杆菌治疗的指南上提到：
目前已有循证医学数据表明，对于无症状的感染者，进行幽门螺杆菌治疗与不治疗，随访2年后出现胃癌的几率分别为1.2%和2.4%。就是说，根治后，胃癌的发病率降低一半。
尤其在胃癌高发地区（如亚洲尤其中日韩），对无症状患者进行根治治疗比低发地区（如北美）获益更多。
所以，检查出来感染了幽门螺杆菌，建议成年人都要根除治疗。有研究表明，40岁以前根除治疗的获益最大。当然，任何年龄根除都是利大于弊。
以下疾病和人群必须根除治疗：
1.消化性溃疡；
2.胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤；
3.幽门螺杆菌阳性的慢性胃炎伴消化不良；
4.慢性胃炎伴胃黏膜萎缩或糜烂；尤其是伴有肠化和异型增生者；
5.术后胃；
6.长期服用质子泵抑制剂（拉唑类）；
7.消化道癌家族史；尤其是一级亲属；
8.计划长期服用非甾体抗炎药（如阿司匹林、华法林、布洛芬、消炎痛、炎痛喜康等）；
9.一些与幽门螺杆菌感染相关的胃外疾病，如贫血；
四、如何治疗？
根据第五次幽门螺杆菌全国共识，目前推荐含铋剂的四联疗法：
即,两种抗生素+一种质子泵抑制剂+一种铋剂；疗程10-14天，一天两次，口服。
1.药物组成：
①抗生素：
主要包括阿莫西林、克拉霉素、甲硝唑、四环素、左氧氟沙星及呋喃唑酮等。
②抑酸剂：
主要包括抑酸能力很强的质子泵抑制剂（PPI）和稍弱的组胺H2受体拮抗剂，前者主要包括埃索美拉唑、奥美拉唑、雷贝拉唑、兰索拉唑等；后者主要有雷尼替丁、法莫替丁等。
抑酸剂可抑制幽门螺杆菌的生长，同时增加抗菌药物的灭菌活性。
③铋剂 ：
包括果胶铋和枸橼酸铋钾，在保护胃黏膜的同时又有明显的抑制幽门螺杆菌作用，且不受胃内酸度的影响。
2.组合方式：
①抗生素的组合方式：见图2。饭后服用。
②青霉素过敏者的抗生素组合：
克拉霉素+左氧氟沙星；
克拉霉素+呋喃唑酮；
四环素+甲硝唑或呋喃唑酮；
克拉霉素+甲硝唑
剂量服法同上表，饭后服用。
③质子泵抑制剂 的标准剂量：
埃索美拉唑20毫克、奥美拉唑20毫克或兰索拉唑30毫克/次，2次/天，饭前30分钟服用；
④铋剂 的标准剂量：
枸橼酸铋钾220毫克/次，2次/天，饭前30分钟服用。
五、何时复查？
根除治疗后，完全停药4周后，复查碳13或碳14，如果阴性，恭喜你，根除成功了。四联疗法的成功率在60-90%不等，全国还没有一个统一的平均数值，反正总会有一部分人会根除失败，那么根除失败怎么办？
六、根除失败怎么办？
根除失败的原因有很多，主要是：耐药；这是最主要的原因；没有严格按医嘱足疗程足剂量服用；饭前、饭后没有分清；药物质量不好；特殊的菌株；用药期间抽烟、喝酒；遗传因素等等。
这时候，不要着急，最好距第一次根除3个月后（有报道称间隔6-12个月效果更好），再进行第二次根除。
在第二次治疗时，要准确地告诉医生你上次用的是哪些药，医生除了更换抗生素以外，还可能建议您做抗生素药敏检测，有目的的选择最佳抗生素组合来提高根除率，并根据病人情况选择不同的ppi和铋剂，做到个性化治疗。
有条件的话，最好在第一次治疗时候，就做细菌培养和药敏试验，确保首战告捷。
七、孩子需要治疗吗？
一般应遵循以下治疗原则：无症状、无危险因素的孩子不需作根除幽门螺杆菌的检测和治疗。
有的婴幼儿没有什么症状或者症状很轻，不必治疗，否则几种抗生素吃2周，一方面小朋友太小吃药很困难，另一方面，吃药过程中也有许多副作用。比如胃肠道反应，过敏、增加抗生素耐药等。
我国2015年的共识中，仍将慢性胃炎、消化性溃疡、MALT 瘤、长期服用 NSAIDs、有胃癌家族史儿童列为 H.pylori 检测指征。除此之外，不建议治疗。
