電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)會危害人體健康嗎？
2018-10-24 11:14:35??????點擊：
日前寶馬已經(jīng)實現(xiàn)了蓄電池充電機無線充電的商業(yè)化，且寶馬已經(jīng)在德國開始提供安裝GroundPad的服務(wù)，未來將在中國、英國、美國、日本市場開啟。據(jù)了解，2018年5月，寶馬530e iPerformance蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)正式在德國上市。這為那些想買電動汽車卻為充電發(fā)愁的消費者來說，寶馬的蓄電池充電機無線充電技術(shù)為未來電動汽車充電提供了更多可能。
截止目前，電動汽車蓄電池充電機無線充電功率較低、成本較高，更適合插電混合動力車型。隨著時間的推移，相信研發(fā)水平和成本控制都將邁入新的階段。但電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中產(chǎn)生的高頻電磁波，對人體健康的影響一直存在著較大的爭議。
日前，省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室、中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院生物醫(yī)學工程研究所等單位的研究人員發(fā)布最新科研成果。研究表明，在電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)產(chǎn)生的空間電磁場不會對人體產(chǎn)生安全危害，為消除公眾對電動汽車蓄電池充電機無線充電電磁暴露的顧慮提供了可靠依據(jù)。有關(guān)論文已發(fā)表在2018年《電工技術(shù)學報》第1期增刊上，題目為“電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)對人體及體內(nèi)植入器件電磁安全研究”。
目前，對電動汽車進行充電的主要手段為利用充電站、蓄電池充電機-充電樁或更換電池的方法，這些方法均存在環(huán)境適應(yīng)性及自由性等問題。隨著電動汽車的市場占有率越來越高，電動汽車如何更加安全、便捷的充電成為電動汽車普及過程中需要突破的主要障礙之一。
無線電能傳輸技術(shù)是一種采用非接觸方式，利用電磁波在空間中的傳播特性，實現(xiàn)電能無線傳輸?shù)募夹g(shù)，將其利用于電動汽車蓄電池充電機無線充電領(lǐng)域中，能夠?qū)崿F(xiàn)對靜止或移動中的電動汽車進行實時蓄電池充電機無線充電，充電方式更加便捷；并且能夠有效解決有線充電時電源接頭處易產(chǎn)生火花、磨損等的問題，使充電過程更加安全。因此電動汽車蓄電池充電機無線充電已成為無線電能傳輸技術(shù)中的重要研究領(lǐng)域。
但是，由于生物組織吸收電磁波后會產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而引起組織器官產(chǎn)生較為明顯的溫度變化。因此，電動汽車蓄電池充電機無線充電技術(shù)是否對人體存在傷害呢？
科研人員通過仿真建模的方式，研究了電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中產(chǎn)生的高頻電磁波對人體健康的影響。他們應(yīng)用多物理場有限元軟件模擬電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中產(chǎn)生的空間電磁場，將電磁場與溫度場進行耦合，計算人體在電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中吸收的電磁輻射，并且分析了由于電磁波的熱效應(yīng)對人體器官及體內(nèi)植入器件導(dǎo)致的溫升效果。
圖1：主要器官溫升分布圖（其中肺部溫升最大，為2.56×10-3℃，大腦部位溫升最小，為0.3×10-3℃。）
當人體處于電磁場環(huán)境中時，在同等距離條件下，人體平躺在諧振器正上方時，人體組織所受到的電磁輻射影響最嚴重，并且當人體站立在無線電能傳輸系統(tǒng)側(cè)面，人體在面對諧振器時所受到的電磁輻射影響較大。
圖2：植入起搏器后溫升分布（心臟起搏器最大溫升為3.13×10-3℃，植入心臟起搏器后人體主要器官溫度并未發(fā)生明顯變化。）
因此，在該項研究中，以人體平躺在諧振器正上方位置為參考，對傳熱模型進行了仿真分析，得到了人體器官及體內(nèi)植入式器件的溫升分布?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，人體器官及體內(nèi)植入式器件在無線電能傳輸過程中的溫升，遠遠低于人體正常自我調(diào)節(jié)水平。
