Auto >> Fordonsteknik >  >> Elbil

Däcktekniken är annorlunda för elbilar och fortsätter att utvecklas – det här är varför

Däck har en enorm effekt på hur bilar hanterar, kör och stannar, och till och med hur de låter. Även om de flesta av oss inte tänker så mycket på vad våra bildäck gör, är däcktekniken utan tvekan viktigare än någonsin för elbilar. Det handlar inte bara om att hålla en bil fast vid vägen; det finns också utsläpp att tänka på.

Flera faktorer spelar in som gör elbilar mycket svårare för däck än de flesta konventionella bilar. Dels är elbilar vanligtvis tyngre än sina ICE-motsvarigheter tack vare vikten av litiumjonbatterier. Till exempel, en vanlig Volvo XC40 börjar på cirka 1600 kg, men en XC40 Recharge EV lägger till minst 300 kg till denna siffra.

Sedan finns det sättet som elmotorer levererar sin kraft – genom att allt vridmoment är tillgängligt från noll varv/min. Även i de mest vridmoment av dieslar måste de bygga en ånga innan maximalt vridmoment levereras. Med tanke på att även elbilar med blygsam effekt kan ha fantastiska vridmoment, och det är lätt att se varför de snurrar så lätt på fel gummi.

Enligt en studie från Goodyear i början av 2018 kan elbilar tugga sig igenom vanliga bildäck 30 procent snabbare än en vanlig bil.

Det är inte bara Goodyear som har kommit till denna insikt. Continental har erbjudit däck specifikt för elbilar sedan 2012 då dess Conti.eContact presenterades för första gången. Den senaste versionen av det däcket kommer fortfarande på Smart EQ ForFour som standard. Bridgestone har också ett eget EV-specifikt gummi i form av Enliten-serien som har 20 procent mindre rullmotstånd än "standard premium summer touring däck".

Rullmotstånd

Den kanske största och bäst förstådda variabeln (bland icke-tekniker) med däck är rullmotståndet. Nya däck har varit tvungna att ha en klassificering (på en A, B, C etc. skala) under lång tid, vilket har gjort det möjligt för människor att förstå hur effektivt de rullar. Ju sämre betyg, desto mindre effektiv blir en bil.

Medan detta i en bensinbil kan innebära ett par mindre MPG, är en 10-procentig skillnad mycket märkbar i en elbil. Amerikanska biltidningen Road &Track, skodde en e-Golf i klibbiga, prestandaorienterade Michelin Pilot Sport 4S-däck och fann att dess räckvidd sjönk från cirka 125 miles på dess specificerade Bridgestone Ecopia EP422-däck till under 100 miles på Pilot Sports.

Hårdare föreningar minskar vanligtvis rullmotståndet eftersom 90 procent av energiförlusten beror på den konstanta formförändringen när ett däck roterar. Men hårda föreningar har den negativa effekten att de minskar tillgängligt grepp. Smarta slitbanemönster spelar in här, med sådana som Goodyear som maximerar mängden gummi på vägen genom att använda mindre kanaler (för vattenspridning) utan att förlora prestanda i vått väder. Bridgestones Enliten-däck har faktiskt grundare slitbana men tack vare blandningen slits de inte ut snabbare.

Däckformen bidrar också till lägre rullmotstånd, med EV-specifika däck som gynnar smala, höga former snarare än breda lågprofilsektioner.

Däckvikt

Roterande massa är inte ett stort problem vid konsekventa hastigheter, men att få upp tunga däck i hastighet kräver en stor klick energi. Detta är inte bra för effektiviteten. Continentals EcoContact 6-däck håller vikten till ett minimum tack vare en smart sidoväggskonstruktion, medan Bridgestones Enliten-gummi drar nytta av den tunnare slitbanan för att hålla kilona nere till ett minimum.

Även om det kanske inte gör så mycket för visuellt tilltalande, är det bästa sättet att minska den roterande massan att specificera mindre hjul.

Brusreducering

Här är ett litet test om du är riktigt, riktigt uttråkad; nästa gång du går längs en väg med en hastighetsgräns på minst 60 km/h, tänk på vad som är det mest bullriga inslaget i passerande trafik.

När hastigheterna klättrar över 35 mph blir däck/ytljud den överlägset dominerande faktorn för buller. Under det, i stads- och stadshastigheter, erbjuder elbilar en enorm fördel när det gäller tystnad, men ovanför det pågår en kapplöpning för att behålla fördelen och göra elbilsdäcken tystare. Det här är inte bara för dem på utsidan heller; tack vare den nästan tysta elektriska drivlinorna kämpar däcktillverkarna för att hålla bullret nere för de åkande i elbilar.

