Đây là lý do tại sao xe điện cần lốp dành riêng cho xe điện(EV)

Một trong những hứa hẹn lớn nhất của xe điện là chúng mang lại sự tự do tương đối khỏi việc bảo dưỡng xe liên tục. Không còn phải thay dầu và bộ lọc, bugi đánh lửa, điều chỉnh, bẫy hạt động cơ diesel, chất lỏng xử lý sau khí thải động cơ diesel và vô số bộ phận khác cần thay thế. Thậm chí không có nhiều thứ như một chiếc kẹp giảm âm để xử lý.

Chà, một điều buồn cười đã xảy ra trên đường đến niềm hạnh phúc khi lái xe không cần xăng. Bộ phận cuối cùng kết nối chiếc xe với mặt đường vẫn là một chiếc lốp xe và nó vẫn có thể uốn cong. Nó sử dụng không khí và cần được thay thế thường xuyên. Và những yêu cầu mà động cơ đặt ra đối với lực kéo, tải trọng và tiếng ồn là khá độc đáo nếu động cơ đó quay êm. Không còn cách nào khác: xe điện (EV) yêu cầu lốp dành riêng cho EV.

Lốp xe điện khác nhau như thế nào? Chúng tôi đã nói chuyện với một số công ty sản xuất lốp xe để hiểu rõ hơn những thành phần nào được đưa vào lò nung lốp ngay từ đầu và thử nghiệm phát triển đã chứng minh điều gì trước khi lốp xe được tung ra thị trường.

Có, lốp dành cho xe động cơ đốt trong (ICE) thông thường sẽ vừa với bánh xe EV của bạn, nhưng sử dụng chúng theo cách này sẽ là một ý kiến ​​tồi. Lốp dành cho xe điện được thiết kế để chịu được trọng lượng bổ sung, tải trọng động và lực kéo của xe điện, cùng những thứ khác. Sử dụng lốp không phải EV có thể sẽ dẫn đến hao mòn nhanh hơn nhiều, các vấn đề liên quan đến nhiệt và khả năng bánh xe bị quay khi dừng, điều này, ngay cả khi có kiểm soát lực kéo, có thể hình dung là có thể gây mất ổn định hướng.

Trọng lượng và tải

Có một số khác biệt cơ bản giữa ô tô ICE và EV, ngay cả trước khi một trong hai ô tô di chuyển. Nói chung, xe điện nặng hơn một chiếc xe động cơ đốt trong (ICE) có kích thước tương tự hoặc được phân loại tương tự. Ví dụ, trọng lượng giới hạn của Mercedes-Benz EQS 450 4Matic là 5.597 lbs (2.539 kg), trong khi ICE S500 4Matic chỉ nặng 4.610 lbs (2.091 kg). Những chiếc xe này không nằm trên cùng một nền tảng, nhưng chúng có cùng loại kích thước và nằm trong cùng một phân khúc chung. EV nặng hơn gần 1.000 lbs (454 kg) do thực tế đơn giản là pin nặng rất nhiều. Vấn đề trọng lượng sẽ được cải thiện theo thời gian, nhưng trong tương lai gần, cấu trúc cơ bản của thân lốp phải đảm đương được nhiệm vụ hỗ trợ tải nặng như vậy.

Nhiều người nghĩ rằng chỉ có hợp chất cao su hoặc polymer của lốp xe mới có thể ảnh hưởng đến lực kéo và độ bám của lốp. Nhưng ngoài các hợp chất này, kiểu gai lốp, độ sâu của các khối gai lốp và thể tích khoảng trống giữa chúng góp phần tạo nên những thay đổi lớn về độ cứng tổng thể và khả năng chịu tải của lốp xe.

