Hiilikuitupyörät voisivat olla seuraava tehostin sähköautojen valikoimalle

Australian Carbon Revolution ei ehkä ole maailman tunnetuin pyöränvalmistaja, mutta ne ovat mielenkiintoisimpia. Suurin osa tunnetuista ja suuria määriä myyvistä merkeistä, kuten BBS, Rial ja OZ, valmistaa vanteitaan metalliseoksista, enimmäkseen alumiinista. Carbon Revolution käyttää hiilikuitukomposiitteja. Tähän mennessä he ovat toimittaneet enimmäkseen poikkeuksellisen kevyitä renkaita suorituskykyisiin koneisiin, kuten Ford GT:hen, Shelby GT350:een ja Ferrari 488 Pistaan. Nyt he haluavat laajentaa toimintaansa yleisimpiin ajoneuvoihin, erityisesti akkukäyttöisiin ajoneuvoihin.

Hiilikuitukomposiitit eivät ole erityisen uusi konsepti. Niitä on käytetty ilmailussa useita vuosia ennen kuin McLaren toi tämän kevyen ja erittäin lujan materiaalin Formula 1981 -sarjaan vuonna 1990 ja tielle 1-luvulla legendaarisessa F2013-sarjassa. Vuonna 3 BMW käytti ensimmäistä kertaa hiilikomposiittirakennetta suhteellisen suuren volyymin mallissa ensimmäistä kertaa iXNUMX:n kanssa.

Carbon Revolutionin esittämä lähestymistapa, jossa keskitytään pyöriin, voi kuitenkin osoittautua sekä kustannustehokkaammaksi että tarjota suuremman tehokkuusedun kuin BMW. Kun otetaan huomioon akkujen hinta ja massa, energiatehokkuuden maksimointi on erittäin tärkeää sähköautoille, jotta ne voivat saada suurimman kantaman pienimmällä määrällä akkuja.

Kaikenlaisen massan vähentäminen on suoraviivainen tapa parantaa tehokkuutta yksinkertaisesti vähentämällä propulsiojärjestelmän ja energian varastoinnin (eli akun) työmäärää. Mutta kaikilla massavähennyksillä ei ole samaa vaikutusta. Tiedämme inertian Newtonin toisesta liikesäännöstä. Hyvin yksinkertaistetussa muodossa se tarkoittaa, että levossa oleva esine pysyy levossa tai liikkeessä oleva esine jatkaa liikkumista, ellei siihen kohdisteta epätasapainoista voimaa.

Mutta inertiaan liittyy suuntavektoreita. Ajoneuvon kiihdyttäminen vaatii voimaa siihen suuntaan, johon haluat liikkua. Pyörän tapauksessa on itse asiassa useita tärkeitä suuntia, vaaka, pystysuora ja pyöriminen.

Pystysuora inertia on voitettava seuratakseen tien muotoja, kuten kuoppia tai kuoppia. Kun pyörät kasvavat, mitä ne näyttävät tekevän vääjäämättä esteettisistä syistä, ne painavat hyvin ja ajolaatu heikkenee nopeasti, koska pyörä ei voi kiihtyä ylös tai alas tarpeeksi nopeasti seuratakseen tietä, mikä siirtää nämä voimat ohjaamoon.

Vaakasuora inertia on voitettava ajoneuvon kiihdyttämiseksi, jarruttamiseksi tai ohjaamiseksi. Tämä saavutetaan kuitenkin kääntämällä pyöriä moottorista tai moottoreista, joten pyörimishitaus on voitettava. Jälleen, mitä suurempi pyörän halkaisija on, sitä suurempi on pyörimishitaus, ja tämä on suurempi tekijä sähköauton tehokkuudessa kuin pelkkä pyörän massa. Jos kahdella erikokoisella pyörällä on sama massa, se, jonka paino on kauimpana keskustasta, vie enemmän energiaa ajamiseen.

Siellä hiilikuituvanteet voivat olla valtava etu sähköautoille 40–50 prosentin massavähennyksen ansiosta samankokoiseen kevytmetallivanteeseen verrattuna. Carbon Revolutionin toimitusjohtajan Jake Dinglen mukaan tyypillisen maastoauton hiilipyörät voivat säästää jopa 130 paunaa pystysuoraan liikkuvaa ja pyörivää massaa. Kun otetaan huomioon suuri määrä akkuja, jotka voivat painaa jopa 1,600 150 paunaa Ford F-2,900 Lightningissa tai yli XNUMX XNUMX paunaa GMC Hummerissa, tämä on huomattava vähennys, joka parantaisi ajomatkaa.

Mutta hiilikomposiittipyörillä on enemmän etuja. Alumiiniin tai teräkseen verrattuna komposiittirakenteen silloitetut kuidut vaimentavat tieiskuja, jotka siirtyvät suoremmin metallin läpi. Tuloksena on jopa 5 dB vähemmän tiemelua matkustamoon. Koska sähköautoissa ei ole moottoria, joka peittäisi muita ympäristön ääniä, näiden äänien vähentäminen lähteellä auttaa pitämään asiat hiljaisina lisäämättä ääntä vaimentavaa mattoa.

Hiilikomposiittipyörät tarjoavat myös enemmän joustavuutta muotoiluun, mikä ei ole mahdollista valetulla tai taotulla alumiinilla. Tämä voi mahdollistaa aerodynaamisesti muotoillut pyörät, jotka vähentävät vastusta ja tietysti parantavat tehokkuutta.

Sähköautossa halkaisijaltaan suuremman mutta kapeamman pyörän käyttäminen voi auttaa vähentämään aerodynaamista vastusta ja säilyttämään renkaan kohtuullisen kosketuspinnan tiellä. Näin BMW teki i3:lla. Jos nuo isommat, kapeammat pyörät olisi valmistettu hiilikuitukomposiitista alumiinin sijaan, niillä olisi ollut vieläkin positiivisempi vaikutus kantamaan.

Carbon Revolutionin pyörät valmistetaan hartsin siirtomuovausprosessilla, joka ei vaadi kuitujen manuaalista asettelua, kuten tehtäisiin korkean suorituskyvyn urheiluauton rakenteen kaltaisille. Kuivat kuidut ovat huomattavasti halvempia kuin muissa prosesseissa käytettävä esikyllästetyt kuidut, eivätkä vaadi kovetusta autoklaavissa. Yritys tekee tuotteidensa ja prosessiensa rinnakkaissuunnittelua lisätäkseen tuotantokapasiteettia ja automatisoidakseen monia vaiheita.

Vaikka hiilikuitupyörillä on edelleen merkittävä hintapreemio, se kutistuu volyymien kasvaessa. Tänä vuonna yhtiö suunnittelee noin 50,000 1 pyörän tuotantoa ja 2022 miljoonan yksikön arvopariteettia kevytmetallivanteiden kanssa. Carbon Revolutionin ensimmäinen SUV-ohjelma käynnistyy vuoden 15 lopulla, ja Dingle odottaa noin XNUMX ajoneuvoohjelmaa seuraavien kuuden vuoden aikana ja merkittävää tuotannon kasvua vuosikymmenen puoliväliin mennessä.