八、在根除过程中要注意什么？
1.按时按量服药。铋剂与质子泵抑制剂一般在餐前服用，餐后服用会影响质子泵抑制剂的抑酸效果。抗生素则通常在餐后服用，空腹服用易引起胃肠道的不良反应。
2.服药期间大便呈现黑色为服用铋剂所致，如无其他不适，属于正常。需按照方案制定的治疗天数坚持服药，勿漏服。
3.整个治疗期间尽量不要同时服用其他不必要的药物或保健品，不能抽烟喝酒。任何药物都有一定的副作用，如果服用药物太多可能会伤肝、伤肾！所以您的什么冬虫夏草，人参鹿茸暂时就不要吃了。
4.疗程不能低于10天，最好服用14天。
5.如果发生药物过敏或有其他明显的身体不适，立即停药并就医。
九、预防
即使成功根除了，也不是终身无虞了；如不注意，还有再感染的可能，大约5年的再感染率是2-8%。所以还需要注意饮食卫生。传播途径主要是口-口传播，所以共用餐具、共用洗漱用品、口对口喂食、甚至亲吻都是危险的因素。
分餐制，在我国推广不太现实；不亲吻，更不可能（我们可以拒绝别人亲吻我的孩子）。疫苗据说已经研制出来了，但到临床不知道是驴年马月的事；所以，预防也只有靠自己了~~关键是管好病从口入这一关，想必大家都知道该怎么做。不再赘述。
来源：胃肠病
幽门螺杆菌的危害，很多人都有所了解，大部分的胃病及消化道肿瘤，尤其是胃癌，都与它脱不了干系。所以这个“网红菌”越来越受到大家的重视。我国幽门螺旋杆菌的感染率高达40%～60%，意味着几乎每两个人中，就有一个人被感染。
李兆申院士说：“胃癌实际上就是一种炎症到癌症的过程，炎症很大程度上就是Hp感染而来，到了肠化生阶段，就不可以逆转了，这个过程中有很多可控因素，Hp感染就是其中一个。”
需要提醒大家的是，幽门螺杆菌的检查和治疗，是一个很专业的问题，哪些人才需要检查和治疗？如何选择治疗方案？这都需要咨询专业的消化科医生，请勿擅自用药！！！
一、哪些人需要检测幽门螺杆菌？
1.30岁以上，家有老人和小孩，尤其是带孩子的老人。计划备孕的夫妇最好也查一下。
2. 患有慢性胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡等胃部疾病。
3. 经常反酸、烧心、消化不良、食欲不振或胃痛。
4. 口臭、口干、口苦、口腔异味、口腔溃疡。
5. 经常到餐馆就餐，参与聚餐，特别是火锅等，未使用公共碗筷，或爱吃生东西、喝生水。
6. 拒绝胃镜检查者。
7. 长期服用非甾体类抗炎药，（如阿司匹林、布洛芬等)类药物者。
8.不明原因的消瘦、乏力、消化不良。
9.有胃癌家族史者，尤其是一级亲属；
10.其它与幽门螺杆菌有关的疾病：酒糟鼻、寻麻疹、肝病、口臭、胆石症、肝硬化、糖尿病、缺铁性贫血、小儿发育不良、偏头痛、冠心病。
二、怎么检查？
检测幽门螺杆菌的方法有很多种，最常用的、也是最准确、最便捷的方法就是碳13和碳14呼气试验，简单吹气几分钟，25分钟即可出结果。
c-13呼气试验
注意事项：
1.孕妇、哺乳期妇女及12岁以下儿童不宜碳14，可以选择碳13。
2. 抗生素，铋制剂、质子泵抑制剂（拉唑类）、替丁类等HP敏感药物、以及以抗炎为目的的中草药者，容易出现假阴性，建议抗生素停药一月后，抑酸剂、中药停药10天后再行检测。
3. 上消化道急性出血可使HP受抑制，故亦可能出现假阴性。
4.空腹或餐后3小时以上，服用检测胶囊后及采气前不能饮水、谈话、抽烟、进食。
5.头一天饮酒可能会影响检测结果的准确性。
三、哪些人需要根除治疗？
2017年美国胃肠病学院（ACG）发布的关于幽门螺杆菌治疗的指南上提到：