Däck har klassats för buller, som rullmotstånd, ett tag, men tekniken i EV-specifika däck går snabbt framåt. Continentals ContiSilent-teknologi använder ett skuminlägg i däckets stomme för att bokstavligen absorbera buller. Slitbanemönster kommer också att ha en effekt på buller, så tillverkarna finslipar dem hela tiden för att hålla elbilar så tysta som möjligt.

Det är viktigt att komma ihåg att däckljud i grunden är slöseri med energi, så som en bred regel ju tystare däcket är, desto effektivare är det.

Utsläpp från däckslitage

Detta är ett omtvistat ämne som slog upp rubrikerna redan i mars när Emissions Analytics släppte resultaten från en studie som tyder på att partiklar från däckslitage var upp till 1 000 gånger värre än partiklar från fordonsavgaser.

Helt ny och korrekt uppblåst fann den att cirka 5,8 g/km partiklar släpptes ut jämfört med bara 4,0 milligram från en typisk bils avgaser. Dessa icke-avgasutsläpp är jämförelsevis lite kända, med studier av deras effekter som endast har behövts med någon betydande vikt under de senaste två åren, och den brittiska regeringen begärde bevis som en del av sin 2018 års strategi för ren luft.

Redan 2018 sa dåvarande transportminister Jesse Norman; ”Partikelföroreningar från avgaser har minskat avsevärt de senaste åren. Men vi måste också vidta åtgärder för att minska de mycket allvarliga föroreningar som orsakas av slitage på däck, bromsar och vägar. Att ta itu med denna fråga är avgörande för att minska luftföroreningarna.”

Behovet av att förstå effekterna av NEE är särskilt viktigt för elbilar om vi verkligen ska kunna kalla dem "gröna". Emissions Analytics studie fann att fordonsvikt och körstil var två stora faktorer i deras produktion. Som vi vet är elbilar vanligtvis tyngre än ICE-bilar, och deras vridmoment gör att det är lätt att ryckas med av den beroendeframkallande accelerationen.

Nick Molden, VD för Emissions Analytics, sa till oss:"De (NEEs) produceras mestadels av termiska processer - dvs däcket blir varmt under acceleration, retardation och speciellt i kurvor.

"Höghastighetsvängning är den överlägset värsta boven och detta förvärras med vikt och däckkvalitet. Med tyngre fordon som elbilar, eller faktiskt hybrider, är montering av högkvalitativa däck för att motverka massan något som bör vara en viktig faktor för ägare.”

Utmärkelsen från vår chatt med Nick var att om du ska köpa en elbil så lönar det sig verkligen att montera de bästa däcken du har råd med.

Vad kommer härnäst?

Du kommer nästan säkert att ha sett dem på konceptbilar på motormässor, men "airless" (aka icke-pneumatiska) däck arbetar på av de flesta av de stora bilmärkena. De erbjuder en mängd potentiella fördelar utöver att helt enkelt aldrig få punktering.

Michelin har utvecklat vad de kallar Uptis för bilar och små stadsjeepar som sveper in ett hjul i kompositmaterial, med hjälp av "ekrar" snarare än luft som stöd. Processen liknar 3D-utskrift, och märket anser att prestanda liknar den för vanliga pneumatiska däck. Dessutom, när däcket slits ut kan en ny yta helt enkelt "tryckas" tillbaka på Uptis-stommen, vilket gör idén mycket mer hållbar. Det franska varumärket strävar efter att få programmet på väg till 2024.

Också Bridgestone förebådar luftlös som vägen framåt för grönare däck. Den säger att den bättre kan kontrollera formen på däck när de rullar utan luft, vilket hjälper till att minska rullmotståndet avsevärt. Dess icke-pneumatiska däck är också 100 procent återvinningsbara – till skillnad från vanliga däck – vilket gör att varumärket kan uppnå vad det kallar sin "vagga-till-vagga"-strategi där däck kontinuerligt återvinns.

I slutändan kommer vi dock att behöva vänta ett tag innan luftlösa däck blir tillgängliga till ett pris som de flesta av oss har råd med. Tills dess är det bästa rådet vi kan ge att alltid välja elbilsspecifika däck och få det bästa du har råd med. Det lönar sig i körupplevelsen och för miljön.