纯电动汽车无线充电线圈电磁环境安全研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zhangjianmei88
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随着能源消耗及环境污染的日益加剧,相关节能减排技术成为目前研究的热点。为有效实现这些新技术的应用,纯电动汽车成为时代发展的新宠。目前越来越多的人开始购买纯电动汽车,在减轻能源危机的同时,也引发了一些新的问题。无线充电技术将电能转化为磁场能在用电设备之间传输,不可避免的会产生一些磁漏,又因电动汽车无线充电时采用的频率和功率都较大,对人体健康是否存在威胁还无法定论。本文主要评估电动汽车无线充电时充电线圈对人体电磁暴露的安全性。首先介绍了国内外已有的相关研究,无线充电技术的研究已进行数十年,成果显著。电动汽车无线充电技术也由实验室逐步向市场进阶,但是有关无线充电电磁环境安全的研究并不是很多。接着介绍了电动汽车无线充电原理,为仿真提供理论依据。为有效评估无线充电线圈充电时电磁环境的安全性,本文使用三维建模软件建立与实际相仿的简易电动汽车无线充电系统模型。本文主要针对按照国际标准比例建立的人体坐姿模型及三层球头模型(特别是中枢神经系统)进行电磁暴露安全分析。为仿真计算创造条件。其次因电动汽车无线充电频率较高,本文选用磁耦合谐振式充电方式进行仿真模型计算,比较了充电频率为10.27 MHz,线圈距离为30 cm时,位于车体前部和中部的充电线圈产生的电磁场在人体各组织中的分布。并将结果与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的限值进行比较,以达到安全评估的目的。最后结果表明:充电线圈位于车体前部时,在人体各组织中产生的磁感应强度值均大于线圈位于车体中部时的值,人体躯干电场分布也满足这个规律。头部和大脑中电场分布结果与之相反,线圈在车体前部的分布值小于车体中部的值。人体除脚踝处磁感应强度超出限值外,其余组织均小于ICNIRP的推荐值。头皮、颅骨中的电场、磁场分布值大于脑组织中的值,随人体高度的增加,磁感应强度值依次减小。头部磁感应强度最大值为6.17×10-3μT,占ICNIRP规定值的6.71%,电场强度最大值为139 mV/m,占ICNIRP限值的0.5%。大脑磁感应强度最大值为5.95×10-3μT,占ICNIRP阈值的6.46%,电场强度最大值为31.3 mV/m,占限值的0.11%。二者均远小于ICNIRP制定的公众电磁暴露推荐值。说明电动汽车进行无线充电时,线圈对人体产生的高频电磁暴露不会对健康造成威胁。
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