目前已有循证医学数据表明，对于无症状的感染者，进行幽门螺杆菌治疗与不治疗，随访2年后出现胃癌的几率分别为1.2%和2.4%。就是说，根治后，胃癌的发病率降低一半。
尤其在胃癌高发地区（如亚洲尤其中日韩），对无症状患者进行根治治疗比低发地区（如北美）获益更多。
所以，检查出来感染了幽门螺杆菌，建议成年人都要根除治疗。有研究表明，40岁以前根除治疗的获益最大。当然，任何年龄根除都是利大于弊。
以下疾病和人群必须根除治疗：
1.消化性溃疡；
2.胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤；
3.幽门螺杆菌阳性的慢性胃炎伴消化不良；
4.慢性胃炎伴胃黏膜萎缩或糜烂；尤其是伴有肠化和异型增生者；
5.术后胃；
6.长期服用质子泵抑制剂（拉唑类）；
7.消化道癌家族史；尤其是一级亲属；
8.计划长期服用非甾体抗炎药（如阿司匹林、华法林、布洛芬、消炎痛、炎痛喜康等）；
9.一些与幽门螺杆菌感染相关的胃外疾病，如贫血；
四、如何治疗？
根据第五次幽门螺杆菌全国共识，目前推荐含铋剂的四联疗法：
即,两种抗生素+一种质子泵抑制剂+一种铋剂；疗程10-14天，一天两次，口服。
1.药物组成：
①抗生素：
主要包括阿莫西林、克拉霉素、甲硝唑、四环素、左氧氟沙星及呋喃唑酮等。
②抑酸剂：
主要包括抑酸能力很强的质子泵抑制剂（PPI）和稍弱的组胺H2受体拮抗剂，前者主要包括埃索美拉唑、奥美拉唑、雷贝拉唑、兰索拉唑等；后者主要有雷尼替丁、法莫替丁等。
抑酸剂可抑制幽门螺杆菌的生长，同时增加抗菌药物的灭菌活性。
③铋剂 ：
包括果胶铋和枸橼酸铋钾，在保护胃黏膜的同时又有明显的抑制幽门螺杆菌作用，且不受胃内酸度的影响。
2.组合方式：
①抗生素的组合方式：见图2。饭后服用。
②青霉素过敏者的抗生素组合：
克拉霉素+左氧氟沙星；
克拉霉素+呋喃唑酮；
四环素+甲硝唑或呋喃唑酮；
克拉霉素+甲硝唑
剂量服法同上表，饭后服用。
③质子泵抑制剂 的标准剂量：
埃索美拉唑20毫克、奥美拉唑20毫克或兰索拉唑30毫克/次，2次/天，饭前30分钟服用；
④铋剂 的标准剂量：
枸橼酸铋钾220毫克/次，2次/天，饭前30分钟服用。
五、何时复查？
根除治疗后，完全停药4周后，复查碳13或碳14，如果阴性，恭喜你，根除成功了。四联疗法的成功率在60-90%不等，全国还没有一个统一的平均数值，反正总会有一部分人会根除失败，那么根除失败怎么办？
六、根除失败怎么办？
根除失败的原因有很多，主要是：耐药；这是最主要的原因；没有严格按医嘱足疗程足剂量服用；饭前、饭后没有分清；药物质量不好；特殊的菌株；用药期间抽烟、喝酒；遗传因素等等。
这时候，不要着急，最好距第一次根除3个月后（有报道称间隔6-12个月效果更好），再进行第二次根除。
在第二次治疗时，要准确地告诉医生你上次用的是哪些药，医生除了更换抗生素以外，还可能建议您做抗生素药敏检测，有目的的选择最佳抗生素组合来提高根除率，并根据病人情况选择不同的ppi和铋剂，做到个性化治疗。
有条件的话，最好在第一次治疗时候，就做细菌培养和药敏试验，确保首战告捷。
七、孩子需要治疗吗？
一般应遵循以下治疗原则：无症状、无危险因素的孩子不需作根除幽门螺杆菌的检测和治疗。
有的婴幼儿没有什么症状或者症状很轻，不必治疗，否则几种抗生素吃2周，一方面小朋友太小吃药很困难，另一方面，吃药过程中也有许多副作用。比如胃肠道反应，过敏、增加抗生素耐药等。
我国2015年的共识中，仍将慢性胃炎、消化性溃疡、MALT 瘤、长期服用 NSAIDs、有胃癌家族史儿童列为 H.pylori 检测指征。除此之外，不建议治疗。
八、在根除过程中要注意什么？
