Технология шин для электромобилей отличается и продолжает развиваться – вот почему

Шины оказывают огромное влияние на то, как автомобили управляются, едут и останавливаются, и даже на их звук. Хотя большинство из нас не слишком задумываются о том, что делают наши автомобильные шины, технология шин для электромобилей, возможно, важнее, чем когда-либо. Дело не только в том, чтобы удерживать машину на дороге; есть также выбросы, о которых стоит подумать.

Есть несколько факторов, из-за которых шины электромобилей намного тяжелее, чем у большинства обычных автомобилей. Во-первых, электромобили обычно тяжелее своих аналогов с ДВС из-за веса литий-ионных аккумуляторов. Например, обычный Volvo XC40 весит около 1600 кг, но XC40 Recharge EV добавляет к этой цифре как минимум 300 кг.

Кроме того, есть способ, которым электродвигатели передают свою мощность — весь крутящий момент доступен при нулевых оборотах. Даже в самом крутящем из дизелей им необходимо создать напор пара, прежде чем будет обеспечен максимальный крутящий момент. Учитывая, что даже электромобили со скромной выходной мощностью могут иметь огромные показатели крутящего момента, легко понять, почему они так легко раскручиваются на неправильной резине.

Согласно исследованию Goodyear, проведенному в начале 2018 года, электромобили могут прогрызать шины обычных автомобилей на 30 % быстрее, чем обычный автомобиль.

Не только Goodyear пришла к такому выводу. Continental предлагает шины специально для электромобилей с 2012 года, когда впервые был представлен Conti.eContact. Новейшая версия этой шины по-прежнему входит в стандартную комплектацию Smart EQ ForFour. У Bridgestone также есть собственная резина для электромобилей в виде линейки Enliten, сопротивление качению которой на 20 % меньше, чем у «стандартных летних туристических шин премиум-класса».

Сопротивление качению

Возможно, самая большая и наиболее понятная переменная (среди нетехнических людей) с шинами — это сопротивление качению. Новые шины уже давно должны иметь рейтинг (по шкале A, B, C и т. д.), чтобы люди могли понять, насколько эффективно они катятся. Чем хуже рейтинг, тем менее экономичным будет автомобиль.

В то время как в бензиновом автомобиле это может означать на пару миль меньше на галлон, в электромобиле разница в 10 процентов очень заметна. Американский автомобильный журнал Road &Track обул e-Golf в липкие, ориентированные на производительность шины Michelin Pilot Sport 4S и обнаружил, что его запас хода резко упал с примерно 125 миль на указанных шинах Bridgestone Ecopia EP422 до менее 100 миль на Pilot Sports.

Более твердые составы обычно снижают сопротивление качению, поскольку 90% потерь энергии происходит из-за постоянного изменения формы при вращении шины. Тем не менее, твердые составы имеют отрицательный эффект снижения доступного сцепления. Здесь в игру вступает умный рисунок протектора, например, Goodyear максимизирует количество резины на дороге за счет использования меньших каналов (для рассеивания воды), не теряя при этом никаких характеристик в мокрую погоду. Шины Bridgestone Enliten на самом деле имеют более мелкий протектор, но благодаря компаунду они не изнашиваются быстрее.

Форма шин также помогает снизить сопротивление качению:шины для электромобилей предпочитают узкие и высокие формы, а не широкие низкопрофильные профили.

Вес шины

Вращающаяся масса не является большой проблемой на постоянной скорости, но для того, чтобы разогнать тяжелые шины до нужной скорости, требуется большое количество энергии. Это не очень хорошо для эффективности. Шины Continental EcoContact 6 имеют минимальный вес благодаря продуманной конструкции боковин, в то время как резина Enliten от Bridgestone выигрывает за счет более тонкого протектора, что позволяет снизить вес до минимума.

Хотя это может не сильно улучшить визуальную привлекательность, лучший способ уменьшить вращающуюся массу — это указать колеса меньшего размера.

Подавление шума

Вот небольшой тест, если вам действительно скучно; в следующий раз, когда вы пойдете по дороге с ограничением скорости не менее 40 миль в час, подумайте, что представляет собой самый шумный элемент проезжающего транспорта.

Когда скорость превышает 35 миль в час, шум шин и поверхности становится доминирующим фактором шума. Ниже этого уровня, на скоростях в районе и городе, электромобили предлагают огромное преимущество с точки зрения тишины, но выше этого есть гонка, чтобы сохранить преимущество и снизить тишину шин электромобилей. Это не только для тех, кто снаружи; благодаря почти бесшумной работе электрических силовых агрегатов производители шин борются за снижение уровня шума для пассажиров электромобилей.

