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宁波马哈汽车创新研发新能源汽车磁场防护产品 为驾乘者的健康保驾护航

作者:综合报道 来源:汽车焦点
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2022-09-23

  【汽车焦点 快讯

  文/马哈汽车

  近年来,全球变暖和化石能源的日渐紧缺,让零排放的新能源汽车行业迎来了井喷态势。

  国务院印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,也提出了到2025年新能源汽车销售量要达到销售总量20%的发展愿景。

  环境和政策的加持,让汽车工业快速进入了“新四化”(电动化、智能化、网联化、共享化)时代。

  低频磁场引发健康风险

  新能源汽车的普及,让驾乘者久处车内低频磁场中引起的健康风险受到了广泛关注。2021年11月3日,生态环境部辐射源安全监管司在北京组织召开了电磁辐射污染防治立法工作座谈会。全国人大代表冯琪雅女士认为应当通过法治手段解决危害公众健康的突出电磁辐射问题。

  工业和信息化部、 交通运输部、国家广电总局、国家能源局等各部门也认为电磁辐射生物效应应引起高度关注。《中华人民共和国环境保护法》也明确电磁辐射对环境的污染和危害需要采取防治措施,并对磁场环境保护进行立法征求意见。

  无独有偶,工信部旗下的中国信息通信研究院相关研究人员在2022年第7期《电气技术》杂志发表了一篇得到国家自然科学基金支持的论文,题为“电动汽车低频磁场人体暴露安全性研究”。

  论文指出,电动汽车依赖电能作为整车的动力来源,由于车内多种电力和电子设备分布紧凑,车体的包裹性也导致车内的感生磁场分布复杂,驾乘者与多种磁场源距离较近,不可避免会受到磁场侵害。

  电动汽车磁场频率通常小于100kHz,属低频磁场。低频磁场存在多种生物学效应,弱磁场、稳定磁场和交变磁场的组合会改变自由基的浓度。早在1979年,国外就有报告显示:居住在大型配电设施附近的儿童白血病发病率增高。有研究指出,在大于0.4μT的极低频磁场暴露下,儿童白血病患病风险增加了2倍。此外,50~60Hz范围内的极低频场还可能引起触电、电敏感并伤害人体组织。

  电池、电动机与逆变器的位置,也会影响车内的磁场分布。例如,电池位于前部,在后座测得的磁场更小,电池在后备箱或后座下方,后座磁场更大。此外,车辆的驱动方式也会影响磁场水平,距离电动机与逆变器更近的座位会产生更高的磁场暴露。

  行驶中的二次磁场 更易引发健康隐患

  电动汽车行驶中产生的二次磁场也不容忽视,如受地磁感应而磁化的钢制轮胎产生的低频磁场等。所以,定期、特别是重大维修或事故后,监测电动汽车中的极低频磁场也十分重要,可以保护驾乘者免受潜在的极低频磁场影响。

  此外,电动汽车在充电过程中,低频磁场也会发生显著变化。当前电动汽车的充电方式主要是直流有线充电与无线充电。无线电能传输(WPT)技术使用线圈电磁感应的方法,相比有线充电更可能使人体暴露于较高幅度的磁场中,该磁场比正常行驶过程中的磁场更大,更易引发健康隐患。

  合适的磁场屏蔽策略能减少磁场暴露

  当前,数值模拟成了车辆研发设计中减少各类风险的重要参考依据。例如:有学者利用有限元法,采用钢、铝和纤维复合材料的三种底盘,仿真7.7kW、85kHz或150kHz的WPT系统的低频磁场分布,证明电动汽车的金属底盘可以起到磁场屏蔽作用,而采用纤维复合材料底盘则无法屏蔽磁场。

  采用合适的磁场屏蔽策略,可以在不影响电动汽车性能的情况下,有效减少电动汽车内部的磁场暴露。加入屏蔽层与采取水平屏蔽,可有效减少WPT系统磁场暴露。使用高相对磁导率的铁磁材料设置良好的磁屏蔽,也是一种减小磁场暴露的有效方法。

  实验证明,采用铁磁屏蔽外壳可使磁场值比没有屏蔽的磁场值低两倍,而改进后的铁磁材料可以将磁场再降低25%。合理采用车体材料,同样是减少车内乘员磁场暴露的重要方法。

  植入式医疗设备佩戴者 更易受影响

  有学者建立了成年男性驾驶小型电动汽车的模型,使用FDTD方法仿真发现,电动汽车电缆输入端附近的磁通密度达到限值的170倍,而磁通密度的峰值位于头皮,感应电流密度与感应电场的峰值均位于脑部。而在WPT系统的仿真研究中,感应电流密度、比吸收率等峰值出现在肺部、胃部、心脏等内脏位置,其中对肺部影响较为明显。

  测量与仿真是对车内低频磁场研究的两个重要手段。由于电磁仿真中网格的剖分误差、数字人体模型的精细程度限制及重建的车体模型与现实车辆的差异,仿真结果可能与场测结果有所不同。但电磁仿真仍可为研究提供更保守的磁场暴露评估结果,补充场测难以实现的最差暴露情况,帮助车辆设计者开展设计选型,如合理安排电力设备位置,为电缆等加装屏蔽网、滤波器,适当采用铁磁材料进行磁场屏蔽等,以有效减少车内低频磁场对驾乘者的影响。

  随着现代医疗水平的发展,植入式医疗设备已广泛应用于临床治疗,在神经刺激、心脏起搏、器官功能替代等方面发挥了不可替代的作用。仍需注意的是,如果驾乘者的体内植入医疗器械、发射与接收线圈失配、人体距WPT系统过近等均有可能导致更多的磁场暴露。

  论文也指出,在实际设计WPT系统时,应充分考虑交流电磁场在空气中的衰减,以及各种材料对于电磁场的屏蔽作用,设计合理的车体架构,控制WPT系统的功率,保证人体存在植入医疗器械情况下的安全性。

  宁波马哈汽车专注研发磁场屏蔽材料

  有鉴于此,为了降低人体在低频磁场引发的健康风险,马哈汽车早在创立之初,就专注研发磁场屏蔽材料,并先后与清华、中科院、浙大、东京工业大学、哈工大、浙工大等多所高校合作研发,矢志创新,一举拿下多项产品技术专利,并通过多项国家级检测认证,有效阻隔新能源汽车内的电磁干扰源,保障了驾乘者的安全。

  成立于2015年的宁波市马哈汽车服务有限公司深耕新能源汽车(纯电、混动、插电混、增程式等)磁场防辐射、阻燃、着火热量反射、延时逃生、防静电、隔音隔热等防护套装领域,集设计、研发、生产、销售、服务于一体,致力于服务汽车主机厂及全国4S店。

  马哈汽车专注研发磁场屏蔽材料,目前主要为新能源汽车提供座舱+电池包智能防护套装的解决方案。这一智能防护套装,能有效屏蔽新能源汽车的电磁场和磁场辐射,反射热量,防护驾乘者的安全,除了可以阻燃,延长逃生时间,还配备了智能物联网芯片火警报警系统。产品通过国家轿车质量监督检验中心、军方检测机构航天集团第二研究所、应急管理部上海消防研究所及华东国家计量测试中心等认证,能有效保障驾乘者的安全。

  同时,马哈汽车此举也是勇于承担社会责任,以专利技术力量,助力国民毫无负担地选择新能源汽车这一更智慧绿色的出行体验,显著提升社会的运转效率,为产业发展注入新动能。

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雷锐明 雷锐明

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