電動汽車輪胎配件技術的創新研究

郭杏莉

摘要：為了能夠促進電動汽車更好的發展，本文對電動汽車輪胎配件技術創新進行研究。首先闡述了電動汽車輪胎配件技術創新的必要性，然后提出了注重電動汽車輪胎的安全性能、降低輪胎的滾動阻力、提升輪胎里程數、利用科學技術創新輪胎新產品、推出第二代電動汽車輪胎等創新策略，希望可以提供給相關人員一些參考。

關鍵詞：電動汽車;輪胎配件;技術創新

中圖分類號：U469.72? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0212-02

0? 引言

內燃機汽車發展，是現代科技重點成就，使得人們日常生活中交通需求、運輸需求得到滿足。但是，隨著汽車工業的快速發展，化石能源大量消耗，且引起了嚴重的環境問題。最近幾年，隨著節能減排的提出，電動汽車得到了廣泛的普及，根據相關調查顯示，2020年全球電動乘用車年銷量已經超出了300萬輛，且在車企與政府設定的目標中可以發現，在未來一段時間內電動汽車銷量還會不斷上漲。隨著電動汽車銷量的不斷上漲，對于汽車配件，特別是電動汽車輪胎配件技術的要求也逐漸提升。因此，在實際工作中，相關人員需要注重對電動汽車輪胎配件技術創新的研究，打破技術壁壘，基于現代化技術創新，促進電動汽車快速發展。

1? 電動汽車輪胎配件技術創新的必要性

在電動汽車發展中，新型電動機逐漸被引入，電動汽車轉向、制動、驅動、噪聲等也隨之發生改變。除了電動汽車關鍵部位，如電池組、高效率馬達、尖端的熱管理系統等，電動汽車輪胎也成為了非常重要的組成部分。汽車動力系統電器化給輪胎行業帶來了新的挑戰和契機，要求配套的輪胎具有低噪聲、低滾動阻力等特點，且還需要積極響應提供驅動力的電動機輸出的瞬時扭矩。

針對電動汽車來講，現階段存在以下兩點問題：其一是為車輛提供動力的蓄電池質量大、單次充電續航里程短。因此，電動汽車輪胎需要對滾動阻力進行降低，且在結構方面應利用高強度的材料，進而配合車輛對上述問題進行解決。此外，電動汽車沒有發動機噪聲，和常規汽車相比更加安靜，使得輪胎噪聲、風噪受到了額外關注，因此對于輪胎與路面噪聲要求相對較高。在操控性能方面，因為動力傳遞系統存在一些差異，電動汽車瞬時扭矩輸出相對較大，對于輪胎抓地性能要求相對較高。

在使用環境層面，電動汽車大多是在城市地面使用，行駛路面相對較好，所以電動汽車輪胎性能和普通輪胎性能相比，具有一些特殊要求。例如，普通轎車更加適合在高速公路上進行行駛，在城區使用的輪胎常常是處于低速行駛或者是中速行駛狀態，針對于輪胎的干路面側滑阻力、濕路面側滑阻力與轉向剛度要求相對較低，對輪胎滾動阻力、噪聲水平要求相對較高。

針對輪胎設計來講，利用一些措施，可以對輪胎與路面的噪聲以及滾動阻力進行降低。例如，對輪胎胎面花紋塊的厚度進行減小，更多的利用淺的周向花紋溝、較窄的橫向花紋溝槽，對胎側與帶束層厚度進行減少，且利用具有較好性能的橡膠配方，可以有效提升輪胎柔韌性，實現對輪胎斷面高寬比的減小。但是，一般情況下，這些設計會使輪胎的抓地性能、操控性能、耐磨性能等低于普通標準輪胎。