Về mặt tích cực đối với việc phân bổ tải trọng tĩnh, trọng lượng pin to lớn đó thường được phân bổ đều, từ trước ra sau, trong EV. Tuy nhiên, mọi lớp lót bạc đều có một đám mây. Nếu trọng lượng đó được tập trung vào một khoảng trống nhỏ hơn nhiều ở giữa xe, thì nó sẽ có lợi cho khối lượng động của xe khi phanh, vào cua và tăng tốc. Pin dài và rộng không giúp ích gì cho EV một khi nó đang di chuyển và đổi hướng nhanh chóng. Và vì ô tô là một con thú di chuyển, nên khả năng chịu tải động của lốp xe phải nhiều hơn nhiệm vụ. Điều đó có nghĩa là độ cứng của cấu trúc dưới mức 5.597 lbs của EQS đó, không chỉ khi đứng yên mà cả khi phanh, vào cua và tăng tốc.

Tiếng ồn

Không có quá trình đốt cháy, xe điện có tiếng ồn sàn thấp hơn đáng kể so với xe ICE. Và không chỉ không có động cơ đốt trong, mà còn không có hộp số, không có tiếng lạch cạch của hệ thống van, không có âm thanh từ ống xả hoặc đường ống nạp, thậm chí không có tiếng tích tắc nhẹ của kim phun nhiên liệu áp suất cao. Động cơ trong ô tô ICE giảm bớt một số tiếng ồn do lốp xe tạo ra trên đường, mang lại sự yên tĩnh rất lớn cho tất cả các bộ phận, nhưng đặc biệt là lốp xe.

Lốp xe bắt đầu tạo ra phần lớn âm thanh phát ra từ xe điện (cả bên ngoài và bên trong) khi xe chạy hết tốc độ của nhiều đường ngoại ô và tiếng ồn chỉ tăng lên trên đường cao tốc.

Rob Williams, phó chủ tịch cấp cao của Hankook Tire, nói với chúng tôi rằng với những con số rất tròn trịa, tiếng ồn của hệ thống truyền động chiếm 50% tổng số tiếng ồn nghe được từ xe ICE và tiếng ồn trên đường từ phương tiện đang di chuyển chiếm 30%. Mặt khác, Hankook nhận thấy rằng tiếng ồn động cơ điện của EV chỉ chiếm 15%, trong khi tiếng ồn trên đường là 40% và tiếng ồn của gió khi lái xe tốc độ cao tương đương với khoảng 30%. Yếu tố chính gây ra tiếng ồn của lốp xe ở tốc độ cao là kiểu gai lốp.

Ô tô chạy bằng động cơ đốt trong đã sử dụng tính năng khử tiếng ồn chủ động và thụ động trong nhiều năm, nhưng ngày nay, có nhiều phần mềm mô phỏng máy tính hơn để thiết kế các kiểu gai lốp mới và êm hơn thay vì các kiểu to hơn.

Ian Coke, giám đốc kỹ thuật của Pirelli Bắc Mỹ, nói với Ars rằng công ty đã phát triển phần mềm của riêng mình cho loại mô phỏng này. Trước khi có phần mềm mô phỏng, chúng tôi đã biết rằng bạn có thể loại bỏ rất nhiều tiếng ồn của lốp xe nếu các khối gai lốp khác nhau về chiều dài dọc (hoặc cao độ) xung quanh chu vi của lốp, sau đó xen kẽ giữa các khối lớn và nhỏ từ vai trong đến vai ngoài. Sự khác biệt ngày nay là với phần mềm để thực hiện mô phỏng và tính toán, nhiều thiết kế khác nhau hơn có thể được thử nghiệm trong một tỷ lệ rất nhỏ thời gian so với 20 năm trước.

Lực kéo khi tăng tốc

Đây là một trong những thách thức lớn nhất khi chế tạo lốp xe điện. Bởi vì hầu hết các động cơ điện cung cấp mô-men xoắn cực lớn mạnh mẽ và tức thời hơn so với hầu hết các động cơ đốt trong, nên chúng gây ra một cú sốc đáng kể cho lốp xe hơn hầu hết bất kỳ chiếc xe ICE nào có thiết kế tương tự. Chẳng hạn, hầu như không có chiếc xe đốt trong cùng khu vực thị trường nở/wagon/SUV nhỏ gọn như Tesla Model Y, có thể tạo ra khả năng tăng tốc tức thì tương tự. Điều này đặt ra yêu cầu lớn hơn nhiều đối với đường bao hiệu suất của lốp Model Y so với bất kỳ thứ gì khác trong cùng loại kích thước.

