撰文 / 朱 琳

編輯 / 溫 莎

設(shè)計(jì) / 趙昊然
來源 / Autonews，作者：RICHARD TRUETT

即將推出的GMC悍馬電動(dòng)汽車重量超過9000磅（約4噸），可以在大約3秒內(nèi)達(dá)到60英里/時(shí)（100千米/時(shí)）。

福特野馬Mach-E GT的雙電機(jī)比柴油驅(qū)動(dòng)的F-150產(chǎn)生更大的扭矩，可以在3.5秒內(nèi)將這輛4500磅（約2噸）重的車輛加速到60英里/時(shí)。

特斯拉的Model S Plaid時(shí)速高達(dá)200英里/時(shí)（約320千米/時(shí)），并可在不到2秒的時(shí)間內(nèi)達(dá)到60英里/時(shí)。

這三種車型的扭矩通常與高輸出的柴油動(dòng)力卡車相關(guān)聯(lián)，而它們的輪胎是專門為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的。

在電動(dòng)汽車時(shí)代，汽車的任何部分都不會(huì)一成不變——包括輪胎。由于未來幾年計(jì)劃推出100多款電動(dòng)汽車，輪胎公司面臨著壓力，因?yàn)樗麄冋谂c新一代輪胎的矛盾需求進(jìn)行較量。

新輪胎要求

在電動(dòng)汽車時(shí)代，輪胎必須提供的不僅僅是在任何天氣條件下的牽引力和安全操控。為了幫助車輛有效地利用能源并提供更好的行駛體驗(yàn)，下一代輪胎必須具備以下特點(diǎn)：

• 能夠承受來自電機(jī)的瞬時(shí)巨大扭矩
• 重量輕，以提高兩次充電之間的行駛距離
• 極低的滾動(dòng)阻力設(shè)計(jì)，以節(jié)省能源
• 能夠安靜地運(yùn)行，因?yàn)闆]有傳統(tǒng)的引擎來掩蓋輪胎噪音
• 能夠包含傳感器，幫助自動(dòng)駕駛汽車對(duì)路面變化作出更快的反應(yīng)
• 價(jià)格實(shí)惠，耐用可靠

這些新輪胎需要更堅(jiān)固，以處理增加的車輛重量和由電機(jī)產(chǎn)生的更大扭矩。但輪胎必須盡可能輕，以幫助電動(dòng)汽車在充電之間行駛得更遠(yuǎn)。他們還需要提供更大的抓地力，以在車輛硬加速時(shí)保持穩(wěn)定。但胎面花紋必須更安靜，產(chǎn)生更少的摩擦或滾動(dòng)阻力。

普利司通公司的輪胎工程師正在進(jìn)行壓力測(cè)試，以減輕重量和增加強(qiáng)度 ▼

除了能夠處理更大的扭矩和更高的電力動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)載外，具有自動(dòng)駕駛功能的車輛的輪胎還將收集和傳輸信息。

“你將看到的是智能輪胎的到來。”固特異輪胎公司技術(shù)開發(fā)副總裁史蒂夫·羅威德（Steve Rohweder）說，“你可以想象一下，一個(gè)輪胎能夠感知某些信息，并將其告知汽車或通知你的應(yīng)用程序?！?/span>

“也許是一些簡(jiǎn)單的信息，比如輪胎需要充氣。但也可能是更詳細(xì)的信息，比如輪胎磨損。或者可能是關(guān)于道路的信息，以及汽車在牽引力消失或其他情況下確保安全操作所需要知道的信息。我們?cè)趥鞲衅骱蛙囕v集成方面做了很多工作。當(dāng)你開始轉(zhuǎn)向無人駕駛汽車時(shí)，車上沒有駕駛員和方向盤，這些系統(tǒng)必須處理以前人類做的事情?！绷_威德說。

今天的大部分輪胎都沒有為電動(dòng)汽車進(jìn)行優(yōu)化。電池組的重量通常超過傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)，并且全部扭矩立即到達(dá)車輪，通常遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)車輛。

