传统的轮胎设计需要改变以适应电动传动系统的影响。增加的车辆重量和更高的双向扭矩负载将迫使轮胎制造商重新考虑轮胎的设计和构造,重点是降低滚动阻力。 - 照片:吉姆公园

传统的轮胎设计需要改变以适应电动传动系统的影响。增加的车辆重量和更高的双向扭矩负载将迫使轮胎制造商重新考虑轮胎的设计和构造,重点是降低滚动阻力。

照片:吉姆公园

电动传动系统的运行特性,加上沉重的电池负载,将改变电动卡车轮胎的制造方式。除了提供良好的牵引力、低滚动阻力和较长的拆卸里程外,电池电动卡车的驱动轮胎还需要承受更高的扭矩载荷,而转向轮胎将比传统轮胎承受更高的垂直载荷。

这些操作因素不仅适用于重型 8 类卡车,也适用于轻型 5 类和 6 类运输车辆。车辆的皮重会增加,可能会略微影响有效载荷。它还将收紧某些轮胎的承载能力,尤其是转向轮胎(参见 侧边栏 在故事的结尾)。

驱动轮胎上的扭矩负载会增加,这不仅是因为与内燃机相比电动机的输出更高,还因为再生制动会在相反方向上向轮胎施加扭力。这将影响轮胎胎面磨损以及侧壁。并且在频繁走走停停的应用中更需要考虑——许多人认为本地交付操作的确切类型是电动汽车的最佳应用之一。

“驱动桥上的更高扭矩将导致更高的磨损率,”大陆集团产品开发主管 Hinnerk Kaiser 说。 “此外,较高的制动扭矩份额会增加不规则磨损现象的风险——脚跟和脚趾磨损。无论如何,这两个标准都是驱动轮胎开发的关键性能因素,但我们必须更加关注电动卡车。这可以导致适应的花纹和轮廓布局,例如凹槽设计、空隙分布、胎面花纹深度等。”

我们可能还必须重新考虑驱动轮胎的方向性。除了在后勤上很烦人(在安装过程中让正确的轮胎朝正确的方向行驶)之外,这种轮胎被设计为仅处理来自一个方向的扭矩。

“当他们设计定向轮胎时,他们不会考虑制动扭矩,”固特异商业技术总监 Mahesh Kavaturu 说。 “这不是一个恒定的特性,但再生制动会产生更持久的制动扭矩。”

减少磨损,提高性能

虽然卡车制造商和传动系统工程师会想出管理或减轻启动扭矩的方法,但由于不断再生制动而产生的额外制动扭矩将为轮胎提供额外的能量,表现为胎面磨损。

“这就是我们真正必须创新的地方,”固特异的 Kavaturu 说。 “我们专注于为我们的轮胎带来新的增强材料,如二氧化硅 [和] 炭黑,以及新的钢筋增强材料,以确保面对所有这些额外的需求,我们可以将胎面磨损保持到 ICE 所经历的程度车辆。”

虽然在开发阶段使用电动汽车的车队可能会容忍较短的胎面寿命或较高程度的不规则磨损,但他们预计这些问题将在短期内得到解决。但车队和卡车制造商也将寻求更低的滚动阻力以延长电池寿命。

米其林现场工程师 Mike Steiner 解释说:“虽然滚动阻力是柴油动力车辆燃油效率的一个因素,但对于电动卡车,它与车辆在需要充电之前可以行驶的里程有关。” “为了满足运营电动卡车的车队的续航需求,滚动阻力可能具有更高的重要性。”

大陆集团在 2018 年法兰克福车展上展示了这款手工制作的电动卡车原型轮胎。 根据“高而窄”的概念,在可行的情况下,大直径轮胎有助于降低滚动阻力。 - 照片:大陆