Tuy nhiên, phạm vi lái xe cũng là một cân nhắc đáng kể đối với các nhà sản xuất ô tô và công ty sản xuất lốp xe, chưa kể đến người mua. Nếu một chiếc lốp mang lại lực kéo đặc biệt về phía trước, thì tuổi thọ dài của lốp đã bị ảnh hưởng ở một mức độ nào đó với các hợp chất cao su mềm hơn, thường phải hy sinh độ bền lâu để mang lại độ bám đường đó.

Tuổi thọ lốp

Ngay cả trong khung thời gian tương đối ngắn mà xe điện đã có mặt trên thị trường, một số chủ sở hữu đã nhận thấy tuổi thọ của lốp xe của họ ngắn hơn so với tuổi thọ của xe ICE—đôi khi nghiêm trọng như vậy. Và điều đó quan trọng bởi vì khách hàng EV phải đối mặt với một hóa đơn khá lớn để thay thế lốp xe của họ, đôi khi nhiều hơn một lần. Một người bạn của tác giả này vừa thay lốp xe Tesla Model S của anh ấy sau khi mới đi được 4.000 dặm do bị mòn. Sự cân bằng giữa tuổi thọ cao và độ bám đường này thậm chí còn tinh tế hơn với lốp xe điện được trang bị cho xe điện so với lốp xe ICE.

Phạm vi lái xe

Xe điện yêu cầu lốp xe có lực cản lăn thấp hơn so với xe ICE để giúp tối đa hóa phạm vi lái xe của xe, chắc chắn là mối quan tâm lớn nhất của người mua EV. Và các nhà sản xuất xe điện muốn nắm bắt mọi khoảng cách cuối cùng có thể, điều này đặt tầm quan trọng lớn hơn nhiều vào hiệu quả năng lượng từ lốp xe. Lực cản lăn thấp không phải là mới, nhưng nó đóng một vai trò nhỏ hơn nhiều đối với hầu hết các xe ICE. Pirelli nói rằng ảnh hưởng của lốp xe đối với phạm vi hoạt động của EV là từ 20 đến 40%, trong khi đó là từ 15 đến 20% đối với xe ICE.

So với lốp do nhà máy lắp cho xe ICE, lốp EV cứng hơn. Đây là trường hợp thậm chí xuống mô hình gai lốp. Nhưng việc tìm kiếm sự cân bằng phù hợp giữa lực cản lăn thấp và độ bám đường, vốn thường được coi là loại trừ lẫn nhau, là một hành động cân bằng.

Hiệu quả khí động học cũng là một yếu tố đối với lốp xe, mặc dù nó không thường được đề cập. Khu vực phía trước của lốp xe, như được nhìn thấy bởi không khí tới, tạo ra một mức độ lực cản khí động học, mà người ta có thể coi đó chỉ là một dạng lực cản lăn khác. Lốp xe rộng hơn tạo ra nhiều lực cản hơn, đồng nghĩa với hiệu quả thấp hơn, dẫn đến tác động tiêu cực đến tổng phạm vi lái xe.

Trị giá

Một thực tế không thể chối cãi là lốp xe điện rất đắt và các vấn đề về chuỗi cung ứng toàn cầu chỉ làm vấn đề thêm trầm trọng. Mỗi vấn đề trên làm cho lốp xe điện đắt hơn lốp xe ICE.

Cuối cùng, với tất cả những điều trên, thị trường dành cho lốp dành riêng cho EV nhỏ hơn nhiều so với lốp dành cho xe ICE, vì vậy lĩnh vực này hẹp hơn và có ít sự lựa chọn hơn, khiến giá tăng cao so với lốp không dành cho EV. Tin tốt cho những người sở hữu xe điện là toàn bộ lĩnh vực này đang phát triển, điều này sẽ làm cho trí tuệ tập thể và các phương pháp hay nhất về lốp xe điện trở nên phổ biến hơn.