此外，輪胎在所有車輛的整體改進(jìn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在汽油和柴油驅(qū)動(dòng)的車輛上，發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音通常會(huì)掩蓋輪胎和其他噪音。但在電動(dòng)汽車上，輪胎在路面上的聲音會(huì)直接傳到車內(nèi)。

早期對(duì)抗這種情況的努力有些粗糙。以特斯拉的固特異輪胎為例，它在輪胎內(nèi)部粘上了一英寸厚的泡沫，以幫助壓制那些討厭的聲音。這種方法很有效，但輪胎工程師們正在尋找這種低技術(shù)含量的解決方案。

新輪胎嘗試

固特異、庫(kù)珀輪胎、普利司通/風(fēng)馳通、米其林等公司的工程師正在設(shè)計(jì)運(yùn)行更安靜、使用新型低重量環(huán)保材料的新一代輪胎。

4月1日，法國(guó)米其林推出了Pilot Sport EV輪胎，這是一個(gè)專門為高性能電動(dòng)汽車（如特斯拉的Model S Plaid）設(shè)計(jì)的輪胎系列。他們使用的技術(shù)是從該公司裝備電動(dòng)方程式賽車的經(jīng)驗(yàn)中獲得的。

用于Tesla Model S Plaid的米其林標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車輪胎 ▼

Pilot Sport EV輪胎的胎面中心有硬化部分，以增強(qiáng)抓地力。米其林說，與普通輪胎相比，這種輪胎的滾動(dòng)阻力更低，可以延長(zhǎng)行駛里程。

日本普利司通是首批開始向汽車制造商提供輕型電動(dòng)汽車專用輪胎的輪胎公司之一。大眾ID.3是一款高爾夫大小的掀背車，2020年秋天在歐洲上市，在這款車上首次推出了普利司通Turanza Eco輪胎，采用了普利司通的Enliten技術(shù)。重量會(huì)減少約20%，即4.4磅（約2千克）。

“一旦你讓輪胎變輕，你就可以讓汽車更省電，因?yàn)闇p少了材料的用量。這是我們將繼續(xù)擴(kuò)展的東西?！逼绽就ㄌ鎿Q輪胎的總工程師戴爾·哈利格爾（Dale Harrigle）說。

普利司通和其他輪胎制造商正在使用3D打印技術(shù)來測(cè)試新的輪胎設(shè)計(jì)和胎面花紋，并制作用于測(cè)試新想法的模具。哈利格爾說，普利司通公司正在使用3D技術(shù)來測(cè)試輪胎凹槽的新設(shè)計(jì)——胎面上的凹槽有助于提高抓地力和降低噪音。

大眾的新電動(dòng)汽車使用普利司通的減噪輕型Turanza輪胎 ▼

哈利格爾解釋道，Turanza輪胎的凹槽中有降噪技術(shù)?！拜喬サ臏喜凵嫌行⊥黄?，是用來打破聲波的。我們將把這些技術(shù)應(yīng)用到純電動(dòng)汽車的輪胎設(shè)計(jì)中。”

并肩合作

雖然一些電動(dòng)汽車使用的是現(xiàn)成的橡膠，但為新一代堅(jiān)固耐用的越野車、超級(jí)高性能汽車和跨界車制造輪胎是一個(gè)挑戰(zhàn)。

例如，福特花了三年時(shí)間與倍耐力合作，為野馬Mach-E GT開發(fā)輪胎。Mach-E車輛工程負(fù)責(zé)人羅伯·伊歐利奧（Rob Iorio）說，兩家公司的工程師經(jīng)常并肩合作，駕駛測(cè)試騾車，收集和分析數(shù)據(jù)，努力創(chuàng)造出最適合福特最快電動(dòng)汽車DNA的輪胎。

伊歐利奧表示，此次合作始于福特的工程師與倍耐力的工程師會(huì)面，解釋他們對(duì)輪胎的目標(biāo)——包括濕性能、干性能、縱向和橫向性能以及磨損。

輪胎制造商正在使用3D或增材制造技術(shù)為輪胎設(shè)計(jì)新的胎面花紋 ▼

在Mach-E GT的孕育過程中，“我們獲得了倍耐力提出的意見。他們會(huì)說，這是我們的第一套輪胎，他們會(huì)分享他們的數(shù)據(jù)。”

