高性能发泡材料与技术在新能源汽车与低空飞行器领域的创新应用系列文章「专篇」：新能源汽车领域的创新解决方案

导读：解锁新能源汽车的“轻量化、安全与舒适”密码。在新能源汽车浪潮席卷全球的今天，续航里程、安全性能与座舱体验构成了衡量产品力的三大核心支柱。然而，这三大目标的实现往往相互制约：提升续航需要极致轻量化，但保障安全可能意味着增加结构重量；打造静谧、健康的座舱又离不开各种功能性材料的加持。如何破解这一“三角难题”？答案，或许就隐藏在一系列看似普通，实则科技含量极高的高性能发泡材料之中。

本篇《新能源汽车领域的创新解决方案》将带您一探究竟，看这些“身怀绝技”的泡沫如何化身为核心部件的“骨骼”、动力电池的“铠甲”、NVH的“消音器”以及健康座舱的“守护者”：

• 轻量化不止于“减重”：我们将揭示EPP和MPP如何凭借其卓越的比强度和能量吸收特性，在保险杠、车门防震芯、电池包壳体等关键部件中替代传统材料，实现“减重”与“增强”的完美统一。

• 静谧性源自“微观”：您将了解到，三聚氰胺泡沫的三维网格结构和聚氨酯泡沫的可调泡孔，是如何吞噬电机的高频啸叫与路噪，为驾乘者打造一个图书馆级的静谧空间。

• 电池安全与热管理的“防火墙”：我们将剖析聚酰亚胺（PI）泡沫为何能成为动力电池组中阻隔热失控的终极屏障，以及硅胶发泡如何在电芯绝缘与热管理中扮演不可或缺的角色。

• 座舱健康的“隐形卫士”：文章将深入探讨，通过配方创新与抗菌防霉技术，低VOC聚氨酯泡沫如何从源头上扼制车内异味与有害物质，为“移动第三空间”提供健康保障。

这不仅是一场材料科学的盛宴，更是一次面向工程实践的深度剖析。我们旨在为您清晰地勾勒出一幅高性能发泡材料在新能源汽车中从结构到功能、从安全到健康的全场景创新应用地图，揭示这些“轻盈之躯”如何扛起推动产业前进的千钧重担。

现在，请随我们一同进入正文，解锁高性能发泡材料为新能源汽车带来的无限可能。

新能源汽车概念图。图源：网络

轻量化结构设计中的发泡材料应用

轻量化是新能源汽车提升续航里程的关键技术路径，高性能发泡材料在此领域发挥着不可替代的作用。

• 车身结构轻量化

发泡聚丙烯（EPP）在汽车车身结构中应用广泛。据统计，当前每辆汽车平均用塑料100~130kg，其中应用EPP塑料约4~6kg。EPP制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后恢复率高、很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性，另外，其质量轻，可大幅度减轻物品重量。在汽车工业中，EPP主要用于制造汽车保险杠、汽车侧面防震芯、汽车车门防震芯、高级安全汽车座椅、儿童安全座椅、工具箱、后备箱、扶手、底垫板、遮阳板、仪表盘等。

EPP发泡制品在乘用汽车领域应用部位场景示意图。图源：会通轻材

聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫作为综合性能最好的结构泡沫材料，在新能源汽车的承载结构件中具有广泛应用。PMI泡沫具有高耐疲劳性能，泡沫疲劳加载后，模量和强度等性能指标差异不大，这一特性使其非常适合用于车身覆盖件、车顶、底板等长期承受动态载荷的结构部件。

PMI泡沫芯材产品图。图源：江苏澳琪新材料

• 内外饰部件轻量化

汽车内外饰的轻量化对整车减重贡献显著。MPP（模压发泡聚丙烯） 由于产品泡孔精细、均匀，材料力学性能非常好，广泛应用于门内板、仪表台骨架等大型内饰结构件。MPP的制造工艺是以压机做为发泡的关键设备，原理上与传统的模压发泡没有本质的不同，关键的区别在于发泡剂不是传统的AC化学发泡剂，而是采用超临界CO2。

三元乙丙橡胶（EPDM）发泡材料 因其优异的耐候性、耐臭氧性和耐高温特性，在汽车密封条系统中广泛应用。发泡EPDM密封条不仅重量轻，而且可以提供优异的密封效果，提升整车的NVH性能和防水性能。

表：新能源汽车轻量化应用中发泡材料替代传统材料的减重效果。信息源：小编网络整理，可能会存有片面和不确定性，若有不准确或遗漏之处请予以理解，并欢迎指正修改。

NVH控制领域的创新解决方案

NVH（噪声、振动与声振粗糙度）控制是提升新能源汽车驾乘品质的关键，发泡材料在此领域具有独特优势。

• 隔音降噪应用

三聚氰胺泡沫具有开放的三维网格结构，使其具有卓越的吸声性能。在新能源汽车的防火墙、轮罩、顶棚等位置应用三聚氰胺泡沫，可有效阻隔电机高频噪声和路面胎噪。三聚氰胺泡沫还具有良好的阻燃性能，符合车辆防火安全要求。

三聚氰胺泡沫产品在车身不同部位和轮胎应用场景图。图源：峰特新材料

聚氨酯泡沫（PU）通过调整配方和泡孔结构，可以实现宽频带的高效吸声。在仪表台内部、车门空腔等位置注入发泡聚氨酯，可以形成有效的声学屏障。一种新型聚氨酯泡沫采用了纳米无机抗菌防霉剂、阻燃剂，具备低气味、抗菌防霉、阻燃、燃烧产物低毒等性能，特别适合对室内空气质量要求高的新能源汽车座舱。

