Roda Gentian Karbon Boleh Jadi Rangsangan Seterusnya Untuk Julat EV

Revolusi Karbon Australia mungkin bukan pengeluar roda yang paling terkenal di dunia, tetapi ia adalah antara yang paling menarik. Kebanyakan jenama yang terkenal dan menjual dalam jumlah yang tinggi seperti BBS, Rial dan OZ membuat roda mereka daripada aloi logam, kebanyakannya aluminium. Revolusi Karbon menggunakan komposit gentian karbon. Sehingga kini, mereka kebanyakannya telah membekalkan roda mereka yang sangat ringan untuk mesin berprestasi tinggi seperti Ford GT, Shelby GT350 dan Ferrari 488 Pista. Kini mereka sedang mencari untuk mengembangkan kepada lebih banyak kenderaan arus perdana, terutamanya yang dikuasakan oleh bateri.

Komposit gentian karbon bukanlah konsep yang baru. Mereka telah digunakan dalam aeroangkasa selama bertahun-tahun sebelum McLaren membawa bahan ringan dan berkekuatan tinggi ini ke Formula Satu pada tahun 1981 dan ke jalan raya pada tahun 1990-an dalam F1 legenda. Pada 2013, BMW membuat penggunaan pertama struktur komposit karbon dalam model volum yang agak tinggi buat kali pertama dengan i3.

Walau bagaimanapun, pendekatan yang dilontarkan oleh Carbon Revolution dengan fokus pada roda mungkin menjadi lebih kos efektif dan menawarkan kelebihan kecekapan yang lebih besar daripada apa yang dilakukan oleh BMW. Memandangkan kos dan jisim bateri, memaksimumkan kecekapan tenaga adalah penting untuk EV mendapatkan julat paling banyak daripada jumlah bateri yang paling sedikit.

Mengurangkan jisim dalam apa jua bentuk ialah jalan yang mudah untuk meningkatkan kecekapan dengan hanya mengurangkan beban kerja pada sistem pendorong dan storan tenaga (aka bateri). Tetapi tidak semua pengurangan jisim mempunyai kesan yang sama. Kita tahu tentang inersia daripada hukum kedua Newton tentang gerakan. Dalam bentuk yang sangat mudah, ia datang kepada objek yang diam akan kekal dalam keadaan diam atau objek yang bergerak akan terus bergerak melainkan jika daya tidak seimbang dikenakan.

Tetapi inersia mempunyai vektor arah yang berkaitan dengannya. Mempercepatkan kenderaan memerlukan daya ke arah yang anda mahu bergerak. Dalam kes roda, sebenarnya terdapat beberapa arah penting, mendatar, menegak dan putaran.

Inersia menegak mesti diatasi untuk mengikut kontur jalan seperti bonggol atau jalan berlubang. Apabila roda semakin besar, yang kelihatannya tidak dapat dielakkan untuk tujuan estetik, ia menjadi sangat berat dan kualiti tunggangan merosot dengan cepat kerana roda tidak boleh memecut ke atas atau ke bawah dengan cukup pantas untuk mengikut jalan, lantas menghantar daya tersebut ke dalam kabin.

Inersia mendatar perlu diatasi untuk memecut, membrek atau mengemudi kenderaan. Walau bagaimanapun, itu dicapai dengan benar-benar memutar roda dari enjin atau motor supaya inersia putaran perlu diatasi. Sekali lagi, lebih besar diameter roda, lebih besar inersia putaran dan ini ternyata menjadi faktor yang lebih besar dalam kecekapan EV daripada sekadar jisim roda. Jika dua roda berbeza saiz mempunyai jisim yang sama, roda yang mempunyai berat paling jauh dari tengah akan mengambil lebih banyak tenaga untuk dipandu.

Di situlah roda gentian karbon boleh memberi manfaat besar untuk EV berkat pengurangan jisim 40 hingga 50% berbanding roda aloi bersaiz serupa. Menurut Ketua Pegawai Eksekutif Carbon Revolution Jake Dingle, roda karbon pada SUV biasa boleh menjimatkan sehingga 130 paun jisim yang bergerak secara menegak dan berputar. Memandangkan sebahagian besar bateri yang boleh menimbang sehingga 1,600 paun dalam Ford F-150 Lightning atau lebih daripada 2,900 paun dalam GMC Hummer, itu adalah pengurangan ketara yang akan meningkatkan jarak pemanduan.

Tetapi terdapat lebih banyak faedah kepada roda komposit karbon. Berbanding dengan aluminium atau keluli, gentian bersilang dalam struktur komposit melembapkan kesan jalan yang dihantar secara langsung melalui logam. Hasilnya ialah sehingga 5 dB kurang hingar jalan yang masuk ke dalam kabin. Memandangkan EV tidak mempunyai enjin untuk menutup bunyi ambien yang lain, mengurangkan bunyi tersebut pada sumber membantu menyenyapkan keadaan tanpa menambahkan lagi tikar mematikan bunyi.

Roda komposit karbon juga menawarkan lebih fleksibiliti dalam membentuk yang tidak boleh dilakukan dengan aluminium tuang atau palsu. Ini boleh membolehkan lebih banyak roda berbentuk aerodinamik yang mengurangkan seretan dan sudah tentu meningkatkan kecekapan.

Pada EV, menggunakan diameter yang lebih besar tetapi roda yang lebih sempit boleh membantu mengurangkan seretan aerodinamik sambil mengekalkan tampung sentuhan yang munasabah untuk tayar di atas jalan. Itulah yang dilakukan oleh BMW dengan i3. Jika roda yang lebih besar dan lebih sempit itu diperbuat daripada komposit gentian karbon dan bukannya aluminium, ia akan memberi kesan yang lebih positif pada julat.

Roda Carbon Revolution dihasilkan melalui proses pengacuan pemindahan resin yang tidak memerlukan susun atur gentian secara manual seperti yang akan dilakukan untuk sesuatu seperti struktur kereta sport berprestasi tinggi. Gentian kering adalah jauh lebih murah daripada gentian pra-impregnat resin yang digunakan dalam proses lain dan tidak memerlukan pengawetan dalam autoklaf. Syarikat sedang melakukan kejuruteraan serentak produk dan prosesnya untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran dan mengautomasikan banyak langkah.

Walaupun roda gentian karbon masih membawa premium harga yang ketara hari ini, itu mengecut apabila jumlahnya meningkat. Tahun ini, syarikat itu mengunjurkan pengeluaran kira-kira 50,000 roda dan pada 1 juta unit menjangkakan pariti nilai dengan roda aloi. Program SUV pertama Carbon Revolution akan dilancarkan menjelang penghujung tahun 2022 dan Dingle menjangkakan kira-kira 15 program kenderaan dalam tempoh enam tahun akan datang dengan pengembangan pengeluaran yang ketara menjelang pertengahan dekad.