Шины уже давно оцениваются по шуму, например по сопротивлению качению, но технология шин для электромобилей быстро развивается. В технологии Continental ContiSilent используется вставка из пеноматериала внутри каркаса шины, которая буквально поглощает шум. Рисунок протектора также влияет на уровень шума, поэтому производители постоянно совершенствуют его, чтобы электромобили были как можно тише.

Важно помнить, что шум шин — это, по сути, бесполезная трата энергии, поэтому, как правило, чем тише шина, тем она эффективнее.

Выбросы в результате износа шин

Это спорный вопрос, который попал в заголовки газет еще в марте, когда Emissions Analytics опубликовала результаты исследования, согласно которому содержание твердых частиц в результате износа шин было в 1000 раз хуже, чем в выхлопных газах автомобилей.

Совершенно новый и правильно накачанный, он обнаружил, что было выброшено около 5,8 г/км твердых частиц по сравнению с всего 4,0 миллиграммами выхлопных газов типичного автомобиля. Эти выбросы, не связанные с выхлопными газами, сравнительно малоизвестны, и исследования их воздействия требуют значительного веса только в течение последних двух лет, а правительство Великобритании требует доказательств в рамках своей Стратегии чистого воздуха 2018 года.

Еще в 2018 году тогдашний министр транспорта Джесси Норман сказал:«За последние годы существенно сократилось загрязнение твердыми частицами от выхлопных газов. Но мы также должны принять меры для уменьшения очень серьезного загрязнения, вызванного износом шин, тормозов и дорог. Решение этой проблемы имеет решающее значение для снижения загрязнения воздуха».

Необходимость понимать влияние NEE особенно важна для электромобилей, если мы действительно хотим назвать их «зелеными». Исследование Emissions Analytics показало, что вес автомобиля и стиль вождения были двумя важными факторами при их производстве. Как мы знаем, электромобили обычно тяжелее автомобилей с ДВС, а их крутящий момент позволяет легко увлечься захватывающим ускорением.

Ник Молден, генеральный директор Emissions Analytics, сказал нам:«Они (NEE) в основном возникают в результате термических процессов, т. е. нагревания шины при ускорении, замедлении и особенно на поворотах.

«Прохождение поворотов на высокой скорости, безусловно, является худшим виновником, и это усугубляется весом и качеством шин. Для более тяжелых транспортных средств, таких как электромобили или даже гибриды, установка высококачественных шин для противодействия массе — это то, что владельцы должны уделять большое внимание».

Вывод из нашей беседы с Ником состоял в том, что если вы собираетесь купить электромобиль, вам действительно стоит установить лучшие шины, которые вы можете себе позволить.

Что будет дальше?

Вы почти наверняка видели их на концептуальных автомобилях на автосалонах, но над «безвоздушными» (также известными как непневматическими) шинами работает большинство крупных автомобильных брендов. Они предлагают целый ряд потенциальных преимуществ, помимо простого отсутствия прокола.

Компания Michelin разработала то, что она называет Uptis для автомобилей и небольших внедорожников, в котором колеса оборачивают композитными материалами, используя для поддержки «спицы», а не воздух. Этот процесс похож на 3D-печать, и бренд считает, что производительность аналогична характеристикам обычных пневматических шин. Более того, когда шина изнашивается, новая поверхность может быть просто «напечатана» обратно на каркас Uptis, что делает идею гораздо более устойчивой. Французский бренд планирует запустить эту схему к 2024 году.

Bridgestone также позиционирует безвоздушные шины как путь к более экологичным шинам. В нем говорится, что он может лучше контролировать форму шин, поскольку они катятся без воздуха, что помогает значительно снизить сопротивление качению. Его непневматические шины также на 100 % подлежат вторичной переработке, в отличие от обычных шин, что позволяет бренду реализовать то, что он называет своей стратегией «от колыбели до колыбели», при которой шины постоянно перерабатываются.

В конечном счете, однако, нам придется подождать некоторое время, прежде чем безвоздушные шины станут доступны по цене, которую большинство из нас может себе позволить. До тех пор лучший совет, который мы можем дать, — всегда выбирать шины для электромобилей и выбирать лучшее, что вы можете себе позволить. Это окупается с точки зрения удобства вождения и защиты окружающей среды.