為什么電動車輛需要不同種類的輪胎

輪胎設計是一種科學平衡的藝術,其目標是打造一款有著驚人的抓地力,能夠長久使用,同時非常安靜的產品,但是,這面臨著極具挑戰性的妥協,因為,輪胎橡膠的特性互相沖突。性能表現出色的輪胎沒那么耐磨,耐磨損度高的輪胎聲音很大,而靈活又無聲的輪胎,對于駕駛來說形同噩夢。

現在,隨著電動車輛時代的到來,設計工作變得更為復雜了,倍耐力的工程師們忙著和諸多汽車制造商一起研發滿足要求的產品。電動車輛令人矚目的扭矩對于輪胎要求很高,因為輪胎需要非常堅固——而這部分難度很高,輪胎需要非常很好的抓地力,但又不能太好,好到耗盡了重要的電池能量。同時,更為安靜的引擎會凸顯輪胎音量,因而降噪也很重要。

 

“這關乎于達到正確的平衡——降低輪胎的滾動阻力和噪音,同時提升操控性和安全性,”倍耐力首席可持續發展和風險管控官Filippo Bettini說道,“生產一款低滾動阻力的輪胎是可能的,但是,這樣的輪胎抓地力會更差,意味著沒那么安全?!?/p>

輪胎設計是一門復雜的業務,遠不止眼前看到的這些??蒲Ъ頤淺⑹粵艘幌盜辛釗蘇鵓謀淞渴笛?,包括調整橡膠配方的配比、輪胎結構技術、束帶配置方式、胎側結構、胎面花紋、凹槽寬度和深度……最終目標是為每家汽車制造商的每款車型找到最合適其特征的輪胎。

 

扭矩:瞬時動力

提到電動車輛(EV車輛)對于輪胎的具體需求,最重要的是能承受巨大的扭矩輸出,即驅動車輛的旋轉力。這就要說到電動引擎和傳統內燃引擎在輸出和使用動力方式上的基礎差異了。

 

傳統內燃引擎產生能量的方式是,油料和空氣在燃燒室中合并,混合燃燒后產生高壓氣體,高壓氣體膨脹后驅動活塞,然后驅動活塞與曲軸的上下運動轉化為旋轉力。引擎空置時,必須吸入油料和空氣才能開始轉動,因而,汽油車不可能急停急起?;旌嫌土蝦涂掌枰奔?,這是限制加速的原因。

 

與之形成對比的是,一款電動引擎,其本質是一塊高級的電磁鐵,只是簡單地儲存電能,并將之轉化為扭矩。一個簡單的開關。沒有復雜的化學反應,沒有延遲。結果非常驚人——令人感到可怕的安靜,突然之間的加速,要求抓地力出色而又耐磨損的輪胎將動力傳至地面,并控制住車輛。

 

一段舒適行程

然后,就是盡可能最大化兩次充電之間的行程了,因此,每伏特更長里程數的車輛就成了贏家,尤其是遇到必須要充電的長途旅程。這關乎輪胎的滾動阻力,即輪胎的變形情況。一款輪胎變形越大,那么就會需要更多能量讓車輛前進。

 

一個顯而易見的解決方案是打造一款非常堅硬的輪胎,滾動阻力極低,但是,這里面也存在一種妥協——車輛在兩次充電之間的里程數更長了,但乘坐的舒適感會大大降低。舉例來說,一款金屬輪胎甚至可以說沒有滾動阻力,但這會讓最豪華的電動車變成一具膈人的骨架。

隨后,目標就變成了找到適合車輛和使用的平衡。擁有一輛小巧電動車的車主,主要是考量短距離出行,可能會更樂意有很好的操控性和抓地力,以到達更遠的地方和使用效率更高。而與之對比,特斯拉的車主可能更傾向于出色的操控,以及能夠放心地踩下油門,追求腎上腺素的激增。

 

強大和安靜的這一類

由于電動車引擎更為安靜,輪胎噪音會更顯著——聲學效果也成為了輪胎設計中的一個關鍵要素,特別是胎面花紋、塊狀尺寸,以及凹槽的寬度和深度。車輛類型將再次影響著制造商的態度。如果是為一輛小型城市電動車生產輪胎,出行速度較慢,噪音較小,那么聲學將不是一個大問題;如果是為重型高性能電動車生產的高端產品,那么降噪將是重要的一點。

 

然后要考慮的就是重量了,電動車搭載著很重的電池,這意味著遠甚以往的縱向壓力。更重的車意味著加速和過彎時的更大壓力,要求輪胎結構有著額外的回彈性。為了能提供更好的耐磨損性,這些輪胎來得更不容易——整個車架必須加強,這還包括重構尺寸、各項參數調整和內部鋼帶的位置。

 

為新時代的電動車生產完美的輪胎,是一項真正復雜的工作——但這同樣是一個迷人的挑戰,需要嚴謹的科學論證、創新的思維方式和數以千計的測試里程。這項工作現在正進展順利,而其成功的回報非常誘人。就像老一代的煉金師那樣,今天的材料科學家們必須克服化學規則,進而實現自己的夢想——一款擁有一切美好特質的輪胎。

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