人体电磁辐射

人体电磁防护试验方法：1:可能产生人体电磁的零部件；暖风电机，雨刮器，调节座椅；电池组，驱动电机，线缆布局，BMS；车载充电机；2：电动车所产生的的辐射属于电磁辐射的范畴。根据联合国国际卫生组织关于电磁辐射、电磁场的安全标准，其中电场辐射安全标准为5000V/m，磁场辐射安全标准为100〃T。也就是说人体所能承受并代谢掉的安全值为100〃T,如果高于安全值则会对人身体造成不同程度的危害。3:因电动车电池组、驱动电机、线路等能够产生电磁辐射的部件均在底盘位置，所以上图中选择的几个测试点为驾驶或乘坐时人体最先接触到电磁辐射的区域，下面来看看这些电动车在实测过程中的表现如何。4：平稳驾驶：电动车在加速、减速时会瞬间产生更高的辐射，这是由于驱动电机的动能释放与回收造成，平稳驾驶后辐射会瞬间下降；5:辐射区域：电磁辐射产生的区域根据车辆电池组、驱动电机、线路布局而决定；6:实测过程中可看到电动车确实会产生电磁辐射，但根据各款车型对电池组、驱动电机、线缆布局以及厂商要求等不同，车内产生辐射的区域与数值也各不相同。7:而对比联合国国际卫生组织规定的100/T电磁辐射安全值，电动车所产生的电磁辐射峰值仅占1%-2%之间。另外，电动车辐射值的高低与车价并无关系，在测试中像腾势、宝马i3此类中高档电动车依然可以测出辐射值。8:什么是辐射？辐射真的那么可怕吗？辐射指的是能量的传递，能量以电磁波或粒子的形式向外扩散。辐射普遍存在于自然界中，自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。9、动力电池的辐射同非电离辐射根据能量的高低、电离物质的能力，将辐射分类为电离辐射和非电离辐射。电离辐射，具有足够的能量可以将原子或分子电离化。高能量的电磁波（波长V150nm、频率＞1.95E15Hz的强紫外线）在穿过物质的时候有将物质电离的能力;高能量的中子、电子、0、。及＞粒子束也具有这种能力，他们都可以称为电离辐射。非电离辐射，也就是手机或动力电池的辐射类型，是指波长较长的电磁波，其能量低，不能引起物质的电离；包括近紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等电离能力较弱的电磁波。10:根据联合国国际卫生组织关于电磁辐射电磁场的安全标准，其中电场辐射安全标准为5000V/m，磁场辐射安全标准为100〃T;也就是说，普通家电只要低于5000V/m和100〃T的数据，其辐射值就是在安全范围内11：在国内的电池厂商，对辐射的控制是非常严格的。我们拿国内出货量最大的宁德时代电池包产品为例，其产品在继电器闭合状态下，电场辐射强度小于0.002V/m，仅为其安全上限的0.00004%。从表中可以看出，如今的电池包辐射强度不仅低于国际标准最高限值，甚至远低于平常手机、手提电脑的辐射；从电场辐射强度来看，动力电池辐射不足手机辐射的万分之一；可以认为，动力电池系统对人体的伤害微乎其微。二设计阶段杜绝电磁干扰;从设计到测试杜绝电磁干扰事实上，辐射强度因所处频段、工作状态、安装工况、线路连接以及距离等，表现均有所差异。以下表格列出jCATL实验室实测数据，表明距样品距离不同，所产生的磁场辐射强度也不同。电动汽车在实际行驶过程中，由于受到内、外部的电磁干扰，如CAN总线通讯异常、收音机噪音大、高压输出突然中断等，容易影响用户体验。如今在电池的设计阶段到后期的测试阶段，电池厂家的电池包产品，都会针对电磁辐射，采取了一系列有效的防护措施，包括测试阶段和设计阶段双管齐下。电磁兼容性测试（ElectroMagneticCompatibilitgMC测试），指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行，并不对其环境中的设备产生无法忍受的电磁干扰的能力测试。EMC测试包含电磁骚扰测试（EMI）和电磁抗干扰测试（EMS）。EMI模拟产品对外的电磁场发射不能超过一定的限值，即电磁发射；EMS模拟由其他零部件或车外设备产生的干扰信号，对被测产品进行抗干扰性测试，即电磁敏感性。总之，EMC可简单理解为，产品对外的辐射和外部对产品的干扰2大类测试。在设计端，电池厂家通过整体硬件架构设计，对电磁辐射提供了解决方案；通过改进内部设计，大幅度降低辐射的影响；同时还积极尝试电磁仿真技术，期望通过传导仿真的手段，提前预知其电磁辐射效果，减少试错，降低设计成本，从而提升其效率。