为EV无线充电(四):针对电磁场进行人体防护

2011-09-05 10:02:38来源: 技术在线

计划在长野县实际投入使用

  WEB-3除了在埼玉县早稻田大学的本庄校园使用外,还计划2011年度在长野县长野市实际投入使用。另外,2011年度将制造“WEB-4”巴士,并实际利用这两辆车,确认保养和检查的情况以及运行上是否存在问题等。预定在长野市运行3年。

  此外,在早稻田大学的本庄校园,巴士停车场上方设置了太阳能电池,可利用太阳能电池发电的电力通过无线供电系统为巴士充电。

  本庄校园的电池利用方法独具特色。那就是利用了电池“第二生命(Second Life)”的充电站实证试验。我们预计,几年后将出现大量的EV电池二手产品。这些二手产品很难再用于EV,但可用于定置用途。因此,我们在本庄校园设置了与巴士配备的电池相同的定置用途电池,用于实证试验。其实是想使用二手产品,但由于目前还没有二手品,因此使用了新品。如果这期间巴士的电池寿命到头,我们打算作为定置用途使用。

针对电磁场进行人体防护

  电磁感应方式的频率为50Hz~200kHz。日本总务省电波防护准则的对象频率为10kHz~300GHz,我们的开发品目前采用22kHz,在防护准则的对象范围之内。磁共振方式在20kHz左右会引起磁共振,所以范围设定在了约15MHz以内。此外,电波方式中微波为2.45GHz,激光方式为375THz。

  所有情况下的频率都要比光低。如果高于光的频率,就会像X射线一样对人类的基带来影响。即使是在光中,紫外线等也可能会导致皮肤癌,最近听说,接听手机时会对头部造成影响等。我个人认为,无线供电利用的频带对人体的影响大部分是热量方面的,最多只会感觉比较热而已,不过当然还是没有电磁波最好。

  因此,我们围绕国际非电离辐射防护委员会制定的电磁场人体防护指南ICNIRP指针进行了探讨。

  例如,在电动巴士上配备我们开发的22kHz频率、30kW无线供电系统时,从线圈的截面来看,一次侧和二次侧之间的磁场强度非常高。磁场强度在近场以立方比例衰减。因此,约100mm远位置的强度为72μT。虽然日本没有规定,不过德国规定心脏起搏器的最大容许磁力线密度为66.5μT。所以,需要离开100mm以上的距离。

  1998年版ICNIRP针对普通公众的标准值更为严格,为6.25μT。即需要离开约300mm远。因此,我们设置的线圈使外壁在300mm以外处,尽量减小了对人体的影响。

  不过,2010年11月ICNIRP指针进行了部分修改,规定放宽很多,100kHz以内频率的最大容许磁力线密度为27μT。这表示离开约150mm左右的位置即可,对我们而言,更容易采取对策了(图13)。

 
图13:对漏磁场有规定
在模拟结果中,驱动频率为20kHz时,心脏起搏器的最大容许磁力线密度降至66.5μT以下是在100mm附近(a)。在实测结果中,巴士的车内外均低于ICNIRP规定的6.25μT(1998年版)(b)。

需要采取对策应对电波法

  在日本国内,大型无线供电装置相当于电波法第100条等规定的高频利用设备。频率在10kHz以上、功率超过50W的设备设置时需要申请许可。而且,100m远处的电场规定值为1mV/m以下且高频输出功率为500W以上时,30m远处的电场规定值需要在√(P/500)mV/m以下。P表示装置的输出功率。

  要想符合该规定数值相当困难。我们在电波暗室和屏蔽室获取了数据,提出了许可申请。

  另一方面,也有即使功率超过50W也无需设置许可的设备。即获得了型号指定和型号确认认证的设备。型号指定设备有超声波加工机和采用电磁感应加热的复印机等。型号确认设备有电磁炉、微波炉以及“Suica”等无线标签读取装置。将来,需要推动无线供电装置也作为这种无需设置许可的设备设置。

  此外,要想使EV无线供电系统实现实用化,在道路上设置也需要申请许可。在道路上设置需要符合道路法第32条的规定。另外,道路使用许可在道路交通法第77条中有规定,需要获得所属公安局及道路管理者的许可。

  不过,目前的情况是道路要求还没有完全确定。今后需要制定相应指南,例如必须耐受多少吨的重量以及滑移率和防水性等。

关键字:针对  防护

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0905/article_4331.html
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