大陆集团在 2018 年法兰克福车展上展示了这款手工制作的电动卡车原型轮胎。 根据“高而窄”的概念,在可行的情况下,大直径轮胎有助于降低滚动阻力。

照片:大陆

对更低滚动阻力的追求可能会将我们带入前所未有的领域。在欧洲研发机构的测试中,大陆集团一直在试验“高而窄”的轮胎以降低滚动阻力。手工制作的原型 205/65R22 轮胎已被证明可以成功地提高滚动阻力,但我们不太可能在北美采用这种尺寸。

“该特定尺寸是根据 [欧洲卡车制造商] MAN 对其概念电动汽车的偏好选择的,”大陆集团发言人告诉 HDT。 “到目前为止,原始设备制造商还没有表示这种轮胎尺寸将用于批量生产的车辆。但是,我们确实预计高而窄的轮胎将在电动卡车上变得更加流行。大直径轮胎可以帮助降低滚动阻力,仅考虑其尺寸,就可以放大胎面复合和其他举措的效果。”

重新定位和翻新

虽然我们仍处于电动卡车轮胎开发的早期阶段,但没有必要开始担心将这些轮胎重新定位到拖车位置,甚至是可翻新性。它们显然都是设计考虑因素。固特异的 Kavaturu 表示,保持传统的轮胎尺寸至关重要。

也就是说,如果如固特异所建议的那样,转向轮胎从 11 英寸胎面宽度迁移到 12 或 12.5 英寸,则会出现混合问题,这可能会限制重新定位并最终限制翻新此类轮胎的价值。高而窄的轮胎也是如此,如果它们能在这里投入使用的话。

今天,我们享有全位置互换性,任何轮胎都可以重新调整用途、重新定位和翻新。如果我们最终得到短而粗的转向轮胎和高而窄的驱动轮胎,人们会想知道拖车轮胎的传统原料会变成什么样。但现在担心这一点可能还为时过早。

支撑更重的转向轮胎负载

我们知道电池会增加卡车的皮重。尚不确定的是,该重量将如何分配。从负载和充气的角度来看,驱动轮胎有很多净空,但转向轮胎几乎没有。

充气至 100 psi,最常见的 8 类卡车驱动轮胎可承受约 5,600 磅的负载。鉴于合法装载的驱动轮胎最大重量为 4,250 磅,重量不是问题。

但是现在许多卡车都在运行 13,200 到 14,000 磅的转向轴,负载范围 H 轮胎充气至 120 psi - 而且它们已达到极限。因此,如果卡车制造商将大部分电池负载放在首位,轮胎制造商可能不得不加大转向轮胎的尺寸以处理额外的负载。

这可能意味着从 22.5 英寸轮胎转换为 24 英寸轮胎或将胎面宽度从目前的 11 或 11.5 英寸(275-295 毫米)增加到 12 或 12.5 英寸(300-315 毫米)。在任何一种情况下,较大的外壳都可以容纳更多的空气,这实际上是支撑负载的原因。

然而,车队和卡车制造商可能不愿意接受轮胎尺寸的根本变化。 24 英寸车轮将是非标准尺寸,这会造成库存问题。使用更高的轮胎可能会破坏精心设计的引擎盖和悬架的轮胎间隙规格。

一个可能的选择是更宽的轮胎。

“加大轮胎宽度可为您提供额外的承载能力,同时将轮辋直径保持在 22.5 英寸,”固特异商业技术总监 Ma-hesh Kavaturu 说。 “这就是公交巴士已经发生的事情。他们的轮胎从 305 到 315 毫米。而且我们还在加强结构以承受超出今天 315 的额外负载。”

大多数大客车和包车现在使用 315 毫米转向轮胎,压力约为 130 磅/平方英寸。这可能是我们在不久的将来在 8 类 BEV 上看到的。

固特异预计轻型车辆的转向轮胎也会出现类似的趋势,5 级和 6 级货车。 Kavaturu 说,底盘包装正在不断发展。

“在某些情况下,电池放在前面,这会给转向轮胎带来更多负载。因此,在加大尺寸方面,我们可能会看到轮胎从 16 英寸和 17.5 英寸发展到 19 英寸。这将取决于原始设备制造商。”

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