电动汽车无线充电系统对人体及体内植入器件电磁安全研究

无线电能传输技术被广泛应用于电动汽车无线充电领域。该文建立了无线电能传输系统、人体及体内植入器件的仿真模型,完成了电动汽车无线充电系统对人体及体内植入器件的电磁安全研究。研究表明,人体在位于电动汽车无线充电系统三种不同位置处的人体平均比吸收率分别为1.7×10-3W·kg-1、0.067×10-3W·kg-1和6.2×10-3W·kg-1,均满足国际非电离辐射防护委员会导则的安全指标。人体器官与植入器件由于电磁热效应所导致的温升均低于人体正常自我调节阈值,说明人体在电动汽车无线充电过程中是安全的。     

纯电动汽车典型无线充电线圈电磁暴露安全评估研究

为评估纯电动汽车无线充电时充电线圈电磁暴露的安全性,采用有限元仿真软件COMSOL构建了纯电动汽车使用无线充电线圈充电时对人体的电磁暴露模型。本文研究无线充电线圈频率为10.27MHz,对车体进行静态充电时在人体头部产生的磁感应强度、感应电场强度分布,并与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的限值进行比较。结果表明,脑组织中磁感应强度的最大值为5.94×10~(-3)μT,占ICNIRP限值的6.46%;脑组织中感应电场强度最大值为24.3mV/m,占ICNIRP限值的0.09%。二者均远小于ICNIRP制定的公众电磁暴露推荐值。说明电动汽车在进行无线充电时,线圈对人体产生的高频电磁暴露不会对健康构成威胁。     

电动汽车无线充电时的电磁环境及安全评估

近来,无线电能传输技术受到了越来越广泛的关注,同时,该技术也被尝试应用于电动汽车以实现电动汽车的无线充电。与能量在自由空间传播相比,电动汽车无线充电时的电磁环境有很大不同,而电磁安全问题也变得日益突出。基于上述问题,首先分析了该领域的安全限制与标准问题;其次通过仿真分析了电动汽车充电时的参数变化、电磁环境以及对人体的影响;最后通过电动汽车试验来验证仿真结果,系统实现了约为3.5 k W的能量传输。该研究可为无线充电电动汽车的优化设计提供理论依据。     

电动汽车无线充电电磁环境测试标准及方法分析

电动汽车无线充电标准的制定对无线充电技术在汽车领域的推广应用具有重要意义。目前国内外现行的电动汽车无线充电系统电磁环境测试标准各有差异,各标准对电磁环境限值、测试项目、无线充电系统工况以及测试位置等方面的规定存在差异,比较分析各标准在电磁环境测试方法及安全限值制定上的异同。IEC 61980-1-2015和ISO 19363-2020规定电磁环境测试仅限于电磁场测试,且后者侧重于无线充电系统对人体暴露电磁场仿真模拟验证;SAE J 2954-2020和GB/T 38775.4-2020都涉及了接触电流测试,且电磁环境测试程序基本一致。GB/T 38775.4-2020是在参考相关国内外导则、标准基础上制定的,测试方法规定相对完善,电磁环境限值可靠性较高,可作为电动汽车无线充电电磁环境测试以及充电设施生产制造的参考标准。     

电动汽车无线充电系统对心脏起搏器的电磁兼容与热效应影响

近年来,无线电能传输系统应用于电动汽车充电过程中所产生的电磁辐射安全问题引起了广泛关注。该文构建了无线电能传输系统及心脏起搏器电磁仿真模型,并且计算了电动汽车无线充电系统不同功率等级下的最小安全距离,研究分析了无线电能传输系统对心脏起搏器的电磁兼容与热效应影响。仿真结果显示,不同功率等级下在其相应的最小安全距离处,心脏起搏器磁场强度值均小于磁场强度限值150A/m,说明电动汽车无线充电系统不会对心脏起搏器产生电磁干扰。人体各器官最大温升值均小于1℃,因此该系统所产生的电磁热效应不会对人体造成伤害,同时心脏起搏器的最大温升小于规定的2℃,因此心脏起搏器在该系统电磁辐射环境下所产生的热效应不会对其造成影响。     

电动汽车无线充电技术的研究进展

主要介绍了无线电能传输技术在电动汽车领域中的研究和应用。首先介绍了国内外电动汽车无线充电技术的研究进展及应用情况,然后介绍了两种主要的无线充电技术,感应式无线充电技术和谐振式无线充电技术的原理及特点;分析了提高电动汽车无线充电技术传输效率的措施,并讨论了无线充电技术对人体健康和环境的影响问题;最后提出了未来电动汽车无线充电技术需要解决的关键问题。     

