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          寧波馬哈汽車創新研發新能源汽車磁場防護產品 為駕乘者的健康保駕護航

          作者:cfzyzx 日期:2022-09-27 瀏覽:5次

          文/馬哈汽車

          近年來,全球變暖和化石能源的日漸緊缺,讓零排放的新能源汽車行業迎來了井噴態勢。

          國務院印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,也提出了到2025年新能源汽車銷售量要達到銷售總量20%的發展愿景。

          環境和政策的加持,讓汽車工業快速進入了“新四化”(電動化、智能化、網聯化、共享化)時代。

          低頻磁場引發健康風險

          新能源汽車的普及,讓駕乘者久處車內低頻磁場中引起的健康風險受到了廣泛關注。2021年11月3日,生態環境部輻射源安全監管司在北京組織召開了電磁輻射污染防治立法工作座談會。全國人大代表馮琪雅女士認為應當通過法治手段解決危害公眾健康的突出電磁輻射問題。

          工業和信息化部、 交通運輸部、國家廣電總局、國家能源局等各部門也認為電磁輻射生物效應應引起高度關注?!吨腥A人民共和國環境保護法》也明確電磁輻射對環境的污染和危害需要采取防治措施,并對磁場環境保護進行立法征求意見。

          無獨有偶,工信部旗下的中國信息通信研究院相關研究人員在2022年第7期《電氣技術》雜志發表了一篇得到國家自然科學基金支持的論文,題為“電動汽車低頻磁場人體暴露安全性研究”。

          論文指出,電動汽車依賴電能作為整車的動力來源,由于車內多種電力和電子設備分布緊湊,車體的包裹性也導致車內的感生磁場分布復雜,駕乘者與多種磁場源距離較近,不可避免會受到磁場侵害。

          電動汽車磁場頻率通常小于100kHz,屬低頻磁場。低頻磁場存在多種生物學效應,弱磁場、穩定磁場和交變磁場的組合會改變自由基的濃度。早在1979年,國外就有報告顯示:居住在大型配電設施附近的兒童白血病發病率增高。有研究指出,在大于0.4μT的極低頻磁場暴露下,兒童白血病患病風險增加了2倍。此外,50~60Hz范圍內的極低頻場還可能引起觸電、電敏感并傷害人體組織。

          電池、電動機與逆變器的位置,也會影響車內的磁場分布。例如,電池位于前部,在后座測得的磁場更小,電池在后備箱或后座下方,后座磁場更大。此外,車輛的驅動方式也會影響磁場水平,距離電動機與逆變器更近的座位會產生更高的磁場暴露。

          行駛中的二次磁場 更易引發健康隱患

          電動汽車行駛中產生的二次磁場也不容忽視,如受地磁感應而磁化的鋼制輪胎產生的低頻磁場等。所以,定期、特別是重大維修或事故后,監測電動汽車中的極低頻磁場也十分重要,可以保護駕乘者免受潛在的極低頻磁場影響。

          此外,電動汽車在充電過程中,低頻磁場也會發生顯著變化。當前電動汽車的充電方式主要是直流有線充電與無線充電。無線電能傳輸(WPT)技術使用線圈電磁感應的方法,相比有線充電更可能使人體暴露于較高幅度的磁場中,該磁場比正常行駛過程中的磁場更大,更易引發健康隱患。

          合適的磁場屏蔽策略能減少磁場暴露

          當前,數值模擬成了車輛研發設計中減少各類風險的重要參考依據。例如:有學者利用有限元法,采用鋼、鋁和纖維復合材料的三種底盤,仿真7.7kW、85kHz或150kHz的WPT系統的低頻磁場分布,證明電動汽車的金屬底盤可以起到磁場屏蔽作用,而采用纖維復合材料底盤則無法屏蔽磁場。

