Avaliação da exposição eletromagnética durante transferência de energia sem fio de 85 kHz para veículos elétricos
SangWook Park. Avaliação da exposição eletromagnética durante transferência de energia sem fio de 85 kHz para veículos elétricos. Transações IEEE em Magnética. Volume: PP, Edição: 99. 1º de setembro de 2017. doi: 10.1109/TMAG.2017.2748498.
Abstrato
Os campos externos nas proximidades dos sistemas de transferência de energia sem fio (WPT) de veículos elétricos (EV) que exigem alta potência podem exceder os limites das diretrizes de segurança internacionais. Este estudo apresenta resultados dosimétricos de um sistema WPT de 85 kHz para veículos elétricos. Um sistema WPT para carregamento de VEs é projetado e a dosimetria do sistema é avaliada para vários cenários de exposição: um corpo humano em frente ao sistema WPT sem blindagem, com blindagem, com alinhamento e desalinhamento entre transmissor e receptor, e com uma placa metálica no o sistema para imitação de piso de veículo. As distâncias mínimas acessíveis em conformidade são investigadas para diversas potências de transmissão. A potência de transmissão máxima permitida também é investigada com os limites das diretrizes internacionais de segurança e os resultados dosimétricos.
http://ieeexplore.ieee.org/doc ument/8024022/
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Campos elétricos e magnéticos <100 KHz em veículos elétricos e movidos a gasolina
Tell RA, Kavet R. Campos elétricos e magnéticos <100 KHz em veículos elétricos e movidos a gasolina. Dosimetria Radiat Prot. Dezembro de 2016;172(4):541-546.
Abstrato
Foram realizadas medições para investigar campos elétricos e magnéticos (EMFs) de 120 Hz a 10 kHz e de 1,2 a 100 kHz em 9 veículos elétricos ou híbridos e 4 veículos a gasolina, todos durante a condução. A faixa de campos nos veículos elétricos encerrou a faixa observada nos veículos a gasolina. Os campos magnéticos médios variaram nominalmente de 0,6 a 3,5 µT para elétricos/híbridos, dependendo da banda de medição, em comparação com nominalmente 0,4 a 0,6 µT para veículos a gasolina. Os valores médios dos campos elétricos variaram nominalmente de 2 a 3 V m-1 para veículos elétricos/híbridos dependendo da faixa, em comparação com 0,9 a 3 V m-1 para veículos a gasolina. Em todos os casos, os campos estavam dentro dos limites de exposição publicados para a população em geral. As medições foram realizadas com analisadores EMF modelo EHP-50C/EHP-50D da Narda que revelaram a presença de sinais espúrios na unidade EHP-50C, que foram resolvidos com o modelo EHP-50D.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26769905
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Exposição dos passageiros a campos magnéticos devido às baterias de um veículo elétrico
Pablo Moreno-Torres Concha; Pablo Vélez; Marcos Lafoz; Jaime R. Arribas. Exposição dos passageiros a campos magnéticos devido às baterias de um veículo elétrico. Transações IEEE em tecnologia veicular. 65(6):4564-4571. Junho de 2016.
Abstrato
Nos veículos elétricos, os passageiros sentam-se muito próximos de um sistema elétrico de potência significativa. As altas correntes alcançadas nestes veículos significam que os passageiros podem ser expostos a campos magnéticos (MFs) significativos. Um dos dispositivos elétricos presentes no trem de força são as baterias. Neste artigo é apresentada uma metodologia para avaliar o MF criado por essas baterias. Primeiro, o MF gerado por uma única bateria é analisado utilizando simulações de elementos finitos. Os resultados são comparados com medições de laboratório, retiradas de uma bateria real, para validar o modelo. Depois disso, o MF criado por uma bateria completa é estimado e os resultados são discutidos.
