Süsinikkiust veljed võiksid olla EV valiku järgmiseks tõukejõuks

Austraalia Carbon Revolution ei pruugi olla maailma tuntuim rattatootja, kuid need on ühed huvitavamad. Enamik kaubamärke, mis on tuntud ja mida müüakse suures mahus, nagu BBS, Rial ja OZ, toodavad oma rattaid metallisulamitest, peamiselt alumiiniumist. Carbon Revolution kasutab süsinikkiust komposiite. Praeguseks on nad enamasti tarninud oma erakordselt kergeid rattaid suure jõudlusega masinatele nagu Ford GT, Shelby GT350 ja Ferrari 488 Pista. Nüüd soovivad nad laieneda tavasõidukitele, eriti akutoitel.

Süsinikkiust komposiidid ei ole eriti uus kontseptsioon. Neid on kosmosetööstuses kasutatud palju aastaid, enne kui McLaren tõi selle kerge ja ülitugeva materjali 1981. aastal vormel-1990 sarja ning 1. aastatel legendaarses F2013-s maanteedele. 3. aastal kasutas BMW esimest korda iXNUMX-ga suhteliselt suure mahuga mudelis süsinikkomposiitstruktuuri.

Siiski võib Carbon Revolutioni ratastele keskenduv lähenemisviis osutuda nii kulutõhusamaks kui ka pakkuda suuremat tõhususeeelist kui BMW. Arvestades akude maksumust ja massi, on energiatõhususe maksimeerimine elektrisõidukite jaoks kriitilise tähtsusega, et saada võimalikult vähest akut.

Mis tahes massi vähendamine on lihtne viis tõhususe parandamiseks, vähendades lihtsalt tõukejõusüsteemi ja energiasalvesti (teise nimega aku) töökoormust. Kuid mitte kõigil massivähendustel pole sama mõju. Me teame inertsist Newtoni teisest liikumisseadusest. Väga lihtsustatud kujul tähendab see, et puhkeasendis olev objekt jääb paigale või liikuv objekt jätkab liikumist, kui ei rakendata tasakaalustamata jõudu.

Kuid inertsil on sellega seotud suunavektorid. Sõiduki kiirendamiseks on vaja jõudu selles suunas, kuhu soovite liikuda. Ratta puhul on tegelikult mitu olulist suunda, horisontaalne, vertikaalne ja pöörlemine.

Teekontuuride, näiteks konaruste või löökaukude järgimiseks tuleb ületada vertikaalne inerts. Kui rattad muutuvad suuremaks, mida nad näivad esteetilistel eesmärkidel vääramatult tegevat, muutuvad need väga raskeks ja sõidukvaliteet halveneb kiiresti, kuna ratas ei suuda teed järgimiseks piisavalt kiiresti üles- ega alla kiirendada, kandes seega need jõud edasi salongi.

Sõiduki kiirendamiseks, pidurdamiseks või juhtimiseks tuleb ületada horisontaalne inerts. See saavutatakse aga rataste pööramisega mootorist või mootoritest, nii et pöörlemisinerts tuleb ületada. Jällegi, mida suurem on ratta läbimõõt, seda suurem on pöörlemisinerts ja see osutub EV efektiivsuse suuremaks teguriks kui lihtsalt ratta mass. Kui kahel erineva suurusega rattal on sama mass, võtab see, mille kaal on keskelt kõige kaugemal, sõitmiseks rohkem energiat.

Siin võivad süsinikkiust veljed olla elektrisõidukite jaoks tohutult kasulikud tänu massi vähenemisele 40–50%, võrreldes sarnase suurusega valuvelgedega. Carbon Revolutioni tegevjuhi Jake Dingle'i sõnul võivad tüüpilise maasturi süsinikrattad säästa kuni 130 naela vertikaalselt liikuvat ja pöörlevat massi. Arvestades suurt hulka akusid, mis võivad Ford F-1,600 Lightningis kaaluda kuni 150 naela või GMC Hummeris üle 2,900 naela, on see märkimisväärne vähenemine, mis parandaks sõiduulatust.

Kuid süsinikkomposiitratastel on rohkem eeliseid. Võrreldes alumiiniumi või terasega summutavad komposiitstruktuuris olevad ristseotud kiud teelöögid, mis kanduvad otse läbi metalli. Tulemuseks on salongi kuni 5 dB vähem teemüra. Kuna elektrisõidukitel pole mootorit, mis varjab muid ümbritsevaid helisid, aitab nende helide vähendamine allikas vaikida, lisamata heli summutavat matti.

Süsinikkomposiitrattad pakuvad ka vormimisel suuremat paindlikkust, mis pole valu- või sepistatud alumiiniumi puhul võimalik. See võib võimaldada aerodünaamilisema kujuga rattaid, mis vähendavad takistust ja loomulikult parandavad tõhusust.

EV-l võib suurema läbimõõduga, kuid kitsama ratta kasutamine aidata vähendada aerodünaamilist takistust, säilitades samal ajal rehvi mõistliku kontaktpinna teel. Seda tegi BMW i3-ga. Kui need suuremad kitsamad rattad oleksid valmistatud alumiiniumi asemel süsinikkiust komposiitmaterjalist, oleks neil olnud sõiduulatusele veelgi positiivsem mõju.

Carbon Revolutioni rattad on valmistatud vaigu ülekandevormimise protsessiga, mis ei nõua kiudude käsitsi paigutamist, nagu seda tehakse suure jõudlusega sportauto konstruktsiooniga. Kuivad kiud on oluliselt odavamad kui muudes protsessides kasutatav vaiguga eelimmutatud kiud ega vaja autoklaavis kõvenemist. Ettevõte tegeleb oma toodete ja protsesside samaaegse projekteerimisega, et suurendada tootmisvõimsust ja automatiseerida paljusid samme.

Kuigi süsinikkiust ratastel on täna veel märkimisväärne hinnalisa, väheneb see mahtude kasvades. Sel aastal prognoosib ettevõte umbes 50,000 1 velje tootmist ja 2022 miljoni ühiku puhul eeldab väärtus pariteeti valuvelgedega. Carbon Revolutioni esimene linnamaasturite programm käivitub 15. aasta lõpus ja Dingle'il on järgmise kuue aasta jooksul oodata umbes XNUMX sõidukiprogrammi koos tootmise märkimisväärse laienemisega kümnendi keskpaigaks.