          采用合適的磁場屏蔽策略,可以在不影響電動汽車性能的情況下,有效減少電動汽車內部的磁場暴露。加入屏蔽層與采取水平屏蔽,可有效減少WPT系統磁場暴露。使用高相對磁導率的鐵磁材料設置良好的磁屏蔽,也是一種減小磁場暴露的有效方法。

          實驗證明,采用鐵磁屏蔽外殼可使磁場值比沒有屏蔽的磁場值低兩倍,而改進后的鐵磁材料可以將磁場再降低25%。合理采用車體材料,同樣是減少車內乘員磁場暴露的重要方法。

          植入式醫療設備佩戴者 更易受影響

          有學者建立了成年男性駕駛小型電動汽車的模型,使用FDTD方法仿真發現,電動汽車電纜輸入端附近的磁通密度達到限值的170倍,而磁通密度的峰值位于頭皮,感應電流密度與感應電場的峰值均位于腦部。而在WPT系統的仿真研究中,感應電流密度、比吸收率等峰值出現在肺部、胃部、心臟等內臟位置,其中對肺部影響較為明顯。

          測量與仿真是對車內低頻磁場研究的兩個重要手段。由于電磁仿真中網格的剖分誤差、數字人體模型的精細程度限制及重建的車體模型與現實車輛的差異,仿真結果可能與場測結果有所不同。但電磁仿真仍可為研究提供更保守的磁場暴露評估結果,補充場測難以實現的最差暴露情況,幫助車輛設計者開展設計選型,如合理安排電力設備位置,為電纜等加裝屏蔽網、濾波器,適當采用鐵磁材料進行磁場屏蔽等,以有效減少車內低頻磁場對駕乘者的影響。

          隨著現代醫療水平的發展,植入式醫療設備已廣泛應用于臨床治療,在神經刺激、心臟起搏、器官功能替代等方面發揮了不可替代的作用。仍需注意的是,如果駕乘者的體內植入醫療器械、發射與接收線圈失配、人體距WPT系統過近等均有可能導致更多的磁場暴露。

          論文也指出,在實際設計WPT系統時,應充分考慮交流電磁場在空氣中的衰減,以及各種材料對于電磁場的屏蔽作用,設計合理的車體架構,控制WPT系統的功率,保證人體存在植入醫療器械情況下的安全性。

          寧波馬哈汽車專注研發磁場屏蔽材料

          有鑒于此,為了降低人體在低頻磁場引發的健康風險,馬哈汽車早在創立之初,就專注研發磁場屏蔽材料,并先后與清華、中科院、浙大、東京工業大學、哈工大、浙工大等多所高校合作研發,矢志創新,一舉拿下多項產品技術專利,并通過多項國家級檢測認證,有效阻隔新能源汽車內的電磁干擾源,保障了駕乘者的安全。

          成立于2015年的寧波市馬哈汽車服務有限公司深耕新能源汽車(純電、混動、插電混、增程式等)磁場防輻射、阻燃、著火熱量反射、延時逃生、防靜電、隔音隔熱等防護套裝領域,集設計、研發、生產、銷售、服務于一體,致力于服務汽車主機廠及全國4S店。

          馬哈汽車專注研發磁場屏蔽材料,目前主要為新能源汽車提供座艙+電池包智能防護套裝的解決方案。這一智能防護套裝,能有效屏蔽新能源汽車的電磁場和磁場輻射,反射熱量,防護駕乘者的安全,除了可以阻燃,延長逃生時間,還配備了智能物聯網芯片火警報警系統。產品通過國家轎車質量監督檢驗中心、軍方檢測機構航天集團第二研究所、應急管理部上海消防研究所及華東國家計量測試中心等認證,能有效保障駕乘者的安全。

          同時,馬哈汽車此舉也是勇于承擔社會責任,以專利技術力量,助力國民毫無負擔地選擇新能源汽車這一更智慧綠色的出行體驗,顯著提升社會的運轉效率,為產業發展注入新動能。