Conclusão
Os passageiros dentro de um VE podem estar expostos a MF de intensidade considerável quando comparados com veículos convencionais ou a outras exposições diárias (em casa, no escritório, na rua, etc.). Neste artigo, o MF criado pelas baterias de um determinado carro elétrico é avaliado do ponto de vista da saúde humana por meio de simulações de elementos finitos, medições e uma aproximação analítica simples, obtendo um limite superior para o MF estimado gerado por uma determinada bateria. Estes resultados foram comparados com as recomendações da ICNIRP relativas à limitação da exposição a MFs de baixa frequência, concluindo que o campo gerado por esta bateria específica deve estar abaixo dos níveis de referência de campo da ICNIRP, e foram tiradas conclusões sobre a influência da frequência de comutação. Finalmente, foi apresentada alguma discussão sobre outras fontes de campo dentro do veículo e diferentes designs de veículos. Devido à grande variedade de configurações de VEs e pilhas de baterias disponíveis, recomenda-se que cada modelo de veículo seja avaliado individualmente em relação à exposição a MF.
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=7297855
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Avaliação de exposição a campo magnético em veículos elétricos
Vassilev A et al. Avaliação da exposição a campos magnéticos em veículos elétricos. Transações IEEE sobre compatibilidade eletromagnética. 57(1):35-43. Fevereiro de 2015.
Abstrato
Este artigo descreve um estudo da exposição ao campo magnético em veículos elétricos (VEs). O campo magnético dentro de oito EVs diferentes (incluindo tipos de bateria, híbrido, híbrido plug-in e célula de combustível) com diferentes tecnologias de motor (corrente contínua escovada, síncrono de ímã permanente e indução) foi medido em frequências de até 10 MHz. Três veículos com motorizações convencionais também foram investigados para comparação. O protocolo de medição e os resultados da campanha de medição são descritos, e várias fontes de campo magnético são identificadas. Como as medições mostram um espectro de frequência de banda larga complexo, foi realizado um cálculo de exposição utilizando a abordagem de “pico ponderado” da ICNIRP. Os resultados dos VE medidos mostraram que a exposição atingiu 20% dos níveis de referência da ICNIRP 2010 para a exposição do público em geral perto da bateria e na proximidade dos pés durante o arranque do veículo, mas foi inferior a 2% à altura da cabeça durante o arranque do veículo. posição do passageiro dianteiro. Foram obtidas exposições máximas da ordem de 10% dos níveis de referência ICNIRP 2010 para os carros com motorizações convencionais.
http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6915707/
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Caracterização de campos magnéticos ELF de carros a diesel, gasolina e híbridos sob condições controladas
Hareuveny R, Sudan M, Halgamuge MN, Yaffe Y, Tzabari Y, Namir D, Kheifets L. Caracterização de campos magnéticos de frequência extremamente baixa de carros a diesel, gasolina e híbridos sob condições controladas. Int J Environ Res Saúde Pública. 30 de janeiro de 2015;12(2):1651-1666.
Abstrato
Este estudo caracteriza os níveis de campo magnético (MF) de frequência extremamente baixa (ELF) em 10 modelos de automóveis.
Medições extensivas foram realizadas em três carros a diesel, quatro a gasolina e três híbridos, sob condições controladas semelhantes e campos de fundo insignificantes.
