Ang Mga Gulong ng Carbon Fiber ay Maaaring Next Boost Para sa EV Range

Maaaring hindi ang Carbon Revolution ng Australia ang pinakamahusay na kilalang tagagawa ng gulong sa mundo, ngunit kabilang sila sa mga pinakakawili-wili. Karamihan sa mga tatak na kilala at nagbebenta sa mataas na volume tulad ng BBS, Rial at OZ ay gumagawa ng kanilang mga gulong mula sa mga metal na haluang metal, karamihan ay aluminyo. Gumagamit ang Carbon Revolution ng mga composite ng carbon fiber. Sa ngayon, kadalasang nagtustos sila ng kanilang mga magaan na gulong para sa mga makinang may mataas na performance tulad ng Ford GT, Shelby GT350 at Ferrari 488 Pista. Ngayon ay naghahanap sila upang palawakin sa higit pang mga pangunahing sasakyan, lalo na ang mga pinapagana ng mga baterya.

Ang mga composite ng carbon fiber ay hindi isang partikular na bagong konsepto. Ginamit ang mga ito sa aerospace sa loob ng maraming taon bago dinala ng McLaren ang magaan at mataas na lakas na materyal na ito sa Formula One noong 1981 at sa kalsada noong 1990s sa maalamat na F1. Noong 2013, ginamit ng BMW ang unang istraktura ng carbon composite sa medyo mataas na volume na modelo sa unang pagkakataon gamit ang i3.

Gayunpaman, ang diskarte na itinatayo ng Carbon Revolution na may pagtutok sa mga gulong ay maaaring maging parehong mas epektibo sa gastos at nag-aalok ng mas malaking kahusayan kaysa sa ginawa ng BMW. Dahil sa gastos at bigat ng mga baterya, ang pag-maximize ng kahusayan sa enerhiya ay mahalaga para sa mga EV na makuha ang pinakamaraming saklaw mula sa pinakamaliit na dami ng baterya.

Ang pagbabawas ng masa ng anumang uri ay isang tuwirang landas upang mapabuti ang kahusayan sa pamamagitan lamang ng pagbabawas ng workload sa propulsion system at imbakan ng enerhiya (aka ang baterya). Ngunit hindi lahat ng mass reduction ay may parehong epekto. Alam natin ang tungkol sa inertia mula sa ikalawang batas ng paggalaw ni Newton. Sa isang napakasimpleng anyo ito ay bumababa sa isang bagay na nakapahinga ay mananatili sa pahinga o isang bagay na gumagalaw ay patuloy na gagalaw maliban kung ang isang hindi balanseng puwersa ay inilapat.

Ngunit ang inertia ay may mga direksyong vector na nauugnay dito. Ang pagpapabilis ng sasakyan ay nangangailangan ng puwersa sa direksyon na gusto mong ilipat. Sa kaso ng isang gulong, mayroon talagang ilang mahahalagang direksyon, pahalang, patayo at pag-ikot.

Ang vertical inertia ay dapat lampasan upang masundan ang mga contour ng kalsada tulad ng mga bumps o potholes. Habang lumalaki ang mga gulong, na tila hindi maiiwasang ginagawa nila para sa mga layuning aesthetic, bumibigat ang mga ito at mabilis na bumababa ang kalidad ng pagsakay dahil ang gulong ay hindi maaaring bumilis nang mabilis pataas o pababa upang sundan ang kalsada, kaya ipinapadala ang mga puwersang iyon sa cabin.

Kailangang malampasan ang pahalang na pagkawalang-galaw upang mapabilis, mapreno o makaiwas sa sasakyan. Gayunpaman, ito ay nakakamit sa pamamagitan ng aktwal na pag-ikot ng mga gulong mula sa makina o mga motors kaya kailangang malampasan ang rotational inertia. Muli, mas malaki ang diameter ng gulong, mas malaki ang rotational inertia at ito ay lumalabas na mas malaking salik sa kahusayan ng EV kaysa sa manipis na masa ng gulong. Kung magkapareho ang bigat ng dalawang gulong na magkaiba ang laki, ang isa na may pinakamalayo na bigat mula sa gitna ay kukuha ng mas maraming enerhiya sa pagmamaneho.

