A szénszálas kerekek a következő lendületet jelenthetik az elektromos járművek kínálatában

Az ausztrál Carbon Revolution talán nem a világ legismertebb kerékgyártója, de a legérdekesebbek közé tartoznak. A legtöbb ismert és nagy mennyiségben értékesített márka, mint például a BBS, a Rial és az OZ, fémötvözetből, főleg alumíniumból gyártja kerekeit. A Carbon Revolution szénszálas kompozitokat használ. Eddig többnyire olyan nagy teljesítményű gépekhez szállították kivételesen könnyű kerekeiket, mint a Ford GT, Shelby GT350 és Ferrari 488 Pista. Most arra törekednek, hogy terjeszkedjenek a hagyományosabb járművekre, különösen az akkumulátorral hajtott járművekre.

A szénszálas kompozitok nem különösebben új koncepciók. Sok éven át használták az űrhajózásban, mielőtt a McLaren 1981-ben bemutatta ezt a könnyű és nagy szilárdságú anyagot a Forma-1990-ben, az 1-es években pedig a legendás F2013-ben az utakat. 3-ban a BMW először alkalmazta a karbon kompozit szerkezetet egy viszonylag nagy volumenű modellben az iXNUMX-mal.

A Carbon Revolution által a kerekekre összpontosító megközelítés azonban költséghatékonyabbnak bizonyulhat, és nagyobb hatékonysági előnyt kínál, mint amit a BMW tett. Tekintettel az akkumulátorok költségére és tömegére, az energiahatékonyság maximalizálása kritikus fontosságú az elektromos járművek számára, hogy a lehető legkevesebb akkumulátorból a lehető legtöbb hatótávot elérjék.

Bármilyen tömegcsökkentés egyszerű módja a hatékonyság növelésének, egyszerűen csökkentve a meghajtórendszer és az energiatárolás (az akkumulátor) terhelését. De nem minden tömegcsökkentésnek van ugyanolyan hatása. A tehetetlenségről Newton második mozgástörvényéből tudunk. Egy nagyon leegyszerűsített formában ez annyit jelent, hogy egy nyugalomban lévő tárgy nyugalomban marad, vagy egy mozgásban lévő tárgy tovább mozog, hacsak nem alkalmazunk kiegyensúlyozatlan erőt.

De a tehetetlenséghez irányvektorok kapcsolódnak. A jármű felgyorsítása erőt igényel a kívánt irányba. Egy kerék esetében valójában több fontos irány van, vízszintes, függőleges és forgás.

A függőleges tehetetlenséget le kell győzni, hogy követni lehessen az út körvonalait, például egyenetlenségeket vagy kátyúkat. Ahogy a kerekek egyre nagyobbak, amit úgy tűnik, esztétikai okokból menthetetlenül csinálnak, nagyon megnehezednek, és a menetminőség gyorsan romlik, mivel a kerék nem tud elég gyorsan fel- vagy lefele gyorsulni ahhoz, hogy követni tudja az utat, így az erőket az utastérbe továbbítja.

A jármű gyorsításához, fékezéséhez vagy kormányzásához a vízszintes tehetetlenséget le kell győzni. Ez azonban úgy érhető el, hogy a kerekeket a motorról vagy motorokról ténylegesen elfordítják, így le kell győzni a forgási tehetetlenséget. Ismételten elmondható, hogy minél nagyobb a kerék átmérője, annál nagyobb a forgási tehetetlenség, és ez nagyobb tényezőnek bizonyul az elektromos járművek hatékonyságában, mint a kerék puszta tömege. Ha két különböző méretű kerék azonos tömegű, akkor a középponttól legtávolabbi súlyú több energiát vesz igénybe a meghajtáshoz.

Ez az a pont, ahol a szénszálas keréktárcsák óriási előnyt jelenthetnek az elektromos járművek számára, köszönhetően a 40-50%-os tömegcsökkenésnek egy hasonló méretű könnyűfém keréktárcsához képest. A Carbon Revolution vezérigazgatója, Jake Dingle szerint a karbon kerekek egy tipikus SUV-on akár 130 font tömeget takaríthatnak meg, amely függőlegesen mozog és forog. Tekintettel az akkumulátorok tömegére, amelyek akár 1,600 fontot is nyomhatnak a Ford F-150 Lightningben, vagy több mint 2,900 fontot a GMC Hummerben, ez jelentős csökkenés, amely javítja a hatótávot.

De több előnye is van a karbon kompozit kerekeknek. Az alumíniumhoz vagy az acélhoz képest a kompozit szerkezetben lévő térhálós szálak tompítják a közúti ütéseket, amelyek közvetlenül a fémen keresztül jutnak át. Az eredmény akár 5 dB-lel kevesebb útzaj jut be az utastérbe. Mivel az elektromos járművek nem rendelkeznek olyan motorral, amely elfedné az egyéb környezeti hangokat, ezeknek a hangoknak a forrásnál történő csökkentése segít elhallgattatni a dolgokat anélkül, hogy további hangtompító szőnyegeket adna hozzá.

A karbon kompozit kerekek nagyobb rugalmasságot biztosítanak az alakításban, ami öntött vagy kovácsolt alumínium esetén nem lehetséges. Ez aerodinamikusabb kerekeket tesz lehetővé, amelyek csökkentik a légellenállást és természetesen javítják a hatékonyságot.

Elektromos járműveken a nagyobb átmérőjű, de keskenyebb kerék használata csökkentheti az aerodinamikai ellenállást, miközben fenntartja az abroncs ésszerű érintkezési felületét az úton. Ezt tette a BMW az i3-mal. Ha ezek a nagyobb, keskenyebb kerekek alumínium helyett szénszálas kompozitból készülnének, még pozitívabb hatást gyakoroltak volna a hatótávra.

A Carbon Revolution kerekeit gyantatranszfer-öntési eljárással gyártják, amely nem igényli a szálak kézi elrendezését, mint ahogyan azt egy nagy teljesítményű sportautó szerkezeténél tennék. A száraz szálak lényegesen olcsóbbak, mint a más eljárásokban használt gyantával előimpregnált szálak, és nem igényelnek autoklávban történő kikeményítést. A vállalat párhuzamosan tervezi termékeit és folyamatait a termelési kapacitás növelése és számos lépés automatizálása érdekében.

Míg a szénszálas kerekek még ma is jelentős árprémiumot hordoznak, ez a mennyiség növekedésével csökken. Idén a vállalat mintegy 50,000 1 kerék gyártását tervezi, és 2022 millió darabra számít a könnyűfém keréktárcsákkal való értékparitásra. A Carbon Revolution első SUV-programja 15 vége felé indul, és a Dingle körülbelül XNUMX járműprogramra számít a következő hat évben, és az évtized közepéig jelentős gyártásbővülést tesz lehetővé.