結(jié)果表明，在電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)發(fā)射功率為3.7kW、工作頻率在100kHz的情況下，由其產(chǎn)生的空間電磁場不會對人體產(chǎn)生安全危害。該研究成果有助于破解公眾對電動汽車蓄電池充電機無線充電的認識誤區(qū)，相信在更多科研人員的努力下，更安全高效的無線電能傳輸技術(shù)將在電動汽車充電行業(yè)中得到更多的應(yīng)用。
截止目前，電動汽車蓄電池充電機無線充電功率較低、成本較高，更適合插電混合動力車型。隨著時間的推移，相信研發(fā)水平和成本控制都將邁入新的階段。但電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中產(chǎn)生的高頻電磁波，對人體健康的影響一直存在著較大的爭議。
日前，省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室、中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院生物醫(yī)學工程研究所等單位的研究人員發(fā)布最新科研成果。研究表明，在電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)產(chǎn)生的空間電磁場不會對人體產(chǎn)生安全危害，為消除公眾對電動汽車蓄電池充電機無線充電電磁暴露的顧慮提供了可靠依據(jù)。有關(guān)論文已發(fā)表在2018年《電工技術(shù)學報》第1期增刊上，題目為“電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)對人體及體內(nèi)植入器件電磁安全研究”。
目前，對電動汽車進行充電的主要手段為利用充電站、蓄電池充電機-充電樁或更換電池的方法，這些方法均存在環(huán)境適應(yīng)性及自由性等問題。隨著電動汽車的市場占有率越來越高，電動汽車如何更加安全、便捷的充電成為電動汽車普及過程中需要突破的主要障礙之一。
無線電能傳輸技術(shù)是一種采用非接觸方式，利用電磁波在空間中的傳播特性，實現(xiàn)電能無線傳輸?shù)募夹g(shù)，將其利用于電動汽車蓄電池充電機無線充電領(lǐng)域中，能夠?qū)崿F(xiàn)對靜止或移動中的電動汽車進行實時蓄電池充電機無線充電，充電方式更加便捷；并且能夠有效解決有線充電時電源接頭處易產(chǎn)生火花、磨損等的問題，使充電過程更加安全。因此電動汽車蓄電池充電機無線充電已成為無線電能傳輸技術(shù)中的重要研究領(lǐng)域。
但是，由于生物組織吸收電磁波后會產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而引起組織器官產(chǎn)生較為明顯的溫度變化。因此，電動汽車蓄電池充電機無線充電技術(shù)是否對人體存在傷害呢？
科研人員通過仿真建模的方式，研究了電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中產(chǎn)生的高頻電磁波對人體健康的影響。他們應(yīng)用多物理場有限元軟件模擬電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中產(chǎn)生的空間電磁場，將電磁場與溫度場進行耦合，計算人體在電動汽車蓄電池充電機無線充電過程中吸收的電磁輻射，并且分析了由于電磁波的熱效應(yīng)對人體器官及體內(nèi)植入器件導(dǎo)致的溫升效果。
圖1：主要器官溫升分布圖（其中肺部溫升最大，為2.56×10-3℃，大腦部位溫升最小，為0.3×10-3℃。）
當人體處于電磁場環(huán)境中時，在同等距離條件下，人體平躺在諧振器正上方時，人體組織所受到的電磁輻射影響最嚴重，并且當人體站立在無線電能傳輸系統(tǒng)側(cè)面，人體在面對諧振器時所受到的電磁輻射影響較大。
圖2：植入起搏器后溫升分布（心臟起搏器最大溫升為3.13×10-3℃，植入心臟起搏器后人體主要器官溫度并未發(fā)生明顯變化。）
因此，在該項研究中，以人體平躺在諧振器正上方位置為參考，對傳熱模型進行了仿真分析，得到了人體器官及體內(nèi)植入式器件的溫升分布?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，人體器官及體內(nèi)植入式器件在無線電能傳輸過程中的溫升，遠遠低于人體正常自我調(diào)節(jié)水平。
結(jié)果表明，在電動汽車蓄電池充電機無線充電系統(tǒng)發(fā)射功率為3.7kW、工作頻率在100kHz的情況下，由其產(chǎn)生的空間電磁場不會對人體產(chǎn)生安全危害。該研究成果有助于破解公眾對電動汽車蓄電池充電機無線充電的認識誤區(qū)，相信在更多科研人員的努力下，更安全高效的無線電能傳輸技術(shù)將在電動汽車充電行業(yè)中得到更多的應(yīng)用。
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