Колы з вугляроднага валакна могуць стаць наступным павышэннем дыяпазону EV

Аўстралійская Carbon Revolution, магчыма, не самы вядомы вытворца колаў у свеце, але яны з'яўляюцца аднымі з самых цікавых. Большасць брэндаў, якія вядомыя і прадаюць у вялікіх аб'ёмах, такія як BBS, Rial і OZ, вырабляюць свае колы з металічных сплаваў, у асноўным з алюмінія. Carbon Revolution выкарыстоўвае кампазіты з вугляроднага валакна. На сённяшні дзень яны ў асноўным пастаўлялі свае выключна лёгкія колы для высокапрадукцыйных машын, такіх як Ford GT, Shelby GT350 і Ferrari 488 Pista. Цяпер яны імкнуцца пашырыцца на больш масавыя аўтамабілі, асабліва тыя, якія працуюць ад акумулятараў.

Кампазіты з вугляроднага валакна - не асабліва новая канцэпцыя. Яны выкарыстоўваліся ў касманаўтыцы на працягу многіх гадоў, перш чым McLaren прынёс гэты лёгкі і высокатрывалы матэрыял у Формулу-1981 у 1990 годзе і на дарогу ў 1-х у легендарнай Формуле-2013. У 3 годзе BMW упершыню выкарыстала вугляродную кампазітную структуру ў адносна вялікай серыйнай мадэлі з iXNUMX.

Тым не менш, падыход, прапанаваны Carbon Revolution з упорам на колы, можа апынуцца як больш эканамічна эфектыўным, так і даць большую перавагу ў эфектыўнасці, чым тое, што зрабіў BMW. Улічваючы кошт і масу акумулятараў, максімізацыя энергаэфектыўнасці мае вырашальнае значэнне для электрамабіляў, каб атрымаць максімальны запас ходу пры найменшай колькасці батарэі.

Памяншэнне масы любога роду - гэта просты шлях да павышэння эфектыўнасці шляхам простага памяншэння нагрузкі на рухальную сістэму і назапашвальнік энергіі (ён жа батарэя). Але не ўсе масавыя скарачэнні маюць аднолькавы эфект. Пра інэрцыю мы ведаем з другога закону руху Ньютана. У вельмі спрошчанай форме гэта зводзіцца да таго, што аб'ект у стане спакою будзе заставацца ў стане спакою або аб'ект у руху будзе працягваць рухацца, калі не будзе прыменена незбалансаваная сіла.

Але інерцыя мае звязаныя з ёй вектары накіраванасці. Для паскарэння транспартнага сродку патрэбна сіла ў тым кірунку, у якім вы хочаце рухацца. У выпадку з колам на самай справе існуе некалькі важных напрамкаў: гарызантальны, вертыкальны і кручэнне.

Неабходна пераадолець вертыкальную інэрцыю, каб прытрымлівацца контураў дарогі, такіх як няроўнасці або выбоіны. Калі колы павялічваюцца, што, здаецца, няўмольна робіцца ў эстэтычных мэтах, яны становяцца вельмі цяжкімі, і якасць язды хутка пагаршаецца, таму што кола не можа паскарацца ўверх ці ўніз дастаткова хутка, каб ісці за дарогай, такім чынам перадаючы гэтыя сілы ў салон.

Для паскарэння, тармажэння або кіравання транспартным сродкам неабходна пераадолець гарызантальную інэрцыю. Тым не менш, гэта дасягаецца фактычным кручэннем колаў ад рухавіка або рухавікоў, таму неабходна пераадолець інэрцыю кручэння. Зноў жа, чым большы дыяметр колы, тым большая інэрцыя кручэння, і гэта аказваецца больш важным фактарам эфектыўнасці электрамабіля, чым проста маса колы. Калі два колы рознага памеру маюць аднолькавую масу, тое, вага якога знаходзіцца далей ад цэнтра, будзе патрабаваць больш энергіі для руху.

Вось дзе колы з вугляроднага валакна могуць быць вялікай перавагай для электрамабіляў дзякуючы памяншэнню масы на 40-50% у параўнанні з лёгкасплаўнымі дыскамі аналагічнага памеру. Па словах генеральнага дырэктара Carbon Revolution Джэйка Дынгла, вугляродныя колы на тыповым пазадарожніку могуць зэканоміць да 130 фунтаў масы, які рухаецца вертыкальна і круціцца. Улічваючы асноўную масу акумулятараў, якія могуць важыць да 1,600 фунтаў у Ford F-150 Lightning або больш за 2,900 фунтаў у GMC Hummer, гэта прыкметнае скарачэнне, якое павялічыла б запас ходу.

Але ў карбонавых кампазітных колаў больш пераваг. У параўнанні з алюмініем або сталлю, сшытыя валакна ў кампазітнай структуры аслабляюць удары дарогі, якія перадаюцца больш непасрэдна праз метал. У выніку да 5 дБ менш дарожнага шуму, які даносіцца ў салон. Паколькі ў электрамабіляў няма рухавіка, які б маскіраваў іншыя навакольныя гукі, памяншэнне гэтых гукаў у крыніцы дапамагае захаваць цішыню, не дадаючы дадатковых гукапрыглушальных матаў.

Кампазітныя вугляродныя колы таксама забяспечваюць большую гнуткасць у фарміраванні, што немагчыма з літым або каваным алюмініем. Гэта можа зрабіць колы больш аэрадынамічнай формы, якія зніжаюць супраціў і, вядома, павышаюць эфектыўнасць.

На электрамабілях выкарыстанне большага дыяметра, але больш вузкага кола можа дапамагчы паменшыць аэрадынамічнае супраціўленне, захоўваючы пры гэтым разумную пляму кантакту шыны з дарогай. Вось што зрабіла BMW з i3. Калі б гэтыя вялікія і вузкія колы былі зроблены з кампазітнага вугляроднага валакна замест алюмінія, яны мелі б яшчэ большы станоўчы ўплыў на запас ходу.

Колы Carbon Revolution вырабляюцца з дапамогай працэсу фармавання смалой, які не патрабуе ручной кладкі валокнаў, як гэта было б зроблена для чагосьці накшталт структуры высокапрадукцыйнага спартыўнага аўтамабіля. Сухія валакна значна танней, чым валакна, папярэдне прасякнутыя смалой, якія выкарыстоўваюцца ў іншых працэсах, і не патрабуюць отвержденія ў аўтаклаве. Кампанія адначасова распрацоўвае свае прадукты і працэсы, каб павялічыць вытворчыя магутнасці і аўтаматызаваць многія этапы.

У той час як колы з вугляроднага валакна па-ранейшаму маюць значную надбаўку да цаны, яна скарачаецца па меры росту аб'ёмаў. У гэтым годзе кампанія плануе вырабіць каля 50,000 1 дыскаў і чакае роўнасці кошту з лёгкасплаўнымі дыскамі на ўзроўні 2022 мільёна адзінак. Першая праграма Carbon Revolution па пазадарожніках запускаецца ў канцы 15 года, і Dingle чакае каля XNUMX аўтамабільных праграм на працягу наступных шасці гадоў са значным пашырэннем вытворчасці да сярэдзіны дзесяцігоддзя.