1.按时按量服药。铋剂与质子泵抑制剂一般在餐前服用，餐后服用会影响质子泵抑制剂的抑酸效果。抗生素则通常在餐后服用，空腹服用易引起胃肠道的不良反应。
2.服药期间大便呈现黑色为服用铋剂所致，如无其他不适，属于正常。需按照方案制定的治疗天数坚持服药，勿漏服。
3.整个治疗期间尽量不要同时服用其他不必要的药物或保健品，不能抽烟喝酒。任何药物都有一定的副作用，如果服用药物太多可能会伤肝、伤肾！所以您的什么冬虫夏草，人参鹿茸暂时就不要吃了。
4.疗程不能低于10天，最好服用14天。
5.如果发生药物过敏或有其他明显的身体不适，立即停药并就医。
九、预防
即使成功根除了，也不是终身无虞了；如不注意，还有再感染的可能，大约5年的再感染率是2-8%。所以还需要注意饮食卫生。传播途径主要是口-口传播，所以共用餐具、共用洗漱用品、口对口喂食、甚至亲吻都是危险的因素。
分餐制，在我国推广不太现实；不亲吻，更不可能（我们可以拒绝别人亲吻我的孩子）。疫苗据说已经研制出来了，但到临床不知道是驴年马月的事；所以，预防也只有靠自己了~~关键是管好病从口入这一关，想必大家都知道该怎么做。不再赘述。
来源：胃肠病
#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。
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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。
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”
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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电导率电磁检测
电导率（conductivity），也称为导电率：是用来描述物质中电荷流动难、易程度的参数，水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。电导率是物体传导电流的能力。
一、用途
1.当与已知电导率值的标准试块一起使用时，采用绝对式线圈法可测定非铁磁性材料的电导率。
2.当利用试块的电导率并结合电磁(涡流)技术可进行测定:
a) 金属或合金成分;
b)热处理类型(对于铝材，此方法应与硬度测量一起使用);
c)合金的时效程度;
d) 腐蚀影响;
e)热损伤。
二、局限性
检测效果取决于相关变量引起的电导率的变化量。如果电导率受相关变量的影响很大，测量的结果会非常准确，但有些情况下，相关变量的变化引起的电导率的变化量很小以至于无法测量。此外，从多影响因素中分离某变量的影响也是十分重要的，例如，如果合金成分未知，仅通过电导率是无法确定热处理状态的。
在测量电导率之前,应已知铝合金的回火状态与电导率的关系曲线，例如，如果合金成分已知，即可通过电导率估计出热处理是否适宜。
三、人员资格
采用本标准进行检测的人员应按要求或有关主管部门的规定取得相应无损检测人员资格鉴定机构颁发或认可的涡流或电磁检测等级资格证书，或者具有由用人单位或认证机构提供的类似的适用文件或认证证明，从事相应资格等级规定的检测工作。此外，使用双方应在合同中规定所用标准的用法及适用版本。
当出现下列情况时，可减少对人员资格和认证的要求:
a)该检测局限于以IACS百分数显示结果的仪器的操作:
b)依昭具体的程序进行操作，该程序经611规定的3级认证人员认可。
c)对人员进行培训和考核并保存记录，以确保人品具备足够的资格。合格人员是指通过笔试