Na média dos quatro assentos em vários cenários de condução, os campos foram mais baixos nos carros a diesel (0,02 μT), mais altos para a gasolina (0,04-0,05 μT) e mais altos nos híbridos (0,06-0,09 μT), mas todos estavam alinhados com as exposições diárias. de outras fontes. Os carros híbridos tiveram a média mais alta e os níveis de MF do percentil 95, e uma porcentagem especialmente grande de medições acima de 0,2 μT. Esses parâmetros também foram mais elevados para condições de movimento em comparação com a posição em marcha lenta ou acelerando a 2.500 RPM e ainda mais altos a 80 km/h em comparação com 40 km/h. Os campos em carros não híbridos eram maiores nos bancos dianteiros, enquanto em carros híbridos eram maiores nos bancos traseiros, particularmente no banco traseiro direito, onde 16% -69% das medições eram superiores a 0,2 μT. Como nossos resultados não incluem campos de baixa frequência (abaixo de 30 Hz) que podem ser gerados pela rotação dos pneus, sugerimos que as correntes resultantes que fluem através do chassi metálico dos carros podem ser uma possível fonte de MF. Levantamentos maiores em ambientes padronizados e bem descritos devem ser realizados com diferentes tipos de veículos e com análise espectral de campos incluindo frequências mais baixas devido à magnetização dos pneus.Trechos
Trabalhos anteriores sugerem que as principais fontes de MF em carros incluem pneus e correntes elétricas [4,5]. O nível de exposição a MF depende da posição dentro do veículo (por exemplo, proximidade das fontes de MF) e pode variar com diferentes condições de operação, uma vez que alterações na carga do motor podem induzir MF através de alterações nas correntes elétricas. As investigações científicas dos níveis de MF em automóveis são escassas: apenas um estudo avaliou campos apenas em automóveis não híbridos, dois estudos de automóveis híbridos foram realizados, e poucos estudos compararam sistematicamente as exposições em carros híbridos e não híbridos, alguns baseados em um número muito pequeno de carros
Nos carros híbridos, a bateria geralmente está localizada na parte traseira do carro e o motor na frente. A corrente elétrica flui entre esses dois pontos através de cabos que passam por baixo da cabine de passageiros do carro. Este cabo está localizado à esquerda para carros com direção à direita e à direita para carros com direção à esquerda. Embora, em princípio, o sistema utilize corrente contínua (CC), a corrente do alternador que não é totalmente retificada, bem como alterações na carga do motor e, portanto, no nível de corrente, podem produzir MFs que estão provavelmente na faixa ELF. Embora a maioria dos carros não híbridos tenha baterias localizadas na frente, as baterias de alguns deles estão localizadas na parte traseira do carro, com cabos indo para a frente do carro para os aparelhos elétricos no painel. Neste estudo, todos os carros a gasolina e diesel tinham baterias localizadas na frente do carro.
…a porcentagem de tempo acima de 0,2 µT foi o parâmetro mais sensível da exposição. No geral, os carros a diesel medidos neste estudo tiveram as leituras de MF mais baixas (média geométrica inferior a 0,02 μT), enquanto os carros híbridos tiveram as leituras de MF mais altas (média geométrica de 0,05 μT). Os carros híbridos também tiveram os resultados mais instáveis, mesmo depois de excluir valores discrepantes além dos percentis 5 e 95. No que diz respeito à posição do banco, após ajuste para o modelo de carro específico, os carros a gasolina e diesel produziram leituras médias de MF mais altas nos bancos dianteiros, enquanto os carros híbridos produziram as leituras de MF mais altas no banco traseiro direito (presumivelmente devido à localização da bateria ). Comparando as diferentes condições de operação, os campos médios mais elevados foram encontrados a 80 km/h, e as diferenças entre as condições de operação foram mais pronunciadas no banco traseiro direito em carros híbridos. Seja durante a condução típica em cidade ou em rodovia, encontramos campos médios mais baixos para carros a diesel e campos mais altos para carros híbridos.
Trabalhos anteriores sugerem que a magnetização de pneus giratórios é a principal fonte de MFs ELF em carros não híbridos [5,15]. No entanto, os campos relativamente fortes (da ordem de alguns μT dentro do carro) originados dos pneus giratórios estão normalmente em frequências de 5 a 15 Hz, que são filtrados pelos medidores EMDEX II. ….
No geral, os níveis médios de MF medidos nos assentos dos carros ficaram na faixa de 0,04–0,09 μT (AM) e 0,02–0,05 μT (GM). Esses campos estão bem abaixo das diretrizes da ICNIRP [17] para exposição máxima do público em geral (que variam de 200 μT para 40 Hz a 100 μT para 800 Hz), mas dados os ambientes complexos nos carros, a exposição simultânea a campos não senoidais em múltiplas frequências devem ser cuidadosamente levadas em consideração. No entanto, as exposições nos automóveis estão na faixa da exposição diária de outras fontes. Além disso, dado o curto período de tempo que a maioria dos adultos e crianças passam nos automóveis (cerca de 30 minutos por dia, com base num inquérito às crianças em Israel (dados não publicados), a contribuição relativa desta fonte para a exposição ao ELF do público em geral é pequenos No entanto, esses campos são adicionais a outras fontes de exposição. Nossos resultados podem explicar as tendências observadas em outras exposições diárias: campos médios ligeiramente mais elevados observados durante a viagem (GM = 0,096 μT) em relação à cama (GM = 0,052 μT) e em casa. não na cama (GM = 0,080 μT) [1]. Da mesma forma, a pesquisa com crianças em Israel encontrou maior exposição por transporte (GM = 0,092 μT) em comparação com exposições diárias médias (GM = 0,059 μT ocupacionalmente, o GM do tempo). A média ponderada para motoristas de veículos motorizados é de 0,12 μT.
