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随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，电动船舶（E-Ship）和电动工程车辆（CEV）市场悄然呈现快速发展态势。
1 船舶的电动化转型
严格的排放法规促使船舶行业向电动化转型，以减少碳排放成本。柴油发动机燃烧柴油会产生大量的二氧化碳（CO₂）、氮氧化物（NOₓ）、颗粒物（PM）等污染物；蒸汽轮机燃烧燃料会产生大量的CO₂和SOₓ；燃气轮机相对清洁，但仍会产生一定量的CO₂和NOₓ。随着世界各国对船舶使用制定越来越严格的排放法规，船舶制造商们开始向混合及纯电方向靠拢。
电池技术、电力推进系统等关键技术的不断进步，为电动船舶的发展提供了技术基础。相比传统的燃油船舶，电动船舶具有更低的燃料消耗和维护成本，长期来看具有显著的经济效益。
从热效率角度，传统船舶采用的柴油发动机、蒸汽轮机以及燃气轮机理论效率也无法超越50%的物理极限，再经过机械结构传动过程中的能量损失，其总体效率很难超过45%，其中效率最高的燃气轮机还需要复杂的冷却系统；而电动机的效率通常可以达到90%以上，部分高性能电动机效率可达95%，且如果采用电机直接驱动结构，可进一步减少能量损失，使得电推系统的整体效率轻易超过90%以上。
图：预计到2029年全球船舶电动化市场规模可达128亿美元
现在，中国、美国和欧盟正在积极推动电动船舶的使用。2024年，电动船舶市场规模已有70亿美元，预计到2029年将以12.65%的年复合增长率（CAGR）增长，达到128亿美元。
2 商用车辆（工程车辆）加快进入电动化阶段
各国政府对工程机械、地下采矿等行业的排放进行了严格限制，推动了工程车辆的电动化。与船舶的电动化转型趋势类似，电池技术、电力电子技术等的不断进步，使得商用车辆的燃料消耗更低，排放更加环保，且维护成本较低，具有长期成本优势。
图：商用车市场规模在2027年将达到250亿美元
2019年，商用电动车辆市场规模估计为54.8亿美元，预计从2020年到2027年将以21.2%的年复合增长率增长，市场规模将达到250亿美元左右。在中国，几大工程车辆公司，都已经开发出大量电动产品，一些新兴的小型工程机械制造商已经将大量电动机械产品远销欧美。
3 Littelfuse瞄准新市场
商用电动车与电动船舶的市场，正在成为Littelfuse公司新的增长引擎。
“Littelfuse十分看好这两块市场” Littelfuse资深应用技术工程师杜尧生强调，“我们擅长的功率器件、保护器件、开关器件将在这些市场的应用中发挥重要作用。”
功率器件包括：晶闸管、二极管、高功率IGBT、门级驱动器等等；保护器件包括保险丝、工业保险丝、车规级保险丝产品，可复位PPTC、压敏电阻、e-Fuse、TVS二极管等等，也是Littlefuse的看家技术；开关器件包括触控开关、按钮开关、按键开关、弹片开关、滑动开关、高可靠性连接器等
图：Littelfuse提供的功率器件、保护开关、以及各式开关器件
3.1可在大型船舶电推系统中使用的压接式IGBT
大型船舶的动力输出达到了兆瓦级，为降低电力系统的功率损失，优化传输效率同时降低冷却系统的使用成本，Littelfuse推出了B12H/B12C充电架构，其中就采用了N1718NC200压接式IGBT器件，在2.2MW的充电系统中实现99.8%的输入功率效率，超过现有SiC器件97%的效率。
N1718NC200可提供电压范围为400V至6500V，使其适用于线路电压从 230V 到超过 1000V 的应用，可应用于工业直流驱动器、受控整流器、船舶/铁路推进系统、风力发电转换器、电化学电源和软启动器等要求苛刻的市场。这些器件经过优化，可提供低导通损耗，主要用于线路频率高达400Hz的应用。Wespack 外形（WPxx）是相位控制晶闸管中的一个创新概念，适用于需要额定电压为 2200V 的设备的应用。它在重量和体积方面提供最大的额定功率，而不会影响质量和可靠性。它还提供封装尺寸的最大额定电流和最低热阻。
“能够提供可靠的兆瓦级叠压盘式IGBT功率器件，全球也仅有2、3家。”杜尧生表示。
3.2 高可靠性的超长寿命开关
图:C&K开关提供的商用电动车、电动船舶解决方案