Na kung saan ang mga gulong ng carbon fiber ay maaaring maging isang malaking benepisyo para sa mga EV salamat sa isang mass reduction na 40 hanggang 50% kumpara sa isang katulad na laki ng alloy wheel. Ayon sa CEO ng Carbon Revolution na si Jake Dingle, ang mga carbon wheel sa isang tipikal na SUV ay makakapagtipid ng hanggang 130 lbs ng masa na gumagalaw nang patayo at umiikot. Dahil sa karamihan ng mga baterya na maaaring tumimbang ng hanggang 1,600 lbs sa Ford F-150 Lightning o higit sa 2,900 lbs sa GMC Hummer, iyon ay isang kapansin-pansing pagbawas na magpapahusay sa driving range.

Ngunit may higit pang mga benepisyo sa carbon composite wheels. Kung ikukumpara sa aluminyo o bakal, ang mga cross-linked fibers sa pinagsama-samang istraktura ay nagpapahina sa mga epekto sa kalsada na mas direktang ipinapadala sa pamamagitan ng metal. Ang resulta ay hanggang 5 dB na mas kaunting ingay sa kalsada na pumapasok sa cabin. Dahil ang mga EV ay walang makina upang itago ang iba pang mga tunog sa paligid, ang pagbabawas ng mga tunog na iyon sa pinagmulan ay nakakatulong na panatilihing tahimik ang mga bagay nang hindi nagdaragdag ng mas maraming sound deadening matting.

Nag-aalok din ang mga carbon composite na gulong ng higit na kakayahang umangkop sa paghubog na hindi posible sa cast o forged aluminum. Maaari nitong paganahin ang mas maraming aerodynamically na hugis na gulong na nagpapababa ng drag at siyempre pagpapabuti ng kahusayan.

Sa isang EV, ang paggamit ng mas malaking diameter ngunit mas makitid na gulong ay makakatulong na mabawasan ang aerodynamic drag habang pinapanatili ang isang makatwirang contact patch para sa gulong sa kalsada. Iyan ang ginawa ng BMW sa i3. Kung ang mga malalaki at mas makitid na gulong ay gawa sa carbon fiber composite sa halip na aluminyo, magkakaroon sila ng mas positibong epekto sa saklaw.

Ang mga gulong ng Carbon Revolution ay ginawa sa pamamagitan ng proseso ng resin transfer molding na hindi nangangailangan ng manu-manong layup ng mga fibers gaya ng gagawin para sa isang bagay tulad ng istraktura ng isang high-performance na sports car. Ang mga tuyong hibla ay makabuluhang mas mura kaysa sa resin na pre-impregnated fiber na ginagamit sa iba pang mga proseso at hindi nangangailangan ng curing sa isang autoclave. Ang kumpanya ay gumagawa ng kasabay na engineering ng mga produkto at proseso nito upang mapataas ang kapasidad ng produksyon at i-automate ang marami sa mga hakbang.

Habang ang mga gulong ng carbon fiber ay nagdadala pa rin ng isang makabuluhang premium ng presyo ngayon, iyon ay lumiliit habang tumataas ang mga volume. Sa taong ito, ang kumpanya ay nag-project ng produksyon ng humigit-kumulang 50,000 gulong at sa 1 milyong mga yunit ay inaasahan ang halaga ng pagkakapantay-pantay sa mga haluang gulong. Ilulunsad ang unang SUV program ng Carbon Revolution sa pagtatapos ng 2022 at inaasahan ni Dingle ang humigit-kumulang 15 na programa ng sasakyan sa susunod na anim na taon na may makabuluhang pagpapalawak ng produksyon sa kalagitnaan ng dekada.