Разобравшись с различными видами электромагнитного излучения (ЭМИ), его влиянием на человека и основными способами защиты, можно поговорить про конкретные устройства. В этот раз уделим внимание электромобилям и будем обозначать их EV, как часто делают в англоязычных источниках. На сегодняшний день EV становятся у нас всё более популярными в основном из-за своей экономичности (вопрос экологичности нужно рассматривать отдельно). Как и любая техника с проводами и батарейкой, они излучают ЭМ волны.
Основные виды и источники ЭМИ в электрокарах
Электромагнитное излучение в электрокарах возникает в результате работы различных электронных систем, среди которых можно выделить:
- Электродвигатель - основной источник низкочастотного магнитного поля (особенно в моменты пуска и торможения). Частота излучения зависит от скорости вращения двигателя и обычно находится в диапазоне от 0 до нескольких сотен герц.
- Инвертор и преобразователь мощности - преобразуют постоянный ток от аккумулятора в переменный ток для электродвигателя. Они генерируют излучение с частотой чуть побольше (от нескольких килогерц до мегагерц).
- Аккумуляторная батарея как во время поездки на EV (т.е. разрядки), так и в "покое" во время зарядки может создавать низкочастотные магнитные поля.
- Система зарядки во время работы и кабели также являются источниками ЭМИ.
- Бортовая электроника: системы навигации, связи, мультимедиа и датчики генерируют высокочастотное излучение (радиодиапазон).
Методы защиты от ЭМИ в электрокарах
Поскольку электромагнитное излучение в EV действительно генерируется и это, как мы знаем, не всегда полезно, над снижением уровня ЭМИ активно работают при проектировании. Для этого применяют следующие методы:
- Экранирование: электронные компоненты окружают металлическим корпусом, а кабели помещают в специальную защитную оболочку.
- Оптимизация конструкции: самые мощные источники (например, инвертор) располагают на максимальном удалении от пассажирского салона.
- Поглощающие ЭМИ материалы интегрируют в конструкцию автомобиля.
- Фильтрация в электронных системах используется для подавления высокочастотных помех.
Примеры значений ЭМИ в реальных электрокарах
- Tesla Model S
Низкочастотное магнитное поле: в салоне автомобиля уровни поля варьируются от 0,1 до 2 мкТл в зависимости от режима работы (разгон, торможение, зарядка).
Высокочастотное излучение: вблизи инвертора и зарядного порта значения могут достигать 0,5–1 В/м, но в салоне они обычно не превышают 0,1–0,3 В/м. - Nissan Leaf
Низкочастотное магнитное поле: в салоне - около 0,2–1,5 мкТл.
Высокочастотное излучение: вблизи электронных блоков управления значения достигают 0,3–0,8 В/м, в зоне пассажиров снижаются до 0,05–0,2 В/м. - BMW i3
Низкочастотное магнитное поле: в салоне - примерно 0,1–1 мкТл.
Высокочастотное излучение: вблизи инвертора и аккумулятора значения могут достигать 0,4–0,9 В/м, в салоне обычно не превышают 0,1–0,2 В/м. - Chevrolet Bolt EV
Низкочастотное магнитное поле: в салоне - около 0,2–1,2 мкТл.
Высокочастотное излучение: вблизи зарядного порта и инвертора значения достигают 0,6–1 В/м, в зоне пассажиров снижаются до 0,1–0,3 В/м.
Если же теперь обратиться к рекомендациям международной комиссии по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP), то мы получаем вот такие предельно допустимые уровни ЭМИ:
- Низкочастотное магнитное поле: 100 мкТл (для частот до 1 кГц).
- Высокочастотное излучение: 28 В/м (для частот от 10 МГц до 300 ГГц).
Таким образом низкочастотное магнитное поле во всех рассмотренных электрокарах находится в пределах всего 0,1–2% от предельно допустимого уровня, а высокочастотное излучение составляет менее 1%, что свидетельствует о крайне низком уровне воздействия на пассажиров. Интенсивность ЭМИ может незначительно увеличиваться при быстром разгоне, торможении или зарядке, но даже в этих случаях она остается в пределах безопасных значений. Такие же выводы подтверждают ряд независимых исследований, которые производились в Норвегии и Германии.
Сравнение с автомобилями с ДВС
Пусть никого не удивляет, но в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания тоже полно источников ЭМИ: система зажигания (высокочастотное излучение), генератор и стартер (низкочастотное магнитное поле), системы навигации, связи, мультимедиа и датчики (радиодиапазон).
В среднем уровень ЭМИ в электромобилях может быть выше в низкочастотном диапазоне (из-за тяговых систем), но ниже в высокочастотном (из-за отсутствия зажигания). Тем не менее, современные меры экранирования снижают разницу между двумя типами автомобилей.
Вывод
Электрокары действительно генерируют электромагнитное излучение, но его уровни, как правило, находятся в пределах допустимых норм. Основными источниками ЭМИ являются электродвигатель, инвертор и аккумуляторная батарея. Благодаря современным методам экранирования и оптимизации конструкции, воздействие ЭМИ на пассажиров минимизировано.
Папа физик – проще о сложном.
