Kotači od karbonskih vlakana mogli bi biti sljedeće pojačanje za EV asortiman

Australia's Carbon Revolution možda nije najpoznatiji proizvođač kotača na svijetu, ali su među najzanimljivijim. Većina poznatih marki koje se prodaju u velikim količinama poput BBS, Rial i OZ svoje kotače izrađuju od metalnih legura, uglavnom aluminija. Carbon Revolution koristi kompozite od karbonskih vlakana. Do danas su uglavnom isporučivali svoje iznimno lagane kotače za strojeve visokih performansi kao što su Ford GT, Shelby GT350 i Ferrari 488 Pista. Sada se žele proširiti na više uobičajena vozila, posebno ona na baterije.

Kompoziti od ugljičnih vlakana nisu posebno nov koncept. Korišteni su u zrakoplovstvu mnogo godina prije nego što je McLaren 1981. donio ovaj lagani materijal visoke čvrstoće u Formulu 1990, a 1-ih na ceste u legendarnoj F2013. Godine 3. BMW je prvi put upotrijebio karbonsku kompozitnu strukturu u modelu s relativno velikim volumenom po prvi put s iXNUMX.

Međutim, pristup Carbon Revolutiona s fokusom na kotače mogao bi se pokazati isplativijim i ponuditi veću prednost u učinkovitosti od onoga što je BMW napravio. S obzirom na cijenu i masu baterija, maksimiziranje energetske učinkovitosti ključno je za EV kako bi dobili najveći domet s najmanjom količinom baterije.

Smanjenje mase bilo koje vrste jednostavan je put za poboljšanje učinkovitosti jednostavnim smanjenjem opterećenja pogonskog sustava i skladištenja energije (aka baterija). Ali nemaju sva smanjenja mase isti učinak. Za inerciju znamo iz Newtonovog drugog zakona gibanja. U vrlo pojednostavljenom obliku svodi se na to da će objekt koji miruje ostati u mirovanju ili će se objekt u pokretu nastaviti kretati osim ako se ne primijeni neuravnotežena sila.

Ali inercija ima vektore smjera povezane s njom. Ubrzavanje vozila zahtijeva silu u smjeru u kojem se želite kretati. U slučaju kotača, zapravo postoji nekoliko važnih smjerova, horizontalni, vertikalni i rotacijski.

Mora se prevladati vertikalna inercija kako bi se pratile konture ceste kao što su neravnine ili udarne rupe. Kako kotači postaju sve veći, što se čini da neumoljivo rade u estetske svrhe, postaju vrlo teški i kvaliteta vožnje se brzo pogoršava jer kotač ne može ubrzati gore ili dolje dovoljno brzo da prati cestu, prenoseći tako te sile u kabinu.

Za ubrzavanje, kočenje ili upravljanje vozilom potrebno je prevladati horizontalnu inerciju. Međutim, to se postiže stvarnim okretanjem kotača iz motora ili motora, tako da se mora prevladati inercija rotacije. Opet, što je veći promjer kotača, to je veća inercija rotacije i to se ispostavilo da je veći faktor u učinkovitosti EV-a nego samo sama masa kotača. Ako dva kotača različitih veličina imaju istu masu, onaj čija je težina najudaljenija od središta trebat će više energije za vožnju.

To je mjesto gdje kotači od karbonskih vlakana mogu biti velika prednost za EV zahvaljujući smanjenju mase od 40 do 50% u usporedbi s aluminijskim kotačima slične veličine. Prema riječima izvršnog direktora Carbon Revolutiona Jakea Dinglea, karbonski kotači na tipičnom SUV-u mogu uštedjeti do 130 lbs mase koja se kreće okomito i rotira. S obzirom na veliku količinu baterija koje mogu težiti do 1,600 lbs u Fordu F-150 Lightning ili više od 2,900 lbs u GMC Hummeru, to je značajno smanjenje koje bi poboljšalo domet vožnje.

No, karbonski kompozitni kotači imaju više prednosti. U usporedbi s aluminijem ili čelikom, umrežena vlakna u kompozitnoj strukturi prigušuju udarce s ceste koji se izravno prenose kroz metal. Rezultat je do 5 dB manje buke s ceste koja dolazi u kabinu. Budući da EV-ovi nemaju motor koji bi prikrio druge zvukove iz okoline, smanjenje tih zvukova na izvoru pomaže da stvari ostanu tihe bez dodavanja više zvučno prigušivača.

Ugljični kompozitni kotači također nude veću fleksibilnost u oblikovanju što nije moguće kod lijevanog ili kovanog aluminija. To može omogućiti aerodinamičnije oblikovane kotače koji smanjuju otpor i naravno poboljšavaju učinkovitost.

Na EV, korištenje većeg promjera, ali užeg kotača može pomoći u smanjenju aerodinamičkog otpora uz održavanje razumne površine kontakta za gumu na cesti. To je ono što je BMW napravio s i3. Da su ti veći, uži kotači napravljeni od kompozita karbonskih vlakana umjesto od aluminija, imali bi još pozitivniji učinak na domet.

Kotači Carbon Revolutiona proizvedeni su procesom prešanja smole koji ne zahtijeva ručno polaganje vlakana kao što bi bilo učinjeno za nešto poput strukture sportskog automobila visokih performansi. Suha vlakna su znatno jeftinija od vlakana prethodno impregniranih smolom koja se koriste u drugim procesima i ne zahtijevaju stvrdnjavanje u autoklavu. Tvrtka radi paralelni inženjering svojih proizvoda i procesa kako bi povećala proizvodni kapacitet i automatizirala mnoge korake.

Dok kotači od karbonskih vlakana i danas nose značajnu cjenovnu premiju, ona se smanjuje kako količina raste. Ove godine tvrtka predviđa proizvodnju od oko 50,000 kotača i na 1 milijun primjeraka očekuje vrijednosni paritet s naplatcima od lake legure. Prvi program za SUV Carbon Revolution pokreće se krajem 2022., a Dingle očekuje oko 15 programa vozila u sljedećih šest godina sa značajnim povećanjem proizvodnje do sredine desetljeća.