Artigo de acesso aberto: http://bit.ly/1u9lUTN
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Diretrizes de projeto para reduzir o campo magnético em veículos elétricos
SINTEF, 6 de janeiro de 2014
Com base nas medições e num extenso trabalho de simulação, o projeto chegou às seguintes diretrizes de projeto para, se necessário, minimizar o campo magnético em veículos elétricos.
Cabos
- Para qualquer cabo CC que transporte uma quantidade significativa de corrente, ele deve ser feito na forma de um par trançado para que as correntes no par fluam sempre em direções opostas. Isso minimizará sua emissão de EMF.
- Para cabos CA trifásicos, três fios devem ser torcidos e colocados o mais próximos possível para minimizar a emissão de EMF.
- Todos os cabos de alimentação devem ser posicionados o mais longe possível da área do assento do passageiro e sua disposição não deve formar um laço. Se a distância do cabo for inferior a 200 mm dos assentos dos passageiros, algumas formas de blindagem deverão ser adotadas.
- Uma fina camada de blindagem ferromagnética é recomendada, pois esta é uma solução econômica para a redução da emissão de EMF, bem como da emissão de EMI.
- Sempre que possível, os cabos de alimentação devem ser colocados de forma a ficarem separados da área dos bancos dos passageiros por uma chapa de aço, por exemplo, sob um chassis metálico de aço, ou dentro de uma mala de aço.
Motores
- Sempre que possível, o motor deverá ser instalado mais afastado da área do assento do passageiro e seu eixo de rotação não deverá apontar para a região do assento.
- Se o peso permitir, a carcaça do motor deverá ser feita de aço, em vez de alumínio, pois o primeiro tem um efeito de blindagem muito melhor.
- Se a distância entre o motor e a área do assento do passageiro for inferior a 500 mm, algumas formas de blindagem deverão ser empregadas. Por exemplo, uma placa de aço poderia ser colocada entre o motor e a região do assento do passageiro
- A carcaça do motor deve estar eletricamente bem conectada ao chassi metálico do veículo para minimizar qualquer potencial elétrico.
- O inversor e o motor devem ser montados o mais próximo possível um do outro para minimizar o comprimento do cabo entre os dois.
Baterias
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Dado que as baterias são distribuídas, as correntes nas baterias e nas interligações podem tornar-se uma fonte significativa de emissão de campos eletromagnéticos, pelo que devem ser colocadas o mais longe possível das áreas dos bancos dos passageiros. Se a distância entre a bateria e a área do assento do passageiro for inferior a 200 mm, devem ser utilizadas proteções de aço para separar as baterias e a área do assento.
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Os cabos que conectam as células da bateria não devem formar um laço e, sempre que possível, os interconectores para polaridade positiva devem estar o mais próximos possível daqueles de polaridade negativa.
https://www.sintef.no/projectweb/em-safety/
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Os campos magnéticos em carros elétricos não vão matar você
Jeremy Hsu, IEEE Spectrum, 5 de maio de 2014
Resumo
“O estudo, liderado pela SINTEF, uma organização de investigação independente com sede em Trondheim, Noruega, mediu a radiação electromagnética – no laboratório e durante testes de estrada – de sete carros elétricos diferentes, um carro movido a hidrogênio, dois carros movidos a gasolina e um carro movido a gasolina e um carro movido a hidrogênio e carro movido a diesel. Os resultados de todas as condições mostraram que a exposição foi inferior a 20% do limite recomendado pela Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP).