從中可以看出，完美的電動汽車輪胎，需要具有良好的抓地性能，更好的對電動馬達輸出的瞬間扭矩進行處理，保證駕駛安全性。但是，與此同時常常會使輪胎滾動阻力增加，也會導致電動汽車單次充電續航里程縮短，這和電動汽車開發環保要求存在一些差異。因此，電動汽車輪胎配件技術的創新是非常必要的。

2? 電動汽車輪胎配件技術的創新策略

最近幾年，電動汽車市場銷量不斷增加，隨之對于輪胎配件技術的要求也不斷提高，下文以電動汽車專用輪胎為例，對技術創新進行深入研究。

2.1 注重電動汽車輪胎的安全性能

電動汽車、混合動力汽車和具有內燃機的汽車相比，電池組大多較重。較重的汽車想要停止，需要的時間相對較長。從中可以看出，在電動汽車配件中，高品質的輪胎是非常重要的，特別是在苛刻環境下，如濕滑路面，因此電動汽車輪胎的側壁，可以利用更加堅硬的材料，這樣才可以對更大重量進行支撐[3]。

2.2 降低輪胎的滾動阻力

在電動汽車輪胎配方中，可以把白炭黑添加到橡膠中，進而對輪胎滾動阻力進行降低的同時，保證輪胎抗濕化性能。針對輪胎骨架材料，在帶束層可以挑選具有較高強度的鋼絲，在胎體層可以挑選新型高性能顯微材料，進而實現對輪胎滾動阻力的降低，并且還可以實現節能減排。在輪胎結構中，為了防止從胎面到胎圈間變形，在變形時可以保證帶束層寬度超出行駛面寬度，進而被有效控制。并且，還可以對輪胎斷面寬度進行增加，對三角膠高度進行降低，減小胎面部位變形，進而對滾動阻力進行降低。

此外，在胎面花紋設計工作中，需要保證輪胎高附著性與耐磨性的基礎上，設計新的胎面花紋，對輪胎滾動阻力進行降低[4]。例如，XZA輪胎，如圖1，是米其林公司推出的一款前軸用輪胎，輪胎花紋是縱向花紋溝，通過輪胎性能函數計算，對溝深進行確定，花紋變形較小，滾動損失也較小，節能效果不錯。把白炭黑和聚合物進行科學結合，利用優質的骨架材料、合適的花紋形狀、完善的輪廓設計等，可以對輪胎滾動阻力進行降低。

2.3 提升輪胎里程數

電動汽車輪胎接地面應該更加柔軟，因為化合物材料更加柔軟，產生的摩擦力也會更大，進而促使電動汽車的加速度更大，匹配電動機高扭矩特性，充分發揮出最高性能。并且，由于電動汽車輪胎磨損速度和燃油車輪胎磨損速度相比要快百分之三十，因此接地面更加柔軟可以使輪胎使用時間延長。且更加柔軟的接地面配以堅硬的側壁，可以使電動汽車續航里程得到擴大，能夠擴大大約百分之五至百分之十。國外為了能夠實現汽車性能和輪胎的更好匹配，在設計汽車時，生產輪胎的廠商和生產汽車的廠商會共同進行交流和研究，生產汽車的廠商會把和汽車匹配的輪胎動態力學性能要求，向生產輪胎的廠商提出。針對生產輪胎的廠商，在對滿足汽車性能要求的輪胎進行設計和生產時，還需要對輪胎動態力學模型進行研發，以便于生產汽車的廠商可以做好懸架系統設計與整車性能模擬仿真計算工作。現如今，我國輪胎基本上都是選配，并沒有結合車型設計，所以對整車性能的發揮會造成較大影響。因此，在未來工作中，可以嘗試著借鑒國外的模式，結合車型進行輪胎設計，保證電動汽車整車性能，促使各項性能達到最優，如經濟性、平順性、平穩操控、動力性、振動噪聲等。此外，還需要注重系統設計分析與開發制造電動汽車專用輪胎，例如，倍耐力推出了電動汽車專用輪胎，在輪胎中有Elect標記，這些輪胎是為電動汽車量身打造的，阻力低、重量輕、強度高、噪音小，可以有效提升電動汽車的動力與續航能力。

