关键词：纯电动汽车;;动力电缆;;电磁暴露;;人体模型;;安全评估
摘 要：随着电力电子、电机驱动、电池控制等相关技术的进步和发展,电动汽车近几年成为汽车行业发展的热点。由于纯电动汽车依靠电力驱动提供动力,且电机功率、续驶里程的不断增加,电池组输出的电压电流数值也随之提高,车内电磁环境变得越来越复杂。人们在享受纯电动汽车带来方便的同时,也特别关心电动汽车车厢内的复杂的电磁环境是否会对人体健康构成威胁。首先,论文简要阐述了欧美等主要发达国家电动汽车的发展历程以及目前国内纯电动汽车行业布局取得的可喜成绩。介绍了纯电动汽车主要动力部件布局位置和电力驱动系统的基本原理,通过分析明确了纯电动汽车车内主要的电磁骚扰源,为仿真车内电磁环境提供可靠依据。为了有效评估车厢内电磁环境对人体的影响,利用三维CAD建模软件建立了适用于有限元剖分的驾驶员、乘客三层头人体模型,并参考真实车体模型建立了简化的车厢。其次,纯电动汽车的速度等级不同,流经直流母线动力电缆的稳态直流电流大小也不相同,本文以三维模型中直流母线动力电缆为电磁激励源,通过施加稳态直流电流、谐波电流,分别仿真动力电缆在车厢内产生的稳态磁场、谐波电磁场对驾驶员、乘客人体的影响。通过改变模型中动力电缆励磁电流大小分别模拟了电动汽车低速、高速、最大工作电流三种不同运行阶段时动力电缆电流在人体体内感应的磁感应强度。纯电动汽车在行驶过程动力电缆中伴有谐波电流,通过向动力电缆施加谐波电流仿真计算得出人体组织中电磁场的分布。最后,将计算量化得出的人体组织内电磁场的分布结果与ICNIRP参考限值对比进行安全评估,结果表明:流经动力电缆电流越大,人体组织中磁感应强度数值越高,电动汽车在三种不同工况下驾驶员和乘客人体、头部组织中的磁感应强度均低于ICNIRP参考限值;谐波电流在驾驶员和乘客人体、头部组织中产生的电场强度、磁场强度、电流密度、磁感应强度均低于ICNIRP参考限值。动力电缆中的电流在人体组织中感应产生的电磁场数值大小与动力电缆布线的空间位置密切相关,动力电缆稳态直流电流和谐波电流产生的电磁暴露均不会对人体健康构成威胁。
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