3电磁辐射的干扰源电动汽车的电磁环境是指电动汽车在运行过程中，车上电子电器设备承受来自车内、车外各种各样的电磁干扰，以及电动汽车、电子设备向外界辐射的电磁干扰。车上的电子电器设备在这样的环境下应能维持正常工作，不发生性能下降甚至破坏等情况。由于电动汽车可以行使到各种地方，因此其电磁环境差异也很大。电动汽车电磁干扰大致可分为三类，即车载干扰源、自然干扰源和人为干扰源。1、车载干扰源车载干扰源主要是指车上何种电子电器系统产生的电磁干扰。电动汽车电路中出现的各种瞬变电压，或者电路开断瞬间触点之间产生的电火花和电弧等，都可能影响车上敏感设备的正常工作。车载干扰源主要有驱动系统、动力电池、功率变换器、继电器、点辅助系统、开关、通信设备以及微处理器等电子设备。电压和电流的快速暂态都会产生辐射和噪声，距离这些设备较近的电子设备有可能产生故障，特别是电机驱动模块的快速整流、电机启动、高压辐射更会引起较高场强的传导及符合骚扰。车载干扰源的电磁传播模式很复杂，它有传导干扰和辐射干扰两种形式。传导耦合要求在源于接受器之间有完整的电路连接，通常有3中耦合通路：公共电源、公共回路和导线间的近场耦合，前两种都属于传导耦合。一般情况下，在电动汽车系统的辐射干扰中，共模高频干涉占据着主导地位，而其他频段干扰较小。驱动系统开关元件动作引起的噪声通过共模和差模回路进行传播，蓄电池和变换器相连的直流胃线或电缆记忆连接交流电机和变换器的交流电缆中流过较大的瞬变电流，电流流动时可通过长导线向外发动辐射或通过串扰对相邻导线进行干扰。由于电动汽车空间及结构的原因，电动汽车高压导线和抵押控制线不可避免地会出现耦合和串扰。2、自然干扰自然干扰源是由于自然现象引起的电磁干扰。比较典型的自然界电磁现象产生的电磁噪声有大气噪声、太阳噪声、宇宙噪声以及静电放电等。大多数情况下，这种电磁噪声非常复杂，并且对电动汽车的干扰影响可以忽略。但是，闪电和静电放电可能会产生很大的瞬变场强。闪电式一个非常复杂的过程，其电流超过10kA，上升时间不到1微秒。电动汽车上的直接点击很少，但是闪电引起的场强很大，在200m处事100Kv/m在175km处是4V/m。乘客和座椅之间的摩擦以及电动汽车车身在行驶过程中与空气的摩擦都与积累行程静电，高压静电在放电时会影响电子设备的工作，甚至造成永久性破坏。3、人为干扰源人为干扰源是指由电动汽车外部人工装置产生的电磁干扰，主要有其他车辆的辐射干扰，车外的雷达、无线电台发射机、移动通信设备等发射的电机波干扰，以及高压输电线的电晕方攵电等。将在航天桥、马家楼、小营、四惠等地开建的电动汽车充电站有了技术依据。昨日，市质监局发布《电动汽车电能供给与保障技术规范充电站》标准化指导性技术文件，规定了本市充电站的分级、功能、构成、技术要求以及选址要求。该标准根据动力蓄电池存储能量、充电服务能力将充电站分为四级。其中一级充电站的蓄电池存储能量不小于6800千瓦时，或单路配电容量不小于5000千伏安，每天可以为200台次以上大中型商用车，或500台次以上乘用车提供电池更换或充电服务。而四级充电站的蓄电池存储能量小于1700千瓦时，或单路配电容量小于1000千伏安，每天可以为40台次以下大中型商用车，或100台次以下乘用车提供电池更换或充电服务。根据节约用地的原则和电动汽车的使用特点，标准提出充电站宜与现有公共服务设施合建，合建后不应影响原有设施的安全与使用功能。根据交通影响评价，城区内充电站宜靠近城市道路，但不宜设置在城市干道的交叉路口和交通繁忙路段附近。其中，公交用电动汽车充电站宜设置在公交场站内，其它专用电动汽车充电站设置在相应的停靠站内。充电站不应设在有剧烈振动、高温、地势低洼和可能积水的场所。当充电站紧邻多尘或有腐蚀性气体的场所时，应设置在最小频率风向的下风向。充电站充电机附近应设防撞柱（栏），其高度不低于0.8米。充电机的充电连接器放置处应有明显的文字标识和警示标识。充电站要在醒目位置张贴安全警告标识、消防安全标志和图像采集区域标志，并设置火灾自动报警装置。充电区、电池存储区等场所还要设置可燃气体报警系统。与加油加气站共建的充电站，电池充电设备、电池更换设施与危险性设备爆炸危险区域边界线、柴油设备外缘的距离均不得小于3米。此外，该标准还对充电站的行车道和停车位作了规定。充电站的入口和出口应分开设置，从入口到出口至少有2条车道。充电站内车道宽度不小于4米，站内的道路转弯半径不宜小于9米。充电区、电池存储区和更换区不得采用沥青路面。