电动汽车对轮胎设计有什么不一样的需求?

之前参加过几次对新能源汽车轮胎的评测,所以多少还是了解一些。

先上个图,轮胎的大致结构。

说个结论,电动汽车或者混动汽车(电机+发动机共同驱动)的轮胎和普通燃油车的轮胎是不一样的,也可以说是两者不通用的。

自重更大,对轮胎的抗压能力要求更高。

和普通的燃油车相比,电动汽车因为配置了电池组的原因,整车质量更大。

一般家用SUV的自重大多在1.5-1.8吨左右,而新能源SUV的自重一般是2吨起步,甚至一些长续航的SUV重量达到了2.4吨。

比如在市场保有量比较大的紧凑型SUV中,哈弗H6 1.5T的自重是1.6吨,而新能源中型SUV比亚迪唐 2022款 纯电版本的自重则高达2.3-2.6吨。

而且现在随着续航的增加,动力电池的能量密度没有明显的增加的前提下,即便是长续航轿车,自重也达到了2.3-2.5吨之间。

想一想,如果遇到节假日,全家一起开车自驾游,坐满5个人,再加上后备厢装满行李的情况下,整车的质量有可能超过3吨(参考唐新能源旗舰版)。在这种情况下,需要轮胎有着更高的抗压能力和耐磨耗性能,普通轮胎上去,别说磨损过度了,就是压力都抗不住。

电机扭矩更大,对轮胎响应要求更高。

电动汽车的扭矩比燃油车大是电动汽车的电机决定的。

电动汽车的电机比燃油车的内燃发动机效率更高。在低速行驶时候,电机效率能达到90%以上。而传统燃油车的发动机因为热效率低,再加上排气、冷却、泵气、机械、不完全燃烧等损失,使得内燃发动机在中低速行驶时候,效率往往不到电机的三分之一。

电机本身的低扭充沛的特点,如果再配合上双电机的加持,即便是拥有电池的笨重车身,电动汽车依旧可以支持极快的零百加速。即使纯电SUV重量达到2.4吨以上,依旧可以实现零百加速达到4-5秒,轻松超越同级别的纯燃油车。

但在如此之快的百公里加速下,电动汽车的轮胎必须要具备更快的加速响应才行。如果车的动力过足,但轮胎的响应速度不足,就及其容易抓地力不够造成打滑。如果碰到雨水天气,动力太强,而轮胎不匹配的话,反而会有严重的安全隐患。

三电体系,没有发动机的轰鸣和震动,对胎噪静音要求更高

电动汽车使用的是电机,噪音比燃油车要小的多,在车厢内听不到发动机的轰鸣和排气系统的震动,所以轮胎的噪音能更清晰的传到车里,这时候就对轮胎的静音性能就提出了更高的要求,而很多传统轮胎是没有考虑静音功能的,只有专用的静音轮胎才能满足这个要求。

比如封闭式胎肩可以阻挡花纹泵气噪声向周围环境传递;多节距设计则可降低花纹块对路面拍打的噪音,使噪音能量的峰值分布更加分散,不易出现噪声共振;而降噪波纹则能扰乱噪音的传播路径,降低噪声量。

电动车续航更需要低滚阻+轻量化的轮胎

根据慕尼黑工业大学(TUM)在对两台电池容量都是55千瓦时的特斯拉Model3和大众ID.3,在外部温度为15℃的环城路段条件下,进行续航测试发现,因为轮下阻力较小的原因,大众ID.3取得了更好的续航成绩。

实际轮胎的低滚阻和轻量化能有效的提高电动汽车的续航能力。

其实想想也不难理解,在总能量固定不变,相同速度和其他条件的情况下,肯定轮胎受到的阻力越小、重量越轻的汽车跑的更远。

由于以上几个原因,电动汽车的轮胎必须要选择特殊专配的,要抗压/抓地力强/静音/低滚阻/轻量化,而普通燃油轮胎是无法兼顾这么多的,不能充分发挥新能源汽车的优势甚至会带来安全隐患。

如果强行在电动汽车上安装普通轮胎,有可能造成轮胎寿命的大幅缩短,甚至正常使用无法超过一年,同时还会带来巨大的安全隐患,如抗压能力不达标发生爆胎,湿地加速/转向因扭矩过大导致的危险滑行等等。

即使是使用了国际品牌的,某些方面十分出色的传统燃油轮胎也是不能适配电动汽车的。

米其林在轮胎内部加入葵花籽油等油性添加剂保证低温性能和柔软度。但时间久了这种添加剂会流失,轮胎会变硬,舒适性变差。于是米其林就又在轮胎中加入隐形沟槽,增加耐磨能力,减缓抓地力的衰减;但即便米其林生产的燃油汽车用轮胎,也是更多的专注燃油汽车的行车特点,无法驾驭电动车的特殊性,即便是米其林的Total performance系列产品,也只能大致达到电动车轮胎的需求。

  • 普利斯通在冬季轮胎冰锐客系列采用发泡橡胶技术,在橡胶中打入小气泡增加弹性,使轮胎变得更柔软,舒适性更高;

  • 固特异则使用高碳分子链取代炭黑添加剂,使轮胎更耐磨,并且提出了不对称花纹的设计,增加弯道抓地力和刹车性能;

  • 主打安全和降噪的马牌则采用改变花纹排列,设置消音腔等技术,把声音变为震动,使胎噪更小,行车过程更安静。

  • 以运动性能著称的倍耐力轮胎则使用了人造丝结构、高强度双层聚酰胺带束层增加运动性能,而橡胶则采用中等硬度获得良好的支撑性能。很多跑车,包括兰博基尼、保时捷、马莎拉蒂用的都是这个品牌的轮胎。

终归到底,各国际品牌厂商都绕不开三大性能——滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能。而在电动车轮胎上面,还要加上轻量化、静音、抗压等要求,就对轮胎的适配性更为苛刻了。各大品牌为了改善这些性能也做了很多研发努力。但即使是各大品牌在技术创新方面付出了很多努力,但如想要提高耐湿滑性能,增加轮胎在雨水路面的抓地力,则需要增加和地面接触的面积,摩擦力也就相应的增大了,滚动阻力也就随之增加了。

后来很多国际合资品牌都着重研发破解这一矛盾,通过技术创新实现提升抗湿滑性能的同时降低滚阻,加强轮胎的耐磨能力,改善电动车续航等问题。

其中也完善普及了一些新技术,比如轮胎自愈合技术。

自愈合技术指的是通过在胎冠内侧涂覆特殊自密封涂层,轮胎遇到刺扎后,自密封涂层会自动填充刺穿的气孔,避免漏气。能有效的修复直径≤6毫米的螺纹钉造成的轮胎刺穿,减少爆胎、车辆失控的风险,从而提高行驶的安全性。

近两年,基本国内、国外的品牌都推有自己的专用电动汽车轮胎,如米其林的PS EV系列,普利司通T005 EV系列,固特异的ElectricDrive GT系列,马牌的eContact系列,国内品牌也有玲珑新能源轮胎,浦林RPINX系列等电动车专用轮胎等。

所以,如果要买电动汽车,还是得注意轮胎一定要选适配电动汽车的,不能随意更换传统燃油车的轮胎。

(图片来源网络,侵删!)

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:Will.liu

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