2.4 利用科學技術創新輪胎新產品

固特異是基于電動技術，屬于電動汽車原型胎。根據測試發現，在電動汽車行駛過程中會產生強大、迅疾的扭矩，而電池組使車重加重，因此配備的傳統輪胎磨損速度會加快。因此，電動汽車除了需要輪胎具有較高的耐用性，還需要解決電動汽車滾動阻力大的問題;并且很多國家與地區充電設施配備還不夠完善，所以消費者對于電動汽的續航里程要求也相對加高。為了應對這些問題，可以利用以下技術，對電動汽車輪胎進行創新。第一，對輪胎胎面進行創新性設計[5]。在設計輪胎胎面時，可以利用系橫向花紋槽，這和傳統的溝槽相比，橡膠和路面的接觸面積更大，即便是濕滑路面，也會表現出較高的性能，且還可以有效解決高強度扭矩問題。并且，該種設計可以降低噪音輻射傳播，減少車內外的噪音。第二，高負載構造。通過優化胎里溝槽，可以保證胎面花紋高性能，還可以使電池帶來的額外車身重量得到有效支撐。第三，對車輛續航里程進行延長。優化胎面化合物材質屬性，可以降低輪胎滾動阻力，進而解決高強度扭矩問題的同時，可以對車輛續航里程進行延長。并且，特別設計的輪胎，其內壁可以減少空氣阻力，降低輪胎轉動質量，最終降低能耗。

2.5 推出第二代電動汽車輪胎

最近幾年，我國電動汽車市場需求不斷上漲，且人們也越來越關注高科技汽車零配件的研發工作。韓泰輪胎，推出了第二代電動汽車輪胎，不僅操控性較好，還具備較強的處理噪音、降低噪音能力，如圖2。第二代電動汽車輪胎，其是為了滿足輪胎的嚴苛要求而設計的，具有先進的降噪技術、優化的花紋塊間隙，可以把輪胎花紋塊震動頻率進行降低，進而降低噪音。并且，該輪胎利用芳綸混合型材料，對輪胎帶束層進行加固，有效提升了輪胎的負重能力;在高速行駛、轉向時，可以有效控制花紋塊移動幅度，有效減少胎面變形，保證輪胎的抓地力、操控性能，提升汽車行駛穩定性。此外，該輪胎利用水松化合物、環保型植物油、針葉樹脂等新興混合材料，具有良好的濕地性能表現，很少出現輪胎打滑情況。

3? 結束語

總而言之，在新時代背景下，電動汽車輪胎配件技術創新是非常重要的，不僅影響著電動汽車的運行，還影響著電動汽車的發展。目前，由于受到多種因素影響，電動汽車輪胎配件技術創新還存在一些問題，嚴重影響到了電動汽車的發展。因此，在實際工作中，相關人員需要意識到電動汽車輪胎配件技術創新的重要性，并結合實際情況，通過科學合理的手段，以現代化技術為基礎，積極主動創新輪胎配件技術，進而供給消費者更加安全、高質量的電動汽車，進一步促進電動汽車發展。

參考文獻：

[1]朱波，王海森，鄭敏毅，等.電動汽車專用輪胎發展趨勢[J].汽車工程師，2018（006）：55-58.

[2]肖福文.低滾阻輪胎對電動客車續駛里程的影響研究[J].機電技術，2018（02）：88-91.

[3]陳楠枰.電動汽車 安全保障和創新引領——僅靠政策驅動市場將不可持續[J].交通建設與管理，2016（16）：20-25.

[4]固特異展示全新輪胎技術，助力提高電動汽車性能[J].橡塑技術與裝備，2018，44（07）：56.

[5]豐田研發非充氣式輪胎打造輕量化電動汽車[J].橡塑技術與裝備，2017，43（23）：32.