电动汽车无线电能传输系统建模与电磁安全评估

从线圈结构和双边LCC补偿拓扑两方面开展无线电能传输系统的优化设计,以实现指定的输出功率和最高的传输效率。为研究无线充电环境中电磁场对人体的影响,通过三维电磁场仿真软件构建了一个完整的电磁环境仿真系统,包含无线充电系统、电动汽车和具有重要器官的人体模型。模拟了7个场景：成人站立于车后方;成人坐于车内左前、右前、左后和右后方;成人躺卧于车后方;儿童躺卧于车后方（最坏情况）。仿真结果表明,对于22 k W的高功率无线充电环境,躺姿势儿童的心肺和躺姿势成人的心脏超出国际非电离辐射防护委员会规定的感应电场基本限值。由于车辆外壳的屏蔽和人体与利兹线的距离,坐在车内和站立于车后的场景对人们是安全的。     

互操作电动汽车无线充电系统设计方法

电动汽车无线充电的互操作性是指同一发射端可以匹配不同离地间隙、不同充电功率等级的电动汽车接收端进行安全高效的无线充电。国家标准对电动汽车无线充电的互操作性给出了解释和示范,但如何在不同间隙级别、不同功率等级和不同偏移位置下均实现最优的功率传输效率,是互操作设计的一个难题。针对双边LCC电动汽车无线充电系统,以电动汽车无线充电系统标准GB/T38755.1为参考,提出一个满足工程应用需求的互操作无线充电系统优化设计方法。在满足电感量要求下,优化发射线圈表面磁场辐射的均匀度,以效率为目标优化不同间隙与不同功率等级的接收线圈及其补偿参数。制作了一个满足互操作性的11 kW发射线圈与9个不同充电气隙和功率等级的接收线圈,对设计方法进行了实验验证。     

无线电能传输技术电磁环境研究综述北大核心

随着无线电能传输技术的发展,其在多个领域显示出巨大的应用前景。虽然目前对无线电能传输技术的传输距离、传输效率、传输功率等关键技术参数有深入研究,但是对其电磁环境的研究还没有得到足够的重视。本文综述了国内外对于无线电能传输电磁环境的研究现状,主要介绍了磁耦合方式的无线电能传输电磁环境的典型案例,梳理了动物实验、三维模型对电磁反应的数值仿真等研究方法,研究结果表明:在植入式医疗设备、电动汽车和消费类电子产品的无线充电领域,无线充电相关产品能够满足已有标准的要求。同时,人体三维模型对电磁反应的数值仿真是研究的常规手段,但未来应更关注无线电能传输应用的长期医学实验或多种技术路线的研究。     

中国电科院牵头编制的三项电动汽车 无线充电系列国家标准获批发布

正日前,中国电力科学研究院有限公司牵头编制的《GB/T 38775.2电动汽车无线充电系统第2部分:车载充电机与充电设备之间的通信协议》《GB/T 38775.3电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求》《GB/T 38775.4电动汽车无线充电系统第4部分:电磁环境限值与测试方法》三项国家标准获得国家标准化管理委员会批复发布。这三项国家标准是电动汽车无线充电系列中重要的基础通用标准,也是电动汽车无线充电系统领域首批获批发布的标准。通信协议标准规范了电动汽车无线充电的具体流程、参     

考虑电动汽车充电负荷空间分布的系统特性分析

电动汽车充电的便捷、安全是电动汽车产业化的必要保障。电动汽车充电负荷具有一定的随机性和集聚性,充电负荷接入电网的位置和容量不同,势必给电网带来不同的影响。如何适应电动汽车充电负荷的接入成为电网建设规划中面临的重点问题之一。基于现有的电动汽车充电方式的讨论,考虑电动汽车充电负荷随机分布和局部集中分布两种方式,通过仿真计算,详细研究了接入电网的电压和损耗特性,并对关键因素进行了分析。结果显示,接入电网的电压和损耗特性与充电负荷的分布密切相关。最后提出电动汽车充电站点设计和选址依据。     

计及相似日与气象因素的电动汽车充电负荷聚类预测

电动汽车充电负荷精准预测对于电网调度、电力市场交易、充电站规划建设等具有实际意义.由于电动汽车充电负荷特性异于传统的电力负荷,两者负荷的规律性及影响因素的敏感性各有不同,有必要针对电动汽车充电负荷影响因素及预测模型开展针对性研究.考虑到不同类型电动汽车充电负荷时间序列特性及影响因素存在差异,构建考虑日类型、最高与最低温...     