在CEV和E-Ship中使用的开关种类非常多，从控制到通信，包括了按钮、微动开关、点触开关、限位器等等。以触点开关为例，C&K 开关可达到500万次，甚至是1000万次寿命，并且拥有丰富的触感回位，满足不同客户的要求。
3.3 种类丰富的保护器件
Littelfuse提供的保护器件涵盖了多种应用场景，主要用于保护电路免受过电流、过电压、静电放电（ESD）、电磁干扰（EFT）等损害。这些器件可广泛应用于商用电动车（CEV）和电动船舶（E-Ship）的电池管理系统（BMS）、车载充电器、高压直流接触器、DC/DC转换器等关键部件中。
图4 Littelfuse为CEV和E-Ship应用提供各式保护器件
如：AC熔断器LC HEV 50A、LC10EV；DC熔断器：如526、527、LC10EV，适用于直流输出保护；高电流熔断器：如Mega® 70V、MIDI 70V，适用于高电流应用。
压敏电阻（MOV）：保护电路免受雷击和瞬态过电压的损害，确保充电过程中电路的安全性。
瞬态电压抑制二极管（TVS Diodes）可在在DC/DC转换器电路中保护电路免受瞬态电压的损害；在电池管理系统中确保电池组在充放电过程中不受电压瞬变的影响以及在CAN总线中保护通信线路免受ESD和EFT的干扰。
典型器件包括：单向TVS二极管：如TPSMB、TPSMC、SZ1SMC、SZ1SMB；TVS二极管阵列： AQ24CANA，用于保护多条通信线路。
气体放电管（GDT）：用于电气隔离，确保电路的安全性，保护充电电路免受雷击和瞬态过电压的损害。典型器件包如CG2、CG3.以及SIDACtor®系列器件。
电子熔断器（eFuse）：用于过电流保护，确保电池组的安全运行。
正温度系数热敏电阻（PPTC）：用于过电流保护，防止电池组过热，保护充电电路免受短路和过载电流的损害。
所有这些保护器件均符合国际标准（如AEC-Q101，有些甚至满足AEC-Q200车轨要求），能够在各种复杂环境下稳定运行。很多保护器能够同时提供过电流、过电压、ESD等多种保护功能，确保电路的安全性。小型化设计适合现代电子设备对紧凑空间的需求，便于集成到各种电路板中。同时，这些保护器能够实现快速响应，在短时间内切断电路，防止设备损坏，提高系统的整体可靠性。
4 结束语
电动船舶和工程车辆市场正处于快速发展阶段，其增长主要受到环保法规、成本效益和技术进步的推动。关键技术的发展，如电力推进系统、电池技术、电力电子技术和智能能源管理系统，为电动船舶和工程车辆的广泛应用提供了坚实的基础。未来，随着技术的不断进步和市场需求的增加，电动船舶和工程车辆有望在更多领域得到应用。
附录：电动船舶（E-Ship）和电动工程车辆（CEV）的关键技术
（一）电动船舶关键技术
1. 电力推进系统
中压交流电力推进系统：适用于大型船舶，如8MW的3级逆变器单相组件，工作电压为3.3kV。
模块化多电平电力推进系统：采用1.7kV、3.3kV、4.5kV和6.5kV的IGBT，具有高效率和低排放的特点。
2. 电池技术
高性能电池：为船舶提供稳定的动力支持，满足长时间航行的需求。
电池管理系统（BMS）：确保电池的安全运行，延长电池寿命。
3. 电力电子技术
IGBT模块：如Littelfuse的T2400GB45E型IGBT，用于电力转换和控制。
门极驱动器：用于IGBT的高效开关控制。
4. 智能能源管理系统
岸电连接：船舶在港口停靠时可连接岸电，减少自身发电设备的使用。
主动能源管理系统：优化能源分配，提高能源利用效率。
（二）商用电动车关键技术
1. 电池管理系统（BMS）
功能：监控电池的电压、电流和温度，确保电池在安全范围内工作。
优势：延长电池寿命，提高电池的安全性和可靠性。
2. 电力电子技术
IGBT和MOSFET：用于电力转换和控制，提高系统的效率和可靠性。
门极驱动器：如Littelfuse的IXD_6xxSI系列，用于IGBT和MOSFET的快速开关控制。
3. 高压直流接触器
功能：用于连接和断开电池与主电路。
优势：允许低电压信号控制高电压信号，具有广泛的电流和电压范围。
4. 热管理技术
NTC温度传感器：用于监测电池包在充放电过程中的温度。
冷却系统：确保电池和电力电子设备在高温环境下正常工作。
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