Kolesa iz ogljikovih vlaken bi lahko bila naslednja spodbuda za paleto EV

Avstralska Carbon Revolution morda ni najbolj znan proizvajalec koles na svetu, so pa med najbolj zanimivimi. Večina blagovnih znamk, ki so znane in se prodajajo v velikem obsegu, kot so BBS, Rial in OZ, izdeluje platišča iz kovinskih zlitin, večinoma iz aluminija. Carbon Revolution uporablja kompozite iz ogljikovih vlaken. Do danes so večinoma dobavljali svoja izjemno lahka platišča za visokozmogljive stroje, kot so Ford GT, Shelby GT350 in Ferrari 488 Pista. Zdaj se želijo razširiti na bolj običajna vozila, zlasti tista, ki jih poganjajo baterije.

Kompoziti iz ogljikovih vlaken niso posebej nov koncept. V letalstvu so jih uporabljali že vrsto let, preden je McLaren leta 1981 pripeljal ta lahek in visokotrden material v formulo 1990 in na ceste v 1. letih v legendarni F2013. Leta 3 je BMW prvič uporabil karbonsko kompozitno strukturo v modelu z relativno velikim obsegom, prvič z iXNUMX.

Vendar pa se lahko izkaže, da je pristop Carbon Revolution s poudarkom na kolesih stroškovno učinkovitejši in ponuja večjo prednost glede učinkovitosti kot tisto, kar je naredil BMW. Glede na stroške in maso baterij je maksimiranje energetske učinkovitosti ključnega pomena za EV, da bi dosegli največji doseg z najmanjšo količino baterije.

Zmanjšanje mase katere koli vrste je enostavna pot za izboljšanje učinkovitosti s preprostim zmanjšanjem obremenitve pogonskega sistema in shranjevanja energije (tudi baterije). Vendar nimajo vsa zmanjšanja mase enakega učinka. Za vztrajnost vemo iz Newtonovega drugega zakona gibanja. V zelo poenostavljeni obliki gre za to, da bo predmet v mirovanju ostal v mirovanju ali pa se bo predmet v gibanju še naprej gibal, razen če je uporabljena neuravnotežena sila.

Toda vztrajnost ima z njo povezane smerne vektorje. Za pospeševanje vozila je potrebna sila v smeri, v katero se želite premikati. Pri kolesu je pravzaprav več pomembnih smeri, vodoravno, navpično in vrtenje.

Navpično vztrajnost je treba premagati, da sledite obrisom ceste, kot so neravnine ali luknje. Ko se kolesa povečajo, kar se zdi, da neizprosno počnejo zaradi estetskih razlogov, postanejo zelo težki in kakovost vožnje se hitro poslabša, ker kolo ne more dovolj hitro pospeševati navzgor ali navzdol, da bi sledilo cesti, in tako prenaša te sile v kabino.

Za pospeševanje, zaviranje ali krmiljenje vozila je treba premagati vodoravno vztrajnost. Vendar se to doseže z dejanskim obračanjem koles iz motorja ali motorjev, tako da je treba premagati rotacijsko vztrajnost. Ponovno, večji kot je premer kolesa, večja je vrtilna vztrajnost in to se izkaže za večji dejavnik pri učinkovitosti EV kot le sama masa kolesa. Če imata dve kolesi različnih velikosti enako maso, bo tisto z maso, ki je najbolj oddaljeno od središča, potrebovalo več energije za vožnjo.

Tu so lahko platišča iz ogljikovih vlaken velika prednost za EV zaradi zmanjšanja mase za 40 do 50 % v primerjavi s podobno velikimi platišči iz lahke litine. Po besedah ​​izvršnega direktorja Carbon Revolution Jakea Dingleja lahko karbonska kolesa na tipičnem SUV-ju prihranijo do 130 lbs mase, ki se premika navpično in vrti. Glede na večino baterij, ki lahko tehtajo do 1,600 lbs pri Fordu F-150 Lightning ali več kot 2,900 lbs v GMC Hummerju, je to opazno zmanjšanje, ki bi izboljšalo doseg vožnje.

Toda karbonska kompozitna kolesa imajo več prednosti. V primerjavi z aluminijem ali jeklom premrežena vlakna v kompozitni strukturi blažijo udarce s ceste, ki se prenašajo bolj neposredno skozi kovino. Rezultat je do 5 dB manj hrupa, ki prihaja v kabino. Ker EV-ji nimajo motorja, ki bi prikril druge zvoke iz okolice, zmanjšanje teh zvokov pri viru pomaga, da stvari ostanejo tiho, ne da bi dodali več zvočno zatiranja preprog.

Ogljikova kompozitna kolesa ponujajo tudi večjo prilagodljivost pri oblikovanju, kar ni mogoče pri litem ali kovanem aluminiju. To lahko omogoči bolj aerodinamično oblikovana kolesa, ki zmanjšajo upor in seveda izboljšajo učinkovitost.

Na EV lahko uporaba kolesa večjega premera, a ožjega, zmanjša aerodinamični upor, hkrati pa ohrani razumno kontaktno površino pnevmatike na cesti. To je BMW naredil z i3. Če bi bila ta večja, ožja kolesa namesto aluminija izdelana iz kompozita ogljikovih vlaken, bi imela še bolj pozitiven učinek na doseg.

Kolesa Carbon Revolution so izdelana s postopkom litja s prenosom smole, ki ne zahteva ročnega polaganja vlaken, kot bi to storili za nekaj podobnega strukturi visoko zmogljivega športnega avtomobila. Suha vlakna so bistveno cenejša od vlaken, predhodno impregniranih s smolo, ki se uporabljajo v drugih procesih in ne zahtevajo strjevanja v avtoklavu. Podjetje izvaja sočasno inženiring svojih izdelkov in procesov, da bi povečalo proizvodne zmogljivosti in avtomatiziralo številne korake.

Čeprav imajo kolesa iz ogljikovih vlaken še danes precejšnjo ceno, se ta z naraščanjem obsega zmanjšuje. Letos podjetje načrtuje proizvodnjo približno 50,000 platišč in pri 1 milijonu enot pričakuje vrednostno pariteto z aluminijastimi platišči. Prvi program športnih terencev Carbon Revolution se začne proti koncu leta 2022 in Dingle pričakuje približno 15 programov vozil v naslednjih šestih letih z občutno širitvijo proizvodnje do sredine desetletja.