CST软件对OPERA&CST软件联合仿真汽车无线充电站对人体的影响

上海又收紧了新能源车的免费上牌政策。所以年前一些伙伴和我探讨过买新能源汽车的问题,小伙伴们基本纠结的点是买插电还是纯电?我个人是很抗拒新能源车的,也开过坐过。个人有几个观点:

  1. 溢价过高,不保值。
  2. 实际并不环保,只是把污染从排气管换到了锂电池和煤电。
  3. 为了不用拍牌的退而求其次。
  4. 并不怎么省钱。
  5. 对人体有无危害有待商榷,电磁辐射标准没有完善。

这就让我想到了这次的话题:汽车无线充电站对人体的影响。新能源汽车的电磁场都可以用该方法来评估对人体的影响。

无线感应充电对电动汽车充电具有明显的优势,但充电能量效率较低。小型汽车感应充电的最低效率为大于85%,在位置偏离时达到80%(如车没停准)。传统充电的效率约为92%-95%。效率达到的同时,需要证明其对人是安全的。那就可以用OPERA和CST仿真电磁场对人体暴露的影响评估。目前使用真实汽车车身的研究很少。目前标准中有规定极限值:

接下来介绍下如何用OPERA和CST根据标准完成计算的方法:无限充电站与汽车的连接关系如下图:

AC/AC变换器将功率频率电压转换为传输频率的电压,重型车辆的频率为20 kHz -30 kHz,轻型车辆的频率约为85 kHz (81.38 ~90 kHz)(功率≤20 kW,通常为7.7 kW)。充电站线圈连接电网,并且耦合到车辆上的线圈,车载线圈收集的信号经过整流,然后它给汽车电池充电。仿真需要用到参数化建模,如不同心,线圈之间的距离,线圈在汽车下的位置等,从而评估人体暴露在充电系统的不同场景。此外,通过生物电磁模型,可以计算出婴儿、儿童、成人,以及各种姿势时的实际感应电场水平。将OPERA中计算得到的磁场空间分布,导入到CST中使用人体生物模型库进行仿真。模型为半径为280mm的两个线圈,发射线圈和接收线圈的正交电流分别为500安匝和1050安匝。

整个系统还包含一个铁氧体集中器和一个铝外壳屏蔽组成。用该尺寸建立两个充电站模型,一个用于工作频率为85 kHz的轻型车辆,另一个用于工作频率为25 kHz的重型车辆(小型巴士)。充电站(充电线圈连接电网部分)的参数使用SAE J2954标准。

采用WPT2/Z3功率等级系统模型,其最大功率为7.7 kVA。车身采用是汽车制造商提供的真实车身。车身的物理性能参数化:磁导率从30到300。电导率从2MS /m到7MS /m。小巴的最大额定功率约为50kVA。用OPERA计算这些系统周围产生的杂散磁场,在准静态下,假设磁场不受人体内感应电流的干扰,得到感应电场的空间分布。该分布作为后期的生物电磁仿真的输入源。

在CST中使用人体模型使用成年男性,并且包含所有器官组织。皮肤组织的电导率设置为0.1 S/m。

根据现有的准则如ICNIRP 1998, ICNIRP 2010, IEEE 2005确定每个组织和器官的感应电场和电流密度的最大值。截图是模拟一个成年男性在距离轿车车身约0.2米的距离处暴露于电磁场中的例子。这个例子中磁通密度的水平低于0.7 uT和人体感应电场最大10 mV / m,大大低于ICNIRP2020参考电场限制(27uT、11.5 V / m@85KHz)。那么该无线充电站:"按照现有标准"来看是对人体无害的。

相关推荐
shionhana1 分钟前
AI PPT 生成的两个关键环节:结构生成和视觉生成,以 PPTMaker 为例
人工智能·chatgpt·agent·ppt
Am-Chestnuts4 分钟前
DeepSeek表格复制到Word变竖线错列?用DS随心转对比几种整理方法
人工智能·word·ds随心转
Lazionr7 分钟前
多态:从多种形态到运行时绑定
开发语言·c++
55873 生态系统9 分钟前
013+【架构实战】55873 智慧生活:如何让生命更有价值、更有意义?—— 四大生命价值维度设计全解
人工智能·55873全域文明生态体系·55873操作系统·全域文明生态系统·55873智慧生活
老当益壮梁奶奶16 分钟前
ARM汇编学习笔记(六):【i.MX6ULL】时钟系统与定时器(EPIT & GPT)
c语言·arm开发·嵌入式硬件·学习·51单片机
小小程序猴116 分钟前
中小企业AI转型课程模块的工程化设计:从能力矩阵到课程编排
大数据·人工智能
别动我齐刘海18 分钟前
ROS2 Jazzy + C++ 实战路线——ros2_control
c++·人工智能·python·opencv·机器学习·机器人·github
lisw0518 分钟前
智能客服:运行机制、效用与发展展望!
人工智能·ai智能体
Aloudata18 分钟前
语义层和SQL Copilot:一个降低写SQL门槛,一个统一业务逻辑
大数据·人工智能·数据分析·data agent·语义层
墨林陌19 分钟前
AI 热点日报(2026-09-22):AMD市值首破万亿美元,阶跃星辰发布600B开源模型
人工智能