和实际操作考核,并具有所需的技能和工作知识,以确保该人员所做的检测符合要求。
四、影响因素
1.温度
检测前应先让仪器、探头、标准试块和被检试件在环境温度下稳定，尽可能在恒温条件下进行检测
2.探头与工件间的提离效应
探头与工件的间隙(提离)变化会引起仪器输出信号的变化。仪器的灵敏度受提离的影响较大，有些仪器会做一些调整将提离的影响最小化。校准仪器使其测量值至少等同于已知的提离间隙。工件的形面也可能影响提离效应(参阅制造商操作手册上关于提离与形面的限制)。
3.边缘效应
除非探头线圈制造商允许，在不连续存在(如边缘、孔洞、裂痕等)的两倍探头线圈直径范围内不能进行电导率测量。请参考仪器制造商的说明，以确认在不连续存在相邻区域进行检测的仪器限制范围如果不能获得对不连续存在相邻区域使用探头测定电导率的限制要求，则在不连续存在的两倍探头线圈直径范围内不能进行检测。
4.工件均匀性
由于加工过程(挤压、锻造、铸造、轧制、机械加工及非机械加工)不同，其电磁性能可能变化较大。对于同种材料，当探头线圈接近这些不连续或不均匀外时，测得的电导率值也会产生变化
5.表面状况
表面处理和粗糙度以及镀层都会影响材料电导率的测量值。本标准中没有给出镀层材料电导率的测量方法。工件表面应光洁无油脂。
6.仪器稳定性
仪器漂移、噪声及非线性都会导致测量结果不准确。
7.电导率值非唯一性
值得注意的是，两种不同的合金可能会有相同的电导率。某些材料在不同的执处理或回火状态下可能拥有相同的电导率值，例如过热部件和部分热处理的铝合金，因此，某些情况下电导率值不能作为识别合金种类的唯一方法。
五、设备
1.仪器
仪器应能以适当的频率和电平激励探头线圈使之通以交变电流，并应能感应出检测线圈中电阻抗的变化。仪器可包含合适的信号处理装置(鉴相器滤波电路等)，测量结果以模拟或数字形式显示。电导率通常表示为IACS百分数也可以其他单位进行调整以便干读取。可添加其他附加设备。如计算机、绘图仪、打印机或这几种设备的组合用于数据记录。
2.探头
探头线圈根据经验及数学模型进行设计，仪器通常使用一个探头线圈,若仪器使用多线圈，线圈的几何形状间存在差异。对大部分电导率仪器，连接线圈与仪器的探头线是测量电路不可或缺的一部分，在未与制造商协商或手册中未介许的情况下不应修改探头线的长度。
探头线圈的设计应尽量减小手和线圈间热传递的影响。
3.辅助装置
可采用上料或探头移动等机械传动辅助装置实现自动化测量。
六、校准
1.标准试块
电导率标准试块精度要求高，应按如下方式处理:
a)标准试块表面的划痕会导致测量误差，应避免标准试块掉落并小心轻放:
b)保持标准试块表面尽可能光洁,用不会发生化学反应的液体和软布或纸巾清洗标准试块;
c)将标准试块存放在温度相对恒定的环境中，应避免标准试块的温度突变或将其放于温度变化较大的环境中。
2. 校准程序
打开仪器,按照制造商手册让仪器工作一段时间以达到稳定状态。根据制造商的操作规范调
整、平衡及校准电导率测量仪，并对表面粗糙及提离进行补偿。如果提离无法调整，则应确定提离的范围以确保对精度的要求。
以下情况需进行电导率测量仪器校准:
a)每次运行仪器时;
b)连续操作时，至少每隔1h校准一次;
c)对仪器功能产生怀疑时;
d)如果发现校准超过用户设置的范围，重新校准系统，并对上一次合格校准之后的所有被检件进行复检。
电导率测量仪器校准步骤:
a) 将探头线圈与仪器相连接;
b)启动仪器，并让仪器按照制造商要求的时间预热;
c)确保所有部件的温度与环境温度相差15℃以内的情况下对仪器、探头及标准试块进行校准，并确保仪器读数稳定;