“Medições feitas dentro dos veículos – usando um manequim de teste com sensores localizados na cabeça, tórax e pés – mostraram exposição inferior a 2% do limite de radiação não ionizante na altura da cabeça. As leituras de campo eletromagnético mais altas – ainda inferiores a 20% do limite – foram encontradas perto do piso dos carros elétricos, perto da bateria. Os sensores captaram uma explosão de radiação no mesmo nível, quando os carros foram ligados.”
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Campos magnéticos ELF em veículos elétricos e movidos a gasolina
Diga RA, Sias G, Smith J, Sahl J, Kavet R. ELF campos magnéticos em veículos elétricos e movidos a gasolina. Bioeletromagnética. Fevereiro de 2013;34(2):156-61. doi: 10.1002/bem.21730.
Abstrato
Conduzimos um estudo piloto para avaliar os níveis de campo magnético em veículos elétricos em comparação com veículos movidos a gasolina e estabelecemos uma metodologia que forneceria dados válidos para avaliações futuras. A amostra foi composta por 14 veículos, todos fabricados entre janeiro de 2000 e abril de 2009; 6 eram veículos movidos a gasolina e 8 eram veículos elétricos de vários tipos. Dos oito modelos disponíveis, três eram representados por um veículo movido a gasolina e pelo menos um veículo elétrico, permitindo comparações intramodelos. Os veículos percorreram uma rota de teste de 16,3 km. Cada veículo foi equipado com seis medidores de banda larga EMDEX Lite com largura de banda de 40-1.000 Hz programados para amostrar a cada 4 s. Os testes estatísticos padrão basearam-se no fato de que a estatística de autocorrelação diminuiu rapidamente com o tempo. Para sete carros elétricos, a média geométrica (GM) de todas as medições (N = 18.318) foi de 0,095 µT com desvio padrão geométrico (GSD) de 2,66, em comparação com 0,051 µT (N = 9.301; GSD = 2,11) para quatro carros a gasolina, carros motorizados (P < 0,0001). Utilizando os dados de uma avaliação de exposição anterior de exposição residencial em oito regiões geográficas nos Estados Unidos como base de comparação (N = 218), os campos magnéticos de banda larga em veículos elétricos cobriram a mesma gama que os níveis de exposição pessoal registrados nesse estudo. Todos os campos medidos em todos os veículos foram muito inferiores aos limites de exposição publicados pela Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP) e pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE). Estudos futuros devem incluir amostras maiores, representativas de uma seção transversal maior de veículos elétricos.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22532300
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Mythbuster: Níveis de EMF em híbridos
Consumer Reports News: 4 de agosto de 2010
Resumo
“Alguma preocupação foi levantada sobre os possíveis efeitos da radiação do campo eletromagnético, conhecida como EMF, na saúde de pessoas que dirigem carros híbridos. Embora todos os dispositivos elétricos, desde candeeiros de mesa a fotocopiadoras, emitam radiação EMF, o receio é que os carros híbridos, com as suas grandes baterias e motores elétricos potentes, possam sujeitar os ocupantes a doses pouco saudáveis. O problema é que não existe um padrão limite estabelecido que diga o que pode ser uma dose prejudicial à saúde, e nenhuma prova científica concreta de que o tipo de CEM produzido por motores elétricos prejudica as pessoas.
“Encontramos os níveis mais altos de CEM no Chevrolet Cobalt, um pequeno sedã convencional não híbrido.”
[As leituras de pico de EMF nos pés do motorista variaram de 0,5 mG (miligauss) no Toyota Highlander 2008 a 30 mG no Chevrolet Cobalt. Os híbridos foram testados em 2-4 mG. Aqui estão alguns destaques dos testes. As leituras de campos eletromagnéticos foram mais altas no pé do motorista e a segunda mais alta na cintura, muito mais baixas na parte superior, onde os órgãos humanos podem ser mais suscetíveis aos campos eletromagnéticos.
“Para ter uma noção de escala, porém, observe que os usuários de computadores pessoais estão sujeitos à exposição a campos eletromagnéticos na faixa de 2 a 20 mG, cobertores elétricos de 5 a 30 mG e secadores de cabelo de 10 a 70 mG, de acordo com um estudo australiano. compilação do governo. Neste país, vários estados limitam as emissões de campos eletromagnéticos das linhas de energia a 200 mG. No entanto, não existem normas nos EUA que regulem especificamente os campos eletromagnéticos nos automóveis.”