750 kV交流输电线下人体的工频电场效应分析

随着输电线路电压等级的不断提高,工频电磁场问题越来越受到人们的关注。分析了750 kV输电线路下简化人体模型的电场效应,构建了双手下垂、双手上举、撑伞以及行走的人体模型,比较了不同姿势下人体感应电场的分布情况。以双手下垂模型为例,研究了架空输电线离地高度对人体电场效应的影响。仿真计算结果表明,人体的存在会使其所在空间的电场分布发生畸变,人体姿势的改变会影响感应电场的分布情况,局部场强最大值总是出现在人体轮廓的尖端部位,导线离地高度越大,其下方人体的感应电场值越小。不同姿势下人体模型的局部场强最大值在允许的数值范围之内,750 kV超高压输电线路的工频电场不会对人体健康造成危害。     

电动汽车对微网优化运行的影响分析

概述了电动汽车的功率特性,以蒙特卡洛模拟法仿真电动汽车的充放电行为,建立了电动汽车无序充电和有序充放电的负荷模型。在分时电价机制下,以计及电动汽车接入的微网经济效益最大为目标,制定了优化调度策略。分析比较了电动汽车无序充电和有序充放电对微网优化运行的影响,表明电动汽车有序充放电接入模式不仅对主网起到＂移峰填谷＂的作用,还可以有效提高微网自身的经济效益。     

电动汽车国际充电标准发展趋势

近年来,主要汽车大国纷纷开展电动汽车的研发与生产,但发展方向却不尽一致。因各国电力系统存在差异,故电动汽车在充电设备及规格、车辆设计等方面的研发方向就各不相同。对主要汽车大同日本和欧美的电动汽车充电标准进行比较研究,并对我国所应采取标准化行动提出政策建议。     

电动汽车供电能源优化组合及智能充电策略

为评估电动汽车充电过程中不同种类可再生能源的经济性,构建了智能充电优化模型,得出电动汽车供电电源的最佳电能组合,所涉及发电能源包括风电、光伏发电以及通过可再生能源配额进行补偿的传统化石燃料发电。通过对可再生能源利用情况和电动汽车充电特性进行分析,采用启发式动态规划方法建立智能充电模型,研究风能、太阳能接入电动汽车充电系统后与传统发电能源的协同优化机制,并对电动汽车充电能源组合中各能源的经济性进行敏感性分析。结果表明,电动汽车智能充电策略有利于提高可再生能源的利用率,降低其负荷不稳定性对电力系统的影响,并且风力发电接入充电系统具有成本优化效益,能有效降低充电成本。     

考虑实时电力交易的电动汽车群组充放电优化策略

根据中国在商用领域大规模使用电动汽车的情况,本文提出一种适用于商用电动汽车群组的有序充放电调度策略,以增加商用电动汽车群组所有者的收益.该策略通过聚合器作为电动汽车和电网之间联系的桥梁,合理调度电动汽车群组的充电时间和充电汽车的行驶数量,并参与电力市场实时交易.首先,在满足电力系统安全的情况下,建立了计及电力交易收益和...     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

不同充电模式下电动汽车充电站的仿真与谐波分析

当前越来越多的电动汽车充电设施接入电网,不同充电模式的充电设施接入电网产生的谐波污染将对电网造成不同的影响。对电动汽车充电站内不同充电模式充电机之间的相互影响进行Simulink仿真和谐波分析。首先,建立电动汽车动力电池的仿真模型。其次,建立电动汽车不同充电模式充电机的仿真模型。然后,将动力电池仿真得到的充电曲线直接等效成时变电阻,并作为连续信号直接输入充电机模型进行仿真。最后,在不同充电场景下对不同充电模式充电机进行仿真,分析了不同充电模式的充电机工作时相互影响的谐波规律。     

电动汽车动力锂电池LCL型无线充电技术

为了满足电动汽车动力锂电池的充电需求,文中提出基于MERS(Magnetic Energy Recovery Switch,磁能再生开关)的LCL谐振型无线电能传输系统。该系统仅通过改变副边MERS的导通角,即可实现三种工作模式:恒流输出模式、恒压输出模式和最大功率输出模式。文中提出了系统模型,分析了LCL谐振型ICPT系统满足恒压、恒流、最大功率输出三种工作状态的条件;研究并建立了MERS的数学模型;搭建了Simulink仿真模型,仿真结果表明,本系统仅通过控制副边MERS的导通角α一个参数,可以实现电动汽车动力锂电池“先恒流后恒压”的充电需求,也可以实现当系统互感系数变化时系统维持在最佳工作点,而无需改变其他系统网络参数。该方案对改进电动汽车无线充电系统有一定的参考价值。