d)根据制造商的建议进行所有必要的设置和调整;
e) 将探头放在被检试件上.在显示屏上读取测量结果。
七、注意事项
为确保标准试块表面电导率的均匀性，应使用相对较小的线圈对标准试块进行检验。对标准试块的正面和背面进行检验以核查是否存在电导率美异。可以输入几个不同的频率对表面进行扫查。
每次使用标准试块时,将探头线圈置干相同的位置上该位置距离标准试块中心+1/2线圈直
径,最大不超过士6.35mm，如线圈直径为8mm时是士4mm，线圈直径为4mm时是+2mm
应以两个标准试块的标称电导率值为准对仪器进行两次校准。两个标准试块的标称值应覆盖被检件电导率测试值;
一些仪器只需单校准调整。对此应使用电导率值刚好在范围上限(或下限)的标准试块进行仪器校准,并对由导率值在范围下限(或上限)的标准试块进行检测以确定其在可接受范围内。
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电导率（conductivity），也称为导电率：是用来描述物质中电荷流动难、易程度的参数，水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。电导率是物体传导电流的能力。
一、用途
1.当与已知电导率值的标准试块一起使用时，采用绝对式线圈法可测定非铁磁性材料的电导率。
2.当利用试块的电导率并结合电磁(涡流)技术可进行测定:
a) 金属或合金成分;
b)热处理类型(对于铝材，此方法应与硬度测量一起使用);
c)合金的时效程度;
d) 腐蚀影响;
e)热损伤。
二、局限性
检测效果取决于相关变量引起的电导率的变化量。如果电导率受相关变量的影响很大，测量的结果会非常准确，但有些情况下，相关变量的变化引起的电导率的变化量很小以至于无法测量。此外，从多影响因素中分离某变量的影响也是十分重要的，例如，如果合金成分未知，仅通过电导率是无法确定热处理状态的。
在测量电导率之前,应已知铝合金的回火状态与电导率的关系曲线，例如，如果合金成分已知，即可通过电导率估计出热处理是否适宜。
三、人员资格
采用本标准进行检测的人员应按要求或有关主管部门的规定取得相应无损检测人员资格鉴定机构颁发或认可的涡流或电磁检测等级资格证书，或者具有由用人单位或认证机构提供的类似的适用文件或认证证明，从事相应资格等级规定的检测工作。此外，使用双方应在合同中规定所用标准的用法及适用版本。
当出现下列情况时，可减少对人员资格和认证的要求:
a)该检测局限于以IACS百分数显示结果的仪器的操作:
b)依昭具体的程序进行操作，该程序经611规定的3级认证人员认可。
c)对人员进行培训和考核并保存记录，以确保人品具备足够的资格。合格人员是指通过笔试
和实际操作考核,并具有所需的技能和工作知识,以确保该人员所做的检测符合要求。
四、影响因素
1.温度
检测前应先让仪器、探头、标准试块和被检试件在环境温度下稳定，尽可能在恒温条件下进行检测
2.探头与工件间的提离效应
探头与工件的间隙(提离)变化会引起仪器输出信号的变化。仪器的灵敏度受提离的影响较大，有些仪器会做一些调整将提离的影响最小化。校准仪器使其测量值至少等同于已知的提离间隙。工件的形面也可能影响提离效应(参阅制造商操作手册上关于提离与形面的限制)。
3.边缘效应
除非探头线圈制造商允许，在不连续存在(如边缘、孔洞、裂痕等)的两倍探头线圈直径范围内不能进行电导率测量。请参考仪器制造商的说明，以确认在不连续存在相邻区域进行检测的仪器限制范围如果不能获得对不连续存在相邻区域使用探头测定电导率的限制要求，则在不连续存在的两倍探头线圈直径范围内不能进行检测。
4.工件均匀性
