OPERA&CST聯合仿真汽車無線充電站對人體的影響

來源：OPERA仿真專家之路更新時間：2024-06-23 閱讀：

上海又收緊了新能源車的免費上牌政策。所以年前一些伙伴和我探討過買新能源汽車的問題，小伙伴們基本糾結的點是買插電還是純電？我個人是很抗拒新能源車的，也開過坐過。個人有幾個觀點：

溢價過高，不保值。
實際并不環保，只是把污染從排氣管換到了鋰電池和煤電。
為了不用拍牌的退而求其次。
并不怎么省錢。
對人體有無危害有待商榷，電磁輻射標準沒有完善。
這就讓我想到了這次的話題：汽車無線充電站對人體的影響。新能源汽車的電磁場都可以用該方法來評估對人體的影響。

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無線感應充電對電動汽車充電具有明顯的優勢，但充電能量效率較低。小型汽車感應充電的最低效率為大于85%,在位置偏離時達到80%（如車沒停準）。傳統充電的效率約為92%-95%。效率達到的同時，需要證明其對人是安全的。

那就可以用OPERA和CST仿真電磁場對人體暴露的影響評估。目前使用真實汽車車身的研究很少。目前標準中有規定極限值：

接下來介紹下如何用OPERA和CST根據標準完成計算的方法：

無限充電站與汽車的連接關系如下圖：

AC/AC變換器將功率頻率電壓轉換為傳輸頻率的電壓，重型車輛的頻率為20 kHz -30 kHz，輕型車輛的頻率約為85 kHz (81.38 ~90 kHz)(功率≤20 kW，通常為7.7 kW)。

充電站線圈連接電網，并且耦合到車輛上的線圈，車載線圈收集的信號經過整流，然后它給汽車電池充電。

仿真需要用到參數化建模，如不同心，線圈之間的距離，線圈在汽車下的位置等，從而評估人體暴露在充電系統的不同場景。此外，通過生物電磁模型，可以計算出嬰兒、兒童、成人，以及各種姿勢時的實際感應電場水平。將OPERA中計算得到的磁場空間分布，導入到CST中使用人體生物模型庫進行仿真。模型為半徑為280mm的兩個線圈，發射線圈和接收線圈的正交電流分別為500安匝和1050安匝。