يمكن أن تكون عجلات ألياف الكربون التعزيز التالي لنطاق EV

قد لا تكون ثورة الكربون الأسترالية أفضل شركة تصنيع عجلات معروفة في العالم ، لكنها من بين أكثرها إثارة للاهتمام. معظم العلامات التجارية المعروفة والتي تبيع بكميات كبيرة مثل BBS و Rial و OZ تصنع عجلاتها من سبائك معدنية ، معظمها من الألمنيوم. تستخدم ثورة الكربون مركبات ألياف الكربون. حتى الآن ، قاموا في الغالب بتزويد عجلاتهم خفيفة الوزن بشكل استثنائي للآلات عالية الأداء مثل Ford GT و Shelby GT350 و Ferrari 488 Pista. الآن يتطلعون إلى التوسع في السيارات الأكثر شيوعًا ، خاصة تلك التي تعمل بالبطاريات.

مركبات ألياف الكربون ليست مفهومًا جديدًا بشكل خاص. لقد تم استخدامها في الفضاء لسنوات عديدة قبل أن تجلب ماكلارين هذه المادة خفيفة الوزن وعالية القوة إلى Formula One في عام 1981 وعلى الطرقات في التسعينيات في F1990 الأسطوري. في عام 1 ، قامت BMW لأول مرة باستخدام هيكل مركب من الكربون في طراز كبير الحجم نسبيًا لأول مرة مع i2013.

ومع ذلك ، فإن النهج الذي يتم طرحه بواسطة Carbon Revolution مع التركيز على العجلات قد يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة ويوفر ميزة كفاءة أكبر مما فعلته BMW. نظرًا لتكلفة وكتلة البطاريات ، يعد تعظيم كفاءة الطاقة أمرًا بالغ الأهمية للمركبات الكهربائية للحصول على أقصى مدى من أقل كمية من البطارية.

يعد تقليل الكتلة من أي نوع مسارًا مباشرًا لتحسين الكفاءة عن طريق تقليل عبء العمل على نظام الدفع وتخزين الطاقة (المعروف أيضًا باسم البطارية). ولكن ليس كل التخفيضات الجماعية لها نفس التأثير. نعرف عن القصور الذاتي من قانون نيوتن الثاني للحركة. في شكل مبسط للغاية ، يتعلق الأمر بجسم ما في حالة راحة يبقى في حالة سكون أو يستمر الجسم المتحرك في الحركة ما لم يتم تطبيق قوة غير متوازنة.

لكن القصور الذاتي له نواقل اتجاهية مرتبطة به. يتطلب تسريع السيارة قوة في الاتجاه الذي تريد التحرك فيه. في حالة وجود عجلة ، توجد بالفعل عدة اتجاهات مهمة ، أفقية ورأسية ودورانية.

يجب التغلب على الجمود العمودي لاتباع خطوط الطريق مثل المطبات أو الحفر. مع زيادة حجم العجلات ، وهو ما يبدو أنها تقوم به بلا هوادة للأغراض الجمالية ، فإنها تصبح ثقيلة جدًا وتتدهور جودة الركوب بسرعة لأن العجلة لا يمكنها التسارع لأعلى أو لأسفل بالسرعة الكافية لمتابعة الطريق ، وبالتالي تنقل هذه القوى إلى المقصورة.

يجب التغلب على القصور الذاتي الأفقي لتسريع السيارة أو كبحها أو توجيهها. ومع ذلك ، يتم تحقيق ذلك عن طريق قلب العجلات فعليًا من المحرك أو المحركات بحيث يجب التغلب على القصور الذاتي الدوراني. مرة أخرى ، كلما كان قطر العجلة أكبر ، زاد القصور الذاتي الدوراني ، ويتضح أن هذا عامل أكبر في كفاءة EV من مجرد كتلة العجلة. إذا كانت عجلتان بأحجام مختلفة لها نفس الكتلة ، فإن العجلة ذات الوزن الأبعد عن المركز ستستهلك قدرًا أكبر من الطاقة للقيادة.

هذا هو المكان الذي يمكن أن تكون فيه عجلات ألياف الكربون فائدة كبيرة للمركبات الكهربائية بفضل تقليل الكتلة بنسبة 40 إلى 50٪ مقارنة بالعجلات ذات الحجم المماثل. وفقًا لما قاله الرئيس التنفيذي لشركة Carbon Revolution ، جيك دينجل ، يمكن أن توفر عجلات الكربون في سيارة دفع رباعي نموذجية ما يصل إلى 130 رطلاً من الكتلة التي تتحرك عموديًا وتدور. نظرًا للجزء الأكبر من البطاريات التي يمكن أن يصل وزنها إلى 1,600 رطل في Ford F-150 Lightning أو أكثر من 2,900 رطل في GMC Hummer ، فهذا تخفيض ملحوظ من شأنه تحسين نطاق القيادة.

ولكن هناك المزيد من الفوائد للعجلات المركبة من الكربون. مقارنةً بالألمنيوم أو الفولاذ ، تعمل الألياف المتشابكة في الهيكل المركب على تثبيط تأثيرات الطريق التي تنتقل بشكل مباشر أكثر من خلال المعدن. والنتيجة هي تقليل ضوضاء الطريق التي تصل إلى 5 ديسيبل إلى المقصورة. نظرًا لأن المركبات الكهربائية لا تحتوي على محرك لإخفاء الأصوات المحيطة الأخرى ، فإن تقليل هذه الأصوات من المصدر يساعد في الحفاظ على هدوء الأشياء دون إضافة المزيد من الحصيرة المميتة للصوت.

توفر عجلات الكربون المركبة أيضًا مزيدًا من المرونة في التشكيل التي لا يمكن تحقيقها باستخدام الألمنيوم المصبوب أو المطروق. يمكن أن يتيح ذلك المزيد من العجلات ذات الشكل الديناميكي الهوائي التي تقلل السحب وتحسن الكفاءة بالطبع.

في EV ، يمكن أن يساعد استخدام قطر أكبر ولكن عجلة أضيق في تقليل السحب الديناميكي الهوائي مع الحفاظ على رقعة تلامس معقولة للإطار على الطريق. هذا ما فعلته BMW مع i3. إذا كانت تلك العجلات الأكبر والأضيق مصنوعة من ألياف الكربون المركبة بدلاً من الألومنيوم ، لكان لها تأثير إيجابي أكثر على النطاق.

يتم تصنيع عجلات Carbon Revolution من خلال عملية قولبة نقل الراتنج التي لا تتطلب رصفًا يدويًا للألياف كما هو الحال في شيء مثل هيكل سيارة رياضية عالية الأداء. تعتبر الألياف الجافة أرخص بكثير من ألياف الراتنج المشبعة مسبقًا والمستخدمة في عمليات أخرى ولا تتطلب المعالجة في الأوتوكلاف. تقوم الشركة بهندسة متزامنة لمنتجاتها وعملياتها لزيادة الطاقة الإنتاجية وأتمتة العديد من الخطوات.

بينما لا تزال عجلات ألياف الكربون تحمل علاوة سعرية كبيرة اليوم ، فإن هذا يتقلص مع ارتفاع الأحجام. هذا العام ، تتوقع الشركة إنتاج حوالي 50,000 عجلة وفي مليون وحدة تتوقع تكافؤ القيمة مع العجلات المعدنية. يتم إطلاق أول برنامج SUV لـ Carbon Revolution في نهاية عام 1 ويتوقع Dingle حوالي 2022 برنامجًا للمركبات على مدار السنوات الست المقبلة مع توسع كبير في الإنتاج بحلول منتصف العقد.