“Nesta série de testes, não encontramos nenhuma evidência de que os híbridos exponham os motoristas a significativamente mais campos eletromagnéticos do que os carros convencionais. Considere este mito, destruído.”
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Israel prepara a primeira escala de radiação de carro híbrido do mundo
Tal Bronfer, a verdade sobre os carros, 1º de março de 2010
Resumo
“A Agência Australiana de Proteção contra Radiação e Segurança Nuclear (ARPANSA) recomenda um limite de 1.000 mG (miligas) para um período de exposição de 24 horas. Embora outras diretrizes estabeleçam limites semelhantes, a Agência Internacional de Investigação sobre o Câncer (IARC) considerou a exposição prolongada a campos eletromagnéticos mais fortes do que 2 mG uma “causa possível” para o câncer. O Ministério da Saúde de Israel recomenda um máximo de 4 mG.”
“No ano passado, o site automotivo israelense Walla! Os carros realizaram uma série de testes na geração anterior do Toyota Prius, Honda Insight e Honda Civic Hybrid, e registraram valores de radiação de até 100 mG durante a aceleração. As medições também atingiram o pico quando as baterias estavam cheias (e em uso) ou vazias (e sendo carregadas pelo motor), enquanto a condução normal em velocidades constantes rendeu 14 a 30 mG no Prius, dependendo da área da cabine.
O Ministério da Proteção Ambiental deverá publicar os resultados do estudo esta semana. O estudo agrupará os híbridos vendidos em Israel em três grupos de radiação diferentes, relata o Calcalist de Israel. Espera-se que o Prius da geração atual seja considerado ‘seguro’, enquanto o Honda Insight e o Civic Hybrid (assim como o Prius da geração anterior) serão listados como emissores de radiação ‘excessiva’.”
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Medo, mas poucos fatos, sobre o risco híbrido
Jim Motavalli, New York Times, 27 de abril de 2008
Resumo
“…a preocupação não é sem mérito; agências, incluindo os Institutos Nacionais de Saúde e o Instituto Nacional do Câncer, reconhecem os perigos potenciais da exposição prolongada a um forte campo eletromagnético, ou EMF, e realizaram estudos sobre a associação de riscos de câncer com a vida perto de linhas de serviços públicos de alta tensão.
Embora os americanos vivam com campos electromagnéticos por todo o lado – produzidos por tudo, desde telemóveis a cobertores elétricos – não existe um amplo acordo sobre qual o nível de exposição que constitui um perigo para a saúde, e não existe uma norma federal que estabeleça níveis de exposição permitidos. Os testes de segurança do governo não medem a força dos campos nos veículos – embora a Honda e a Toyota, os fabricantes dominantes de híbridos, digam que as suas verificações internas garantem que os seus carros não representam nenhum risco adicional para os ocupantes”. “Um porta-voz da Honda, Chris Martin, aponta para a falta de um padrão federal obrigatório para campos eletromagnéticos em carros. Apesar disso, disse ele, a Honda leva o assunto a sério. “Todos os nossos testes tiveram resultados muito abaixo dos padrões da comissão”, disse Martin, referindo-se às diretrizes europeias. E alerta sobre o uso de equipamentos de teste portáteis. “As pessoas têm uma preocupação válida, mas estão medindo a radiação usando os dispositivos errados”, disse ele.“Donald B. Karner, presidente de Aplicações de Transporte Elétrico em Phoenix, que testou os níveis de CEM em carros elétricos a bateria para o Departamento de Energia na década de 1990, disse que era difícil avaliar as leituras sem saber como os testes eram feitos. Ele também disse que era um problema determinar o nível de perigo para a radiação de baixa frequência, em parte porque a dosagem é determinada não apenas pela proximidade da fonte, mas pela duração da exposição. “Estamos expostos às ondas de rádio desde o momento em que nascemos, mas existe uma crença geral de que há tão pouca energia nelas que não são perigosas”, disse ele.
Fonte: https://www.saferemr.com/2014/07/shouldnt-hybrid-and-electric-cars-be-re.html
