摘要：随着新能源汽车普及，不少人开始担心：长期待在车里，电机、逆变器这些部件会不会产生电磁辐射，带来健康风险？毕竟新能源车有高压系统，总让人觉得「辐射可能比燃油车高」。但事实可能和你的担忧相反——从逆变器的滤波设计、金属屏蔽罩，到车身的「法拉第笼」防护，层层措施让辐

随着新能源汽车普及，不少人开始担心：长期待在车里，电机、逆变器这些部件会不会产生电磁辐射，带来健康风险？毕竟新能源车有高压系统，总让人觉得「辐射可能比燃油车高」。但事实可能和你的担忧相反——从逆变器的滤波设计、金属屏蔽罩，到车身的「法拉第笼」防护，层层措施让辐射被严格控制。数据显示，新能源车辐射甚至和燃油车相当，部分还更低。下面跟着专业工程师，一起搞懂新能源汽车的「电磁辐射真相」。

长期呆在新能源汽车里，有没有电磁危害？

答主：Auto汽车工程师

先说结论：新能源汽车上的电磁辐射不会比燃油车高，比很多常用的家用电器和便携设备更低。

为什么会有电磁辐射？

这个根源要追溯到 19 世纪。

19 世纪英国物理学家詹姆斯・克拉克・麦克斯韦在总结前人（库仑、安培、法拉第等）电磁学研究成果的基础上，通过数学统一和理论拓展形成的完整电磁理论体系，形成了后世赫赫有名的 麦克斯韦方程组（Maxwell's Equations） ，成为现代电磁学的基石。

麦克斯韦方程组通过 4 个方程的协同，构建了「电场与磁场相互激发、不可分割」的统一电磁理论：

库仑定律（方程组第 1 式）：静止电荷产生静电场；

高斯磁定律（方程组第 2 式）：磁场无「磁荷」，是涡旋场；

法拉第电磁感应定律（方程组第 3 式）：变化的磁场激发感应电场（间接关联「变化的电压」与电场）；

安培 - 麦克斯韦定律（方程组第 4 式）：变化的电流（含传导电流、位移电流）激发磁场。

翻译翻译，麦克斯韦方程组揭示了电磁辐射，主要分为两类。

一类叫电场辐射，主要是由变化的电压引起的，辐射的大小与电压（u） 随时间（t）变化的速率相关，一般写做du/dt。

一类叫磁场辐射，主要是由变化的电流引起的，辐射的大小与电流（i） 随时间（t）变化的速率相关，一般写做di/dt。

合称电磁场。

回到我们新能源汽车上，哪些部件容易产生辐射，也就是电压或者电流会快速变化呢？

这点很容易想到，就是 新能源汽车上的逆变器 。

逆变器是新能源汽车的能量转换中枢，负责将动力电池的 直流电（DC）逆变为电机所需的三相交流电（AC） 。

其核心器件是 功率半导体（IGBT/ SiC MOSFET） —— 这类器件会以 高频开关模式工作 （开关频率通常为5kHz~20kHz，SiC 器件可达 50kHz 以上），直接导致电流 / 电压的「快速突变」（即高 di/dt、高 du/dt）。

比如在急加速的时候，电机输出功率上百千瓦，对应电流 3-4 百安倍。

电流通常要经过 IGBT 的调制，从电池包的直流充逆变成交流电，这就产生了电流的快速变化，这个时间通常几十 ns 内完成。

这个 di/dt 有多高，可以简单估算下，能达到 10^9A/s 量级水平。

这就是新能源汽车上面磁场的最主要来源。

电场的来源同理，也是因为 IGBT 开关通断，器件两端的电压也会随开关动作快速跳变（如从 0V 跃升至 400V/800V ），在器件引脚、线路间形成高频电场，这个时间通常也是在几十 ns 内完成。

