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電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)乘員健康影響的研究

電磁場(chǎng)對(duì)人類(lèi)健康的影響已經(jīng)研究了數(shù)十載，但還沒(méi)有十分成熟的結(jié)論。在電動(dòng)汽車(chē)中，乘員座位距離電池系統(tǒng)很近，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，從而使乘員暴露在磁場(chǎng)中。提出了一個(gè)評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方法。首先，通過(guò)有限元方法對(duì)單電池產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行了磁場(chǎng)近似分析、磁場(chǎng)強(qiáng)度分析；然后，對(duì)電池組進(jìn)行了分析，并提出了快速充電的注意事項(xiàng)；最后，對(duì)電池組產(chǎn)生的磁場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行了討論，給出了所有電動(dòng)汽車(chē)都應(yīng)進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度評(píng)估的建議。

通常，只有電動(dòng)汽車(chē)電池才會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度，但許多其它車(chē)內(nèi)設(shè)備也可作為磁場(chǎng)強(qiáng)度的來(lái)源，特別是功率變換器和線(xiàn)圈。此外，車(chē)輛結(jié)構(gòu)如車(chē)身形狀、厚度和材料也會(huì)對(duì)車(chē)輛磁場(chǎng)強(qiáng)度水平有顯著影響。

首先建立電池的三維有限元模型用于計(jì)算電池產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，但是沒(méi)有考慮模塊分布帶來(lái)的影響；然后對(duì)模型進(jìn)行描述；最后獲得仿真結(jié)果，所有的仿真中幾何形狀、材料和網(wǎng)格是相同的，不同之處在于電流的大小。

對(duì)NiMH電池模塊進(jìn)行實(shí)測(cè)試驗(yàn)，測(cè)量了在直流和交流電情況下的磁場(chǎng)強(qiáng)度。為了驗(yàn)證模型將仿真分析結(jié)果與電池試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

雖然本研究獲得的磁場(chǎng)強(qiáng)度值（忽略電流諧波）低于ICNIRP（國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)）參考水平，但必須指出的是，裝有不同類(lèi)型電池的不同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)其磁場(chǎng)強(qiáng)度是不一樣的。此外，為了提高電動(dòng)汽車(chē)性能，還裝有混合儲(chǔ)能系統(tǒng)（通常是電池和超級(jí)電容器的組合），這意味著該系統(tǒng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)也必須被評(píng)估。因此，在電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題應(yīng)嚴(yán)加監(jiān)控。分析磁場(chǎng)強(qiáng)度具有危害這個(gè)問(wèn)題是汽車(chē)設(shè)計(jì)師的責(zé)任。在一些國(guó)家，有關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度評(píng)估將成為法律上的強(qiáng)制性義務(wù)。

刊名：Passenger Exposure to Magnetic Fields due to the Batteries of an Electric Vehicle（英）

刊期：2015年第2期

作者：P. Moreno-Torres Concha

編譯：劉歡