Roțile din fibră de carbon ar putea fi următoarea îmbunătățire pentru gama EV

Revoluția carbonului din Australia poate să nu fie cel mai cunoscut producător de roți din lume, dar sunt printre cele mai interesante. Majoritatea mărcilor care sunt cunoscute și vând în volum mare, cum ar fi BBS, Rial și OZ, își fac roțile din aliaje metalice, mai ales aluminiu. Carbon Revolution folosește compozite din fibră de carbon. Până în prezent, ei și-au furnizat în mare parte roțile lor extrem de ușoare pentru mașini de înaltă performanță precum Ford GT, Shelby GT350 și Ferrari 488 Pista. Acum caută să se extindă la mai multe vehicule de masă, în special la cele alimentate cu baterii.

Compozitele din fibră de carbon nu sunt un concept deosebit de nou. Au fost folosite în industria aerospațială de mulți ani înainte ca McLaren să aducă acest material ușor și de înaltă rezistență în Formula 1981 în 1990 și pe șosea în anii 1 în legendara F2013. În 3, BMW a folosit pentru prima dată o structură din compozit de carbon într-un model de volum relativ mare, pentru prima dată cu iXNUMX.

Cu toate acestea, abordarea propusă de Carbon Revolution, cu accent pe roți, se poate dovedi a fi mai eficientă din punct de vedere al costurilor și oferă un avantaj mai mare în eficiență decât ceea ce a făcut BMW. Având în vedere costul și masa bateriilor, maximizarea eficienței energetice este esențială pentru ca vehiculele electrice să obțină cea mai mare gamă de la cea mai mică cantitate de baterie.

Reducerea masei de orice fel este o cale simplă de îmbunătățire a eficienței prin simpla reducere a sarcinii de lucru pe sistemul de propulsie și stocarea energiei (alias baterie). Dar nu toate reducerile de masă au același impact. Știm despre inerție din a doua lege a mișcării a lui Newton. Într-o formă foarte simplificată, se reduce la faptul că un obiect în repaus va rămâne în repaus sau un obiect în mișcare va continua să se miște dacă nu se aplică o forță dezechilibrată.

Dar inerția are vectori direcționali asociați cu ea. Accelerarea unui vehicul necesită o forță în direcția în care doriți să vă deplasați. În cazul unei roți, există de fapt mai multe direcții importante, orizontală, verticală și rotație.

Inerția verticală trebuie depășită pentru a urma contururile drumului, cum ar fi denivelările sau gropile. Pe măsură ce roțile devin mai mari, ceea ce par să facă inexorabil din motive estetice, ele devin foarte grele și calitatea călătoriei se degradează rapid, deoarece roata nu poate accelera în sus sau în jos suficient de repede pentru a urma drumul, transmițând astfel acele forțe în cabină.

Inerția orizontală trebuie depășită pentru a accelera, frâna sau vira vehiculul. Cu toate acestea, acest lucru se realizează prin rotirea efectivă a roților de la motor sau motoare, astfel încât inerția de rotație trebuie depășită. Din nou, cu cât diametrul roții este mai mare, cu atât este mai mare inerția de rotație și acesta se dovedește a fi un factor mai mare în eficiența EV decât doar masa pură a roții. Dacă două roți de dimensiuni diferite au aceeași masă, cea cu greutatea cea mai îndepărtată de centru va lua mai multă energie pentru a conduce.

Acolo, roțile din fibră de carbon pot fi un beneficiu imens pentru vehiculele electrice datorită unei reduceri a masei de 40 până la 50% în comparație cu o jantă din aliaj de dimensiuni similare. Potrivit CEO-ului Carbon Revolution, Jake Dingle, roțile de carbon ale unui SUV obișnuit pot economisi până la 130 de livre de masă care se mișcă pe verticală și se rotește. Având în vedere volumul bateriilor care pot cântări până la 1,600 de livre la Ford F-150 Lightning sau mai mult de 2,900 de livre la GMC Hummer, aceasta este o reducere notabilă care ar îmbunătăți autonomia de rulare.

Dar sunt mai multe beneficii pentru roțile din compozit de carbon. În comparație cu aluminiul sau oțelul, fibrele reticulate din structura compozită atenuează impacturile rutiere care sunt transmise mai direct prin metal. Rezultatul este cu până la 5 dB mai puțin zgomotul de la drum care intră în cabină. Deoarece EV-urile nu au un motor care să mascheze alte sunete ambientale, reducerea acestor sunete la sursă ajută la menținerea liniștii fără a adăuga mai multe covorașe de sunet.

Roțile din compozit de carbon oferă, de asemenea, mai multă flexibilitate în modelare, ceea ce nu este posibil cu aluminiul turnat sau forjat. Acest lucru poate permite roți cu forme mai aerodinamice care reduc rezistența la rezistență și, desigur, îmbunătățesc eficiența.

Pe un EV, folosirea unui diametru mai mare, dar mai îngust, roată poate ajuta la reducerea rezistenței aerodinamice, menținând în același timp o zonă de contact rezonabilă pentru anvelopă pe șosea. Așa a făcut BMW cu i3. Dacă acele roți mai mari și mai înguste ar fi fost făcute din compozit din fibră de carbon în loc de aluminiu, ar fi avut un efect și mai pozitiv asupra autonomiei.

Roțile Carbon Revolution sunt fabricate printr-un proces de turnare prin transfer de rășină care nu necesită așezarea manuală a fibrelor, așa cum s-ar face pentru ceva asemănător cu structura unei mașini sport de înaltă performanță. Fibrele uscate sunt semnificativ mai ieftine decât fibra preimpregnată cu rășină utilizată în alte procese și nu necesită întărire în autoclavă. Compania realizează inginerie concomitentă a produselor și proceselor sale pentru a crește capacitatea de producție și a automatiza mulți dintre pași.

În timp ce roțile din fibră de carbon încă au un preț semnificativ în prezent, acesta se micșorează pe măsură ce volumele cresc. Anul acesta, compania proiectează o producție de aproximativ 50,000 de roți și la 1 milion de unități se așteaptă la o paritate de valoare cu jantele din aliaj. Primul program SUV al Carbon Revolution se lansează spre sfârșitul anului 2022, iar Dingle se așteaptă la aproximativ 15 programe de vehicule în următorii șase ani, cu o extindere semnificativă a producției până la jumătatea deceniului.