Колеса з вуглецевого волокна можуть стати наступним прискоренням для лінійки електромобілів

Австралійська Carbon Revolution може бути не найвідомішим виробником коліс у світі, але вони є одними з найцікавіших. Більшість відомих брендів, таких як BBS, Rial і OZ, виготовляють колеса з металевих сплавів, в основному з алюмінію. Carbon Revolution використовує композити з вуглецевого волокна. На сьогоднішній день вони в основному поставляли свої надзвичайно легкі колеса для високопродуктивних машин, таких як Ford GT, Shelby GT350 і Ferrari 488 Pista. Тепер вони прагнуть поширитися на більш масові транспортні засоби, особливо ті, що працюють від батарей.

Композити з вуглецевого волокна не є особливо новою концепцією. Вони використовувалися в аерокосмічній галузі протягом багатьох років, перш ніж McLaren представив цей легкий і високоміцний матеріал до Формули-1981 в 1990 році і на дорогах в 1-х роках в легендарній Формулі-2013. У 3 році BMW вперше використала вуглецеву композитну структуру в моделі з відносно великим обсягом вперше з iXNUMX.

Однак підхід, який пропонує Carbon Revolution з акцентом на колесах, може виявитися більш економічно ефективним і запропонувати більшу перевагу в ефективності, ніж той, що зробив BMW. Враховуючи вартість і масу акумуляторів, максимізація енергоефективності має вирішальне значення для електромобілів, щоб отримати максимальний діапазон від найменшої кількості акумулятора.

Зменшення маси будь-якого виду — це простий шлях до підвищення ефективності шляхом простого зменшення навантаження на силову систему та накопичувач енергії (або акумулятор). Але не всі масові скорочення мають однаковий вплив. Про інерцію ми знаємо з другого закону руху Ньютона. У дуже спрощеній формі це зводиться до того, що об’єкт у спокої залишиться в спокої або об’єкт, що рухається, продовжуватиме рухатися, якщо не буде додано незбалансовану силу.

Але з інерцією пов’язані вектори спрямованості. Для прискорення транспортного засобу потрібна сила в напрямку, у якому ви хочете рухатися. У випадку з колесом насправді є кілька важливих напрямків: горизонтальний, вертикальний і обертальний.

Необхідно подолати вертикальну інерцію, щоб слідувати контурам дороги, таким як вибоїни або вибоїни. Коли колеса стають більшими, що вони, здається, невблаганно роблять з естетичних цілей, вони стають дуже важкими, а ходова якість швидко погіршується, тому що колесо не може прискорюватися вгору або опускатися достатньо швидко, щоб слідувати дорогою, таким чином передаючи ці зусилля в салон.

Для прискорення, гальмування або керування транспортним засобом необхідно подолати горизонтальну інерцію. Однак це досягається фактичним поворотом коліс від двигуна або двигунів, тому необхідно подолати інерцію обертання. Знову ж таки, чим більше діаметр колеса, тим більша інерція обертання, і це виявляється більшим фактором ефективності електромобіля, ніж просто маса колеса. Якщо два колеса різного розміру мають однакову масу, то з вагою, що найбільше від центру, буде потрібно більше енергії для руху.

Ось де колеса з вуглецевого волокна можуть бути величезною перевагою для електромобілів завдяки зменшенню маси на 40-50% порівняно з легкосплавними дисками аналогічного розміру. За словами генерального директора Carbon Revolution Джейка Дінгла, карбонові колеса на типовому позашляховику можуть заощадити до 130 фунтів маси, яка рухається вертикально та обертається. Враховуючи велику кількість акумуляторів, які можуть важити до 1,600 фунтів у Ford F-150 Lightning або більше 2,900 фунтів у GMC Hummer, це помітне зменшення, яке покращить запас ходу.

Але переваг у карбонових композитних коліс більше. У порівнянні з алюмінієм або сталлю, зшиті волокна в композитній структурі амортизують дорожні удари, які передаються безпосередньо через метал. В результаті в салон до 5 дБ менше шуму від дороги. Оскільки електромобілі не мають двигуна для маскування інших зовнішніх звуків, зменшення цих звуків у джерелі допомагає затишити без додавання додаткового шумозахисного покриття.

Карбонові композитні колеса також пропонують більшу гнучкість у формуванні, що неможливо з литим або кованим алюмінієм. Це може забезпечити колеса більш аеродинамічної форми, які зменшують опір і, звичайно, підвищують ефективність.

На електромобілях використання колеса більшого діаметру, але вужчого, може допомогти зменшити аеродинамічний опір, зберігаючи при цьому розумне пляма контакту шини на дорозі. Це те, що BMW зробив з i3. Якби ці більші та вузькі колеса були виготовлені з вуглецевого волокна замість алюмінію, вони мали б ще більш позитивний вплив на запас ходу.

Колеса Carbon Revolution виготовляються за допомогою процесу лиття із смолою, який не вимагає ручного укладання волокон, як це було б зроблено для чогось на кшталт структури високопродуктивного спортивного автомобіля. Сухі волокна значно дешевші, ніж волокна, попередньо просочені смолою, що використовуються в інших процесах, і не потребують затвердіння в автоклаві. Компанія одночасно проводить інжиніринг своїх продуктів і процесів, щоб збільшити виробничі потужності та автоматизувати багато кроків.

У той час як колеса з вуглецевого волокна все ще мають значну цінову премію сьогодні, вона зменшується в міру зростання обсягів. Цього року компанія планує виробництво близько 50,000 1 дисків і в 2022 мільйон одиниць очікує паритету вартості з легкосплавними дисками. Перша програма позашляховиків Carbon Revolution стартує до кінця 15 року, і Dingle очікує близько XNUMX програм автомобілів протягом наступних шести років із значним розширенням виробництва до середини десятиліття.