據(jù)汽車(chē)線路板小編了解,近年來(lái),無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中所產(chǎn)生的電磁輻射安全問(wèn)題引起了廣泛關(guān)注。省部共建電工裝備可靠性與智能化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(河北工業(yè)大學(xué))、天津市生物電工與智能健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所的研究人員趙軍、趙毅航、武志軍、王磊,在2022年《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》增刊1上撰文,構(gòu)建了無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)及心臟起搏器電磁仿真模型,并且計(jì)算了電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)不同功率等級(jí)下的最小安全距離,研究分析了無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)對(duì)心臟起搏器的電磁兼容與熱效應(yīng)影響。
他們的研究結(jié)果顯示,不同功率等級(jí)下在其相應(yīng)的最小安全距離處,心臟起搏器磁場(chǎng)強(qiáng)度值均小于磁場(chǎng)強(qiáng)度限值150A/m,說(shuō)明電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)不會(huì)對(duì)心臟起搏器產(chǎn)生電磁干擾。人體各器官最大溫升值均小于1℃,因此該系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁熱效應(yīng)不會(huì)對(duì)人體造成傷害,同時(shí)心臟起搏器的最大溫升小于規(guī)定的2℃,因此心臟起搏器在該系統(tǒng)電磁輻射環(huán)境下所產(chǎn)生的熱效應(yīng)不會(huì)對(duì)其造成影響。
近年來(lái),隨著新能源汽車(chē)的日益發(fā)展,其充電方式成為了人們討論關(guān)注的重點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)汽車(chē),電動(dòng)汽車(chē)可以更好地解決傳統(tǒng)汽車(chē)尾氣排放污染環(huán)境的問(wèn)題,具有能源利用率高、傳輸效率高、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)的充電方式普遍為有線充電,然而充電站等接觸式充電的方法存在靈活性差、占用空間大、易磨損等問(wèn)題。如何能有效避免以上弊端,推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)充電方式的快速發(fā)展成為目前研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。
據(jù)汽車(chē)線路板小編了解,無(wú)線電能傳輸技術(shù)(Wireless Power Transmission, WPT)是一種利用電磁場(chǎng)或電磁波在物理空間中的傳播特性,采用非導(dǎo)線直接接觸的方式,實(shí)現(xiàn)電能由電源側(cè)傳遞至負(fù)載側(cè)的技術(shù)。利用此技術(shù)給電動(dòng)汽車(chē)充電,可以有效避免充電導(dǎo)線裸露在外、短路、接觸電火花等問(wèn)題,具有防水防塵、有效避免觸電危險(xiǎn)、機(jī)械磨損等多方面的優(yōu)點(diǎn)。
隨著電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,一方面其電磁環(huán)境安全性以及對(duì)人體健康的影響得到了越來(lái)越多的關(guān)注;另一方面,由于當(dāng)今社會(huì)依靠植入式醫(yī)療設(shè)備維持正常生活的人群比較龐大,如裝設(shè)有心臟起搏器、人工造耳蝸、人造器官等植入式設(shè)備的人群,因此,這些設(shè)備與無(wú)線電能傳輸電磁場(chǎng)環(huán)境的兼容性值得探究。
§D. Sarah等研究了心血管植入電子設(shè)備是否易受中頻(1kHz~1MHz)電磁干擾的影響,研究表明,影響電磁干擾的因素還沒(méi)有得到充分的表征。
§N. Tanaka等利用有限元分析法,研究了植入式無(wú)線充電心臟起搏線圈在85kHz時(shí)的干擾電壓,結(jié)果顯示在不同位置處有差異。
§宮飛翔等利用HFSS對(duì)人體胸腔進(jìn)行仿真建模,然后分析計(jì)算線圈對(duì)人體胸腔的比吸收率(Specific Absorption Ratio,SAR),結(jié)果顯示全部符合國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ICNIRP)所規(guī)定的限值。
§有學(xué)者將植入的心臟設(shè)備暴露在結(jié)腸鏡磁成像設(shè)備(ScopeGuide)的電磁場(chǎng)中,分析了是否存在電磁干擾的問(wèn)題,研究發(fā)現(xiàn)ScopeGuide的電磁場(chǎng)不會(huì)造成干擾,因此在植入心臟設(shè)備的患者中使用可能是安全的。
§2015年,黃學(xué)良等建立了三維人體電磁仿真模型,將其用于分析電動(dòng)汽車(chē)在無(wú)線充電過(guò)程中對(duì)人體的影響。結(jié)果顯示,在系統(tǒng)輸出功率為3.5kW條件下,人體各個(gè)器官的電流密度、SAR等均符合ICNIRP規(guī)定的安全限值。
省部共建電工裝備可靠性與智能化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位的科研人員,通過(guò)構(gòu)建無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)及心臟起搏器電磁仿真模型,仿真計(jì)算85kHz系統(tǒng)工作頻率下不同功率等級(jí)的人體組織感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度峰值,對(duì)比國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)所規(guī)定的頻率為3kHz~10MHz感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度基本限值,得到電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)不同功率等級(jí)下的最小安全距離;然后在最小安全距離處仿真計(jì)算不同功率等級(jí)心臟起搏器部位的磁場(chǎng)強(qiáng)度值以及溫升值,從心臟起搏器電磁兼容性和熱效應(yīng)兩個(gè)角度加以分析論證;并研究分析了在最小安全距離以內(nèi),距離諧振線圈邊界0.1m等處的電磁干擾情況以及溫升情況。