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电动车通常比尺寸相近的内燃机车重20-30%。为了安全地支撑和管理这一额外的重量,电动车需要使用重载轮胎。实际上,为了应对市场上日益增长的电动车,重载(HL)轮胎标准已于2021年推出。在轮胎充气至同等胎压的情况下,重载轮胎较先前的负荷增强型(XL)标准轮胎具有更高的负载能力。
但是即便使用了重载轮胎,电动车的额外重量和较高的瞬时扭矩仍会导致轮胎与路面之间的摩擦力增加。因此,许多电动车车主会发现其轮胎磨损得更快,俄亥俄州阿克伦市全球材料科学与工程公司Smithers的咨询业务副总裁Josh Guilliams告诉SAE。该公司在测试与协助开发轮胎方面积累拥有超过99年的经验。
轮胎制造商指出,可惠及电动车的许多改进工作,尤其是在降噪和提高能效方面的工作,早在电动车普及之前就已开始了。南卡罗来纳州格林维尔市米其林北美公司技术交流总监Russell Shepherd向SAE表示,豪华SUV的出现为研发胎噪更低的轮胎提供了最初动力,因为大车厢更容易放大路面噪声。此外,美国轮胎制造商协会(U.S. Tire Manufacturers Association)高级副总裁兼总法律顾问Tracey Norberg告诉SAE,早在电动车问世前,联邦燃油效率法规就已开始推动低滚动阻力轮胎的开发了。
但电动车的问世及其市场份额的增长,促使轮胎制造商进一步加快研发同时适用于电动车和内燃机车的工艺和技术。其中最主要的一项是在轮胎空腔内使用隔音泡沫块或泡沫条,以减少胎噪。位于阿克伦市的固特异轮胎橡胶公司的消费轮胎技术与新型轮胎研发高级总监Dave Zanzig向SAE表示:这种专门设计的泡沫块可减少车厢内由空腔共振造成的噪声,最高降幅可达50%。其它重要技术还包括旨在提高胎面寿命、低滚阻和高牵引力的新型橡胶胶料(通常为专利材料),以及旨在改善潮湿天气操控性和降噪的胎面设计。专为提升胎面耐磨性能而使用高硬度胶料制造的轮胎尤其注重这一方面。Guilliams表示,合成弹性体胶料“显著提升了轮胎在牵引力、滚动阻力和磨损均衡方面的性能。”
与压力等级为32 psi的标准负载(SL)轮胎相比,相同尺寸的XL轮胎和HL轮胎的压力等级可达到42 PSI。负载指数为94的XL轮胎的承重能力略低于1500磅(680 kg),而负载指数为98的同尺寸HL轮胎的承重能力则略高于1600磅(726 kg)。HL轮胎的结构(尤其是侧壁)更为坚固,能够满足重型电动卡车的需求,比如新上市的大众ID. Buzz,该车型为双电机全轮驱动,整备质量高达3吨以上。
重载轮胎对汽车制造商而言意义非凡,因为如果不使用重载轮胎,就必须使用尺寸更大的车轮和轮胎,这将导致整车重量增加,而且轮拱空间也需要扩大,不仅会降低能效,还会占用宝贵的储物空间和客舱空间,降低电动车的竞争力。
固特异是研发可持续材料的公司之一。该公司与供应商以及大学合作研发出了一种从稻壳灰烬中提取二氧化硅的方法。二氧化硅是轮胎胶料中提高耐磨性和牵引力的一种关键成分。在全球范围内,每年都有数百万吨稻壳被用于焚烧发电,而固特异研发的这一方法不仅缓解了日益减少的全球沙储量的消耗(以沙为原料的二氧化硅约占轮胎重量的40%),还避免了二氧化硅含量较高的稻壳被填埋。Zanzig称,固特异还“用大豆油代替石油,并利用生物质生产先进聚合物”。他补充说,固特异针对电动车研发的ElectricDrive 2轮胎“含有50%的可持续材料”。
电动车专用轮胎通常注重降噪、延长胎面寿命和提高效率等性能,如固特异的Electric Drive 2、优科豪马(Yokohama)最近推出的Advan Sport EV A/S、普利司通的Turanza EV、倍耐力的P Zero AS Plus Elect和米其林的e.Primacy等轮胎。
优科豪马轮胎北美公司位于加州圣塔安,公司的乘用车轮胎产品规划高级经理Drew Dayton告诉SAE,轮胎设计所针对的特性需求各有侧重,因此种类繁多。他与大陆集团的Liu持相同观点,认为所有尺寸合适的轮胎均适用于电动车和内燃机车。即便如此,该公司还是推出了Advan Sport EV系列,旨在最大限度延长胎面寿命,同时保持“可接受的操控性、滚动阻力和噪声水平”。
Zanzig表示:“在推动电动车轮胎性能优化的创新的背后,确实有真正的技术作为支撑。”
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