“GT的性能是全面的。全部扭矩在不到500毫秒內(nèi)出現(xiàn)，所以它出現(xiàn)得非?？?，是一個(gè)非常高的數(shù)字。我們與倍耐力緊密合作，以確保輪胎的抓地力?？v向花紋必須調(diào)整到適合汽車的0到60加速時(shí)間?！彼f。

大型電動(dòng)卡車，如GMC悍馬和Rivian為亞馬遜提供的電動(dòng)貨車，對(duì)輪胎公司來說是更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

“由于電池組的重量增加，它們帶來了更大的挑戰(zhàn)?！惫烫禺惞镜牧_威德表示，“我們看到（汽車）制造商要求的負(fù)載指數(shù)越來越高。他們希望擁有與內(nèi)燃機(jī)汽車相同的功能?！陛喬ミ€必須具有超高的強(qiáng)度，在駛過巖石和樹樁以及開過深且呈鋸齒狀車轍時(shí)，輪胎可以保持在輪輞上。

通用汽車輪胎工程和技術(shù)負(fù)責(zé)人大衛(wèi)·考格（David Cowger）表示：“雖然電動(dòng)汽車與內(nèi)燃機(jī)汽車確實(shí)存在一些獨(dú)特的差異，特別是扭矩產(chǎn)生的方式和輪胎承受的壓力，但我們的任何一款汽車的輪胎開發(fā)和測(cè)試都非常相似?！?/span>

“在開發(fā)過程中，我們與輪胎供應(yīng)商密切合作，以實(shí)現(xiàn)各種性能指標(biāo)，以及車輛本身的指標(biāo)。正如你可能已經(jīng)注意到的，我們的GMC悍馬電動(dòng)車采用了八輻輪模式，你也會(huì)在我們的HD卡車上看到這種模式，它會(huì)產(chǎn)生很大的扭矩。”他說。

橡膠之外

1888年，蘇格蘭獸醫(yī)約翰·博伊德·鄧洛普（John Boyd Dunlop）提出了充氣輪胎的概念，此后幾乎所有輪胎的主要原料都是橡膠。

未來可能不會(huì)是這樣的情況。值得關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)是米其林的Tweel——一種無氣子午線輪胎和車輪的組合。它現(xiàn)在正在為輕型拖拉機(jī)、草坪設(shè)備和越野休閑車生產(chǎn)這種輪胎。

樹脂輻條與米其林所謂的剪切梁組件相匹配，基本上是一個(gè)機(jī)械彈簧。一體化的Tweel用螺栓連接到車軸上。

法國(guó)米其林正在生產(chǎn)一種集成無氣輪胎和車輪的Tweel，它有一天可能會(huì)取代傳統(tǒng)的橡膠輪胎 ▼

兩年前，通用汽車和米其林開始合作開發(fā)一款名為Uptis的Tweel輪胎，有望在2024年投入使用。

其他公司也在考慮用塑料來取代橡膠。

固特異的羅威德說：“我認(rèn)為，你將看到越來越多我們稱之為非氣動(dòng)的東西，它們更多地是由塑料結(jié)構(gòu)制成，并有一個(gè)胎面?！?/span>

他說，“在能夠承載載荷、實(shí)現(xiàn)速度和產(chǎn)生動(dòng)力方面，這些技術(shù)仍在不斷發(fā)展，但其目的是創(chuàng)造一種承載載荷并將動(dòng)力傳遞給車輛的新方法。”

無氣輪胎還有很長(zhǎng)的路要走。

“如果不使用氣動(dòng)系統(tǒng)，會(huì)有一些重量上的損失，而且還需要在性能上進(jìn)行權(quán)衡。雖然不太一樣，但這種技術(shù)正在到來。”羅威德說，“它能進(jìn)化成一個(gè)比我們現(xiàn)在所擁有的更好的輪子嗎？可能在未來，是的。”