由于加工过程(挤压、锻造、铸造、轧制、机械加工及非机械加工)不同，其电磁性能可能变化较大。对于同种材料，当探头线圈接近这些不连续或不均匀外时，测得的电导率值也会产生变化
5.表面状况
表面处理和粗糙度以及镀层都会影响材料电导率的测量值。本标准中没有给出镀层材料电导率的测量方法。工件表面应光洁无油脂。
6.仪器稳定性
仪器漂移、噪声及非线性都会导致测量结果不准确。
7.电导率值非唯一性
值得注意的是，两种不同的合金可能会有相同的电导率。某些材料在不同的执处理或回火状态下可能拥有相同的电导率值，例如过热部件和部分热处理的铝合金，因此，某些情况下电导率值不能作为识别合金种类的唯一方法。
五、设备
1.仪器
仪器应能以适当的频率和电平激励探头线圈使之通以交变电流，并应能感应出检测线圈中电阻抗的变化。仪器可包含合适的信号处理装置(鉴相器滤波电路等)，测量结果以模拟或数字形式显示。电导率通常表示为IACS百分数也可以其他单位进行调整以便干读取。可添加其他附加设备。如计算机、绘图仪、打印机或这几种设备的组合用于数据记录。
2.探头
探头线圈根据经验及数学模型进行设计，仪器通常使用一个探头线圈,若仪器使用多线圈，线圈的几何形状间存在差异。对大部分电导率仪器，连接线圈与仪器的探头线是测量电路不可或缺的一部分，在未与制造商协商或手册中未介许的情况下不应修改探头线的长度。
探头线圈的设计应尽量减小手和线圈间热传递的影响。
3.辅助装置
可采用上料或探头移动等机械传动辅助装置实现自动化测量。
六、校准
1.标准试块
电导率标准试块精度要求高，应按如下方式处理:
a)标准试块表面的划痕会导致测量误差，应避免标准试块掉落并小心轻放:
b)保持标准试块表面尽可能光洁,用不会发生化学反应的液体和软布或纸巾清洗标准试块;
c)将标准试块存放在温度相对恒定的环境中，应避免标准试块的温度突变或将其放于温度变化较大的环境中。
2. 校准程序
打开仪器,按照制造商手册让仪器工作一段时间以达到稳定状态。根据制造商的操作规范调
整、平衡及校准电导率测量仪，并对表面粗糙及提离进行补偿。如果提离无法调整，则应确定提离的范围以确保对精度的要求。
以下情况需进行电导率测量仪器校准:
a)每次运行仪器时;
b)连续操作时，至少每隔1h校准一次;
c)对仪器功能产生怀疑时;
d)如果发现校准超过用户设置的范围，重新校准系统，并对上一次合格校准之后的所有被检件进行复检。
电导率测量仪器校准步骤:
a) 将探头线圈与仪器相连接;
b)启动仪器，并让仪器按照制造商要求的时间预热;
c)确保所有部件的温度与环境温度相差15℃以内的情况下对仪器、探头及标准试块进行校准，并确保仪器读数稳定;
d)根据制造商的建议进行所有必要的设置和调整;
e) 将探头放在被检试件上.在显示屏上读取测量结果。
七、注意事项
为确保标准试块表面电导率的均匀性，应使用相对较小的线圈对标准试块进行检验。对标准试块的正面和背面进行检验以核查是否存在电导率美异。可以输入几个不同的频率对表面进行扫查。
每次使用标准试块时,将探头线圈置干相同的位置上该位置距离标准试块中心+1/2线圈直
径,最大不超过士6.35mm，如线圈直径为8mm时是士4mm，线圈直径为4mm时是+2mm
应以两个标准试块的标称电导率值为准对仪器进行两次校准。两个标准试块的标称值应覆盖被检件电导率测试值;
一些仪器只需单校准调整。对此应使用电导率值刚好在范围上限(或下限)的标准试块进行仪器校准,并对由导率值在范围下限(或上限)的标准试块进行检测以确定其在可接受范围内。
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