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Tech Talk | 我们需要担心电动车的电磁辐射吗?

Tech Talk | 我们需要担心电动车的电磁辐射吗?

(小赵肖恩) 2022年03月04日

随着电动车的快速普及,许多用户在关注电动车的同时也产生了一些关于电磁辐射的疑虑:电车的电磁辐射主要来自哪里?辐射是否影响健康?踩下电门时辐射会不会显著提升?

本期Tech Talk我们来邀请到了蔚来电磁控制专家工程师W.王,同时他也是国家标准《GB 34660-2017道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法》的主要制定人之一,与我们分享电磁辐射的小知识,以及蔚来在电磁辐射管理中的亮眼表现。


关键词:电动车电磁辐射管理

全文字数:2,200+

阅读用时:约8-12分钟

硬核指数:⭐⭐⭐⭐

哪些电磁辐射影响健康?

生活中大家或许时有听说过“电磁辐射”,它的出现总是会引发对于健康与安全的探讨。事实上,不仅有电的地方就有电磁辐射,大自然中还有一系列天然的电磁辐射围绕着我们。首先要跟大家强调的是:常见的电磁辐射中,绝大多数都不会影响我们的健康。

电磁辐射通常指向空中发射或传播的电磁波,按能量高低分为电离辐射和非电离辐射,类型包括无线电波、可见光、宇宙射线等。

电离辐射的特点是波长短、频率高、能量高,它们穿透性强,医学用途广泛。但电离辐射在穿过人体时,会让细胞的原子失去电子,剂量达到一定程度便会影响健康,使用时需要专程防护。值得庆幸的是,电离辐射在电磁辐射中占比很低,且在日常生活中不易接触。

相比之下,非电离辐射波长长、频率低、能量低,成为通信、办公、能量转移的重要工具,正常使用时基本不需要防护。我们整理了一些生活中常见电器的电磁辐射数据,对比中可以发现,稍远离电器一点距离,电磁辐射值将显著降低(参照我国对公共场所电磁辐射曝露的限值为100 μT)。

从产生源头划分,电磁辐射分为天然电磁辐射与人工电磁辐射。在第24期《Tech Talk | 如何用阳光打造出行空间?》(点击标题跳转至文章)中,我们介绍了ET7的穹顶式玻璃车顶是如何“筛选”日光,而日光就是多种天然电磁辐射的集合。

电器运作时产生电磁辐射属于人工电磁辐射,其中包括工频磁场与射频磁场。工频磁场主要由大功率输电线路所产生的电磁辐射构成(例如变电站、电池等);射频磁场主要是无线电广播、微波通信等设备在运作中产生。

今天分享的话题——电动车电磁辐射,按能量高低来看,属于人工电磁辐射中的非电离辐射(波长长、频率低、能量低,正常使用时基本不需要防护),以电池、电机、电控等大功率输电线路所产生的工频磁场为主。

电动车的电磁辐射来自哪里?

作为高度电气化、智能化的移动生活空间,电动车在电驱系统、数字座舱、智能驾驶等多个模块中高度依赖电力,其电磁辐射主要来自两个系统:车辆高压系统、车载低压电器。

车辆高压系统包括电池、电机、车载充电机(原理类似变压器)等,高压系统产生的电磁辐射主要来自于大功率的驱动电机与电池之间的高压传输电流,电磁辐射管理中更侧重于有效控制。

车载低压电器指功率相对较低的车用电器,包括仪表盘、中控屏、音响等。与生活中的用电器相同,汽油车和电动车的车内用电器都会同样产生少量电磁辐射,电磁辐射管理中更侧重于抗外界干扰。

虽然不同电动车品牌的的电磁辐射管理水平不同,但绝大多数国内正常销售的电动车都满足国家相关标准。而蔚来所有在售车型不但通过了“国家机动车辆检测中心”的专业测试、国内的车辆公告认证,还取得了依照欧盟法令(EEC Directives)与欧洲经济委员会法规(ECE Regulation)所制定的欧盟标准e-Mark认证。

如何“软硬兼施”优化电车电磁辐射?

蔚来车型在正向研发过程中,针对电磁辐射表现,工程团队会进行电磁仿真、迭代开发、实验验证等多个步骤,核心是综合运用软件仿真与硬件实测,在设计-测试-分析-优化的多轮中达成量产技术指标。

设计早期,工程团队会先使用电磁辐射仿真技术对原型产品的电磁辐射表现进行分析。这项技术可以在设计过程的前期预估电磁辐射的影响,并帮助工程师在设计中精确排查bug。针对不同的阶段和需求,仿真维度可分为:部件仿真、系统仿真、整车仿真和城市仿真。

  • 部件仿真/系统仿真:车载电子部件、电子系统的前期开发中,电磁辐射仿真可以帮助工程师验证零部件级别及系统级别的电磁辐射特性,从而提前确认潜在的风险、优化电器系统的布置方案;

整车电磁辐射仿真测试

  • 整车仿真:用软件搭建虚拟的整车测试环境,在整车设计阶段(测试样车生产前)提前验证车辆抗电磁干扰、屏蔽电磁辐射的设计是否完善;

  • 城市仿真:在实验室中模拟数千种实际用车场景,对不同条件下的远程控车、蓝牙钥匙、UWB钥匙等功能进行验证,排查感应盲区、提升可靠性。

在仿真测试与研发进行到一定阶段后,为了验证针对电磁辐射相关的设计是否达到目标,工程师们便会对样车进行EMC验证。

EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性)验证的目的,是检验多个电子设备是否能在复杂电磁环境中良好运行且不互相干扰。几乎所有带电产品要通过欧盟e-Mark认证,都需要进行这个测试。

蔚来的EMC实验室是国内新能源品牌第一个自建的EMC实验室,可进行高低压、整车和零部件级别的电磁干扰测试。除静态测试以外,实验室内还配有转毂,可模拟多种运行工况进行验证。

蔚来的电磁辐射管理表现如何?

作为蔚来面向全球发布的旗舰轿车,ET7在研发阶段就在这里经过了长期且严苛的测试。针对大家关心的车内电磁辐射话题,我们以ET7为例,给大家介绍一下其在不同工况下、座舱内多个位置的电磁辐射表现。

在最常见的匀速、急加速、急减速三种公况下,ET7座舱内各数据采集点(前后排头部、胸部、右脚)的电磁辐射数值远低于身边的一台收音机,且在三种工况下未发生明显波动。

向左滑动查看动态工况下的电磁辐射值

除了ET7之外,蔚来的全系车型都有着出色的电磁辐射管理表现。大家可以通过 《实测ES8电磁辐射有多少?仅相当于一台咖啡机不到》一文了解ES8的表现,也可以通过下面的视频了解ES6在全工况下的电磁辐射管理表现。


电磁辐射作为电动车的必然产物,在产品设计、开发、生产环节中,工程团队都会持续测试与优化,为用户带来安全的用车体验。希望通过今天的分享,能进一步提升大家对电动出行的认可,可以更愉悦地纯电出行!


关于电磁辐射你还有哪些感兴趣的信息?欢迎在评论区留言,我们将解答大家的问题,并邀请工程师就热门话题继续进行分享。更多硬核知识,请持续关注Tech Talk。