• 减震缓冲应用

发泡聚丙烯（EPP）具有优异的能量吸收特性和形状恢复能力，在减小振动传递方面效果显著。在新能源汽车中，EPP被广泛应用于电池包与车身连接处的减震垫、电机悬置缓冲块等关键部位，有效降低动力系统振动向车身的传递。

EPP泡沫产品在电池箱及其他相关组件应用场景图。图源：JSP

硅胶发泡材料具有宽广的温度稳定性（-60℃~250℃）和耐老化性能，在电池冷却管路支撑、电控单元缓冲垫等高温或长期可靠性要求高的场景中具有不可替代的优势。

硅胶泡绵产品在新能源电池系统应用场景图。图源：湖北祥源新材

动力电池系统综合解决方案

动力电池是新能源汽车的核心部件，发泡材料在电池安全、隔热和缓冲方面发挥着关键作用。

• 电池隔芯与热管理

聚酰亚胺（PI）泡沫具有极佳的耐高温性能和阻燃特性，在电池模组之间作为隔热片使用，可以有效阻止热失控在电芯之间的传播。PI泡沫长期使用温度可达250-300℃，且发烟量低，火焰传播性小，为电池系统提供高级别的安全保障。

• 电池包壳体与密封

结构聚氨酯泡沫用于电池包壳体的填充和加强筋，不仅减轻了重量，还提升了整个电池包的结构刚度。聚氨酯发泡材料可以在电池包壳体的复杂空腔中充分填充，形成有效的结构支撑。

Baysafe® BEF（蓝色泡沫材料）可抑制电芯间的热蔓延，从而提升电动汽车电池的安全性。图源：科思创

EPDM发泡密封条用于电池包上下壳体的密封，提供可靠的防水防尘性能。发泡EPDM具有优异的压缩永久变形特性，可以在长期振动环境下保持稳定的密封压力。

座椅与座舱健康环境创新

• 轻量化舒适座椅

高弹性聚氨酯泡沫是汽车座椅的核心材料，新一代的聚氨酯泡沫通过不同密度材料的复合使用，实现座椅不同区域的分区支撑。靠背和座垫采用较低密度的高回弹泡沫提供舒适性，侧支撑区域则采用较高密度的泡沫提供包覆感。

聚氨酯泡沫产品在汽车座椅应用场景图。图源：长华化学

EPP骨架替代传统的钢材或注塑塑料座椅骨架，可以减轻重量30%以上，同时利用EPP的吸能特性提升追尾碰撞时的颈部保护能力。

EPP座椅骨架应用场景图。图源：JSP

• 座舱健康与VOC控制

新能源汽车座舱的密闭性更强，对材料的VOC（挥发性有机化合物）和气味提出更高要求。

低VOC聚氨酯泡沫通过优化催化剂体系和工艺条件，大幅降低泡沫中残留的挥发性胺类催化剂，使聚氨酯泡沫的气味和VOC达到乘员舱严格要求。一种新型聚氨酯泡沫采用复合催化剂由扩链剂、表面活性剂、胺催化剂、1,4-丁二醇、延迟胺和二乙醇胺组成，实现了低气味性能。

抗菌防霉处理对座舱发泡材料至关重要。添加纳米无机抗菌防霉剂的聚氨酯泡沫，可以有效抑制细菌和霉菌生长，保持座舱空气健康。三聚氰胺泡沫本身具有一定的抗菌性能，加之其开孔结构可以吸附有害气体，成为改善车内空气质量的理想材料。

NAFUR®RHA-SP是一种安全、高效的抗菌防霉剂，专为聚醚海绵等发泡产品设计。低添加量即可强效抑杀细菌霉菌，且不影响发泡流程。其白色粉末形态几乎不改变制品色泽，不含重金属，气味清淡，兼顾高效与安全环保。图源：上海润河纳米（NAFUR）

密封与热管理应用

• 车用密封管理系统

EPDM发泡密封条在车门、车窗、行李箱等部位的密封中占主导地位。通过控制发泡倍率和硫化工艺，可以制备出不同压缩硬度和的密封条，以满足不同部位的密封需求。

硅胶发泡密封圈用于电池包接插件、电机控制器等高压部件的密封，提供优异的耐高温和耐老化性能，确保高压系统的安全可靠性。

EPDM泡绵在汽车领域应用场景。图源：福建易宝

• 热管理系统应用

导热硅胶发泡材料通过在硅胶发泡中添加导热填料，制备出既具有良好压缩性又具有导热性的界面材料，用于电机控制器与散热器之间的热界面材料，填充不规则表面之间的空气间隙，提升散热效率。

气凝胶复合发泡材料是新兴的超级隔热材料，在电池包热管理中既能防止热失控传播，又能保持电池在低温环境下的工作温度，是未来电池热管理材料的重要发展方向。

Ps，国内气凝胶材料领军企业爱彼爱和新材料有限公司与青岛科技大学张振秀教授所带领的高分子学院橡塑微孔发泡新材料创新团队，双方就新型低导热发泡材料研发达成战略合作，致力于开发具有自主知识产权的新型热防护材料体系。项目成果将直接应用于新能源动力电池包的热管理系统，为解决行业痛点问题提供材料级解决方案。爱彼爱和与张振秀团队达成战略合作 共筑新能源电池热防护新材料研发高地

结语：新能源汽车的快速发展为高性能发泡材料提供了广阔的应用场景。从轻量化结构到NVH控制，从电池安全到座舱健康，发泡材料正以前所未有的深度和广度融入新能源汽车的设计制造中。