这个 du/dt 有多高，可以简单估算下，能达到 10^9V/s 量级水平。

因此，对于技术人员来说，解决新能源汽车上的电磁辐射是头等大事。

但好在，电磁场理论已经研究了上百年了，解决的方法也比较统一： 从源头和路径上想办法。

源头上，就像我们解决问题方式是一样的，那就是谁提出问题，就解决提出问题的那个家伙——电机逆变器的 IGBT。

一种办法是截断出路，让这家伙在里面自生自灭，专业话叫滤波。

滤波的原理是利用输出端口应与负载处于阻抗失配状态，使电磁干扰信号产生反射，即阻抗失配端接原则。

例如，源内阻是高阻的，则滤波器输人阻抗就应该是低阻的，反之亦然。负载是高阻的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻的，反之亦然。

对于 EMI 信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源 EMI 滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则： 如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。

理论是挺简单的，如果不行怎么办？

那简单，就像我们吃烧烤一样，一级滤波搞不定，就再加一级。

另外，还有一种常用的办法——关小黑屋，简单高效。

针对于电磁辐射的小黑屋，那就是金属屏蔽体。

根据屏蔽机理，电磁波在不同传播媒介界面，由于波阻抗的突变，电磁波会发生反射。

例如波在金属材质的屏蔽罩内发射，电磁波会发生衰减，正因这种反射和衰减作用说明了金属材料的屏蔽机理。

对空间进行隔断，将电场磁场的电磁波限制在里面，也就是阻挡一个空间内的电磁场，电磁波不会外泄到外部空间。

这也就是为什么大家见到的电机逆变器，通常都是装在一个金属箱体里面，除了必要的线束接插口和水管进出口，都封得严严实实的。

此外，还有一些软件的措施可以从源头修理一下 IGBT。

比如采用软开关逆变器（如谐振型拓扑），降低功率器件的 di/dt、du/dt，从源头减少高频电磁场，但这个效果通常没有以上两项见效快，更多是锦上添花的作用，就不展开了。

所谓智者千虑必有一失，后台太硬必有顾虑。

万一遇到太硬核的，解决不了它，那怎么办？

比如逆变器必须要有高压线连接，高压线也会带出来大量的电磁辐射。

想去掉高压线肯定是不可能，只能从路径上想办法——半路拦截。

半路拦截的方式，最常见的就是接地和屏蔽。

接地原理也很简单，就是给 IGBT 产生的干扰源找条捷径。

一种是降低接地点的阻抗，让干扰信号从这条路上 更方便（阻碍小） 通过流到车身壳体上去，避免产生更大电磁辐射。

一种是降低接地线长度，让干扰信号从这条路上 更快速（路径短） 通过流到车身壳体上去，避免产生更大电磁辐射。

另外一非常有效的方式就是屏蔽。

屏蔽原理上面已经讲了，不再赘述。

方式也就是两招。

一是充分利用法拉第笼式金属车身设计进行屏蔽。

法拉第笼是一个由金属或者良导体形成的笼子，由电磁学的奠基人、英国物理学家迈克尔·法拉第发明，并以他的姓氏命名，是主要用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的一种设备。

汽车外壳是金属制作的，这十分接近于法拉第笼的条件，不光是防雷击的「金钟罩」，也是防电磁辐射的「铁布衫」。

利用金属车身屏蔽，将所有电机逆变器、DC、电动压缩机、PTC 等高压电器全部封前舱内或车身底盘下面，将电池把布置于底盘下方，所有的高压线不进乘员舱，确保乘员与高压完全隔离开。

这样，可以隔绝大部分电磁辐射。

剩下的一点，就是屏蔽线缆，电机逆变器等主要高压器件的高压线，全部采用高密度的屏蔽线，阻止电磁辐射从高压线上泄露出来。

通过这么多层的防护，最后新能源汽车上的电磁辐射还会有多少辐射出来呢？

从大量测试数据来看，和燃油车一个水平，部分车型甚至比燃油车更好（提示一下：燃油车上还有个高压件，次级电压几万伏的点火线圈）。

中汽测评公布的最新一批 C-GCAP 测评结果，共 5 台车，燃油车 2 台，新能源车 3 台，其中健康版块得分前三名都是新能源汽车。

来源：小镇评论家