4：车载充电机电磁干扰：电动汽车与电网的双向信息能量互联互动技术（即Vehicle-to-Grid,V2（成为研究热点，具备V2G功能的电动汽车不再仅仅是电网电力的消费体，电动汽车在受控的条件下可以向电网提供各类辅助服务。电动汽车车载V2G充电机是实现电动汽车与智能电网之间信息能量双向互联互动的关键设备，本文针对具有V2G功能的车载充电机展开研究。电动汽车车载V2G充电机是实现电动汽车与智能电网之间信息能量双向互联互动的关键设备，本文提出了一种基于可逆单相全桥结构与双有源桥结构的车载双向充电机方案，给出了系统各拓扑结构选择思路，并结合充电机实际工况进行了参数和电路设计，搭建了车载V2G充电机的实验样机,完成了双向功率因数校正实验以及恒压恒流实验，实验结果表明:网侧电流THD小于5%，对电网的谐波污染小。由于车载设备对于电磁兼容的严格标准要求，对充电机的PCB板与结构进行了系统级电磁兼容协同仿真与优化,采用SIwave和ANSYSDesigner对PCB板进行信号完整性分析与实际工况仿真,基于分析结果给出了PCB板布局布线优化方法，优化后的布线在高频段的增益降低，谐振点数量减少，信号网络之间的串扰噪音得以抑制,利用PCB板近场辐射仿真结果作为辐射源实现了PCB板与车载V2G充电机机箱之间的系统级电磁兼容协同仿真，确定了车载V2G充电机系统内外的电磁辐射干扰强度与方向，仿真结果证明其最大辐射电场强度为2dB〃V/m,辐射强度满足电场辐射的国际标准CISPR22。为了解决大量充电机并网充放电时可能对电网造成的较为严重的谐波污染，降低电动汽车充放电对电网的影响，本文针对V2G充电机单台与集群充放电时的谐波特性进行了研究，分析了V2G充电机充放电情况下谐波的产生机理与主要成分，对比不同结构的V2G充电机的谐波特性,仿真结果表明:V2G充电机的充放电谐波与系统结构、控制策略相关,谐波电流大小与输出功率呈三次函数关系，对于多台充电机情况,利用正态分布与泊松分布对电动汽车集群的聚集特性建模，在考虑电动汽车出行规律的前提下利用蒙特卡罗方法仿真分析了V2G充电机随机并网自由充放电谐波特性，仿真结果表明:电动汽车V2G充放电谐波不仅与数量有关还和并网方式关系密切。本文的研究成果为电动汽车V2G的实际应用提供了物理基础与理论依据,、6:DCDC随着石油枯竭，油价上涨，环境恶化，新能源汽车逐步走上历史舞台，成为全球性的研究产业。混合动力汽车耗油低，满足污染物排放标准，被世界领域认为是未来一段时期的主流车型,DC/DC变换器是混合动力汽车的重要部件，是混合动力系统中产生电磁干扰的一个主要源，在使用过程中会产生强电磁干扰导致整车运行的不稳定，或可能导致车载或着车外电气设备工作的不正常。因此，对于DC/DC变换器的电磁兼容性能的研究具有很大的实用意义，应当给予其充分的重视。现在很多人士都是在设计成型的后期，单纯的从测试角度解决DC/DC变换器电磁辐射问题，不但整改措施复杂，成本增高，效果也不令人满意。本文的出发点是在汽车设计阶段仿真分析和电磁兼容性预测，及时发现，并有效地抑制辐射干扰实施保护措施，尽最大可能解决电磁干扰问题。本文具体方法概括来说以DC/DC变换器辐射源的电磁辐射仿真、抑制和实验验证为主线，分别对DC/DC变换器主要电磁辐射源包括高频回路辐射源、高电压变化率导体辐射源、控制电路信号线干扰源进行电磁辐射仿真预测分析并提出相应的改进措施。在此基础上，严格按照国家标准GB18655-2010第二部分对DC/DC变换器和安装DC/DC变换器的整车进行电磁场辐射强度测试。验证了通过对主要辐射干扰源进行建模，电磁辐射仿真并进而提出方法抑制干扰的可行性以及优势。在这篇文章中完成的研究工作如下：分析DC/DC变换器主要辐射器件电磁辐射机理，从电磁兼容性角度分析，找到DC/DC变换器的电磁辐射场源。根据电磁仿真预测理论，对DC/DC变换器电磁辐射的来源建立了数学模型，推导出电磁辐射的来源的计算公式，根据实际的电路架构和工作情况，建立边界条件，然后通过使用HFSS和EMCStudio仿真软件，得到发射的模拟图像，通过模拟图像，分析出造成电磁辐射发射大的缘由。结合辐射源的电磁模拟图像，有目的性的提出抑制与改进措施。采取屏蔽的手段解决辐射问题。推导出理想金属屏蔽效能的计算公式。但是，由于实际屏蔽的金属体需要开一些孔缝，这就导致相应的屏蔽体效能的降低，孔缝的电磁泄漏现象。衍射定理推导出由模拟电磁波源通过缝隙的计算公式，此外，又做了