“废胎”的新能源汽车有望成为国产轮胎产业腾飞的最佳“助力”

闭门造车 2022-03-29

新能源汽车汽车轮胎鼓包

4506 字丨阅读本文需 11 分钟

在燃油车时代,评价一辆车好坏的重要指标之一是加速性能。特斯拉作为颠覆者,最初也是从这一点打开突破口。如今,最新款的特斯拉 Model 3 高性能全轮驱动版,百公里的加速成绩已经达到 3.3 秒,最高时速 261 公里/小时,CLTC 工况下续航里程 675 公里,售价不到 40 万。

这不仅远超同级别的燃油车,甚至可以与百万级的跑车可以媲美。据了解,超跑法拉利 488 的百公里加速成绩在 3 秒左右,但它的售价也高达 315 万元到 449 万元,远高于特斯拉高性能版的价格。

在这背后,是电动车和燃油车在动力结构上的差异。传统燃油车时代,消费者关注的更多的是“三大件”发动机、底盘、变速箱;但电动车则更看重电池、电机、电控等。在用户体验上,电动车主关注更多的是加速性能、续航里程、智能化程度和无人驾驶等。

虽然这带来了更好的加速性能和驾驶体验,但有资料显示,传统燃油车的轮胎,已经不适合电动车的特性。一般而言,燃油车轮胎使用寿命,平均在 5 年左右,而新能源车轮胎则下降到 4 年,这都是新能源车轮胎承受更多压力的后果。

轮胎,已经成为新能源车的新“战场”。

新能源车确实“废胎”

常开车的朋友,肯定都会有这样的经验,就是不同性能的汽车,最好匹配相应的轮胎。举个简单例子,主打运动性能的车,比如宝马的 M 系列,一般要配备扁平比更高的轮胎;SUV 考虑到通过性等因素,使用的轮胎会与轿车有所不同;大尺寸的车型,一般也会配备更大尺寸的轮胎。

可能很多人会有疑问,目前很多新能源汽车主要是轿车和 SUV 车型,那配备跟燃油车类似的轮胎,难道不行吗?答案是还真不行。

相比传统燃油车,新能源汽车的最大不同在于结构和驱动方式。传统汽车主要是发动机和变速箱,但新能源汽车变成了动力电池,这也导致两者在续航、重量、输出方式、噪音环境等方面有所不同。

东北证券研报表示,目前大多数燃油车的重量在 1.5 到 1.8 吨,但是同尺寸的新能源车基本在 2 吨以上。这主要是因为相比传统汽车的发动机和变速箱,新能源汽车的动力电池更重。据了解,燃油车的动力总成在 200 公斤到 300 公斤左右。其中,发动机重量在 150 公斤到 200 公斤。常见的自动挡变速箱重量,一般在 70 公斤到 90 公斤左右。

相比之下,动力电池重量则很容易超过 400 公斤。比如,一块 80kwh 的电池,三元锂电池的重量总和为 400 公斤,而磷酸铁锂电池的重量则达到 480 公斤左右。虽然新能源汽车一直在致力于轻量化,比如使用价格更高,质量更轻的全铝车身等方案,但短期内新能源汽车的重量,很难下降到同级别燃油车水平。

车身重量的增大,直接影响到轮胎的损耗和刹车距离。英国独立测试机构 Emission Analytics 的研究表明,每增加 500 公斤,轮胎的磨损率就会增加 20%。同时,随着汽车重量的增加,轮胎鼓包的频率也会提高。

其次,从最直观的体验来看,燃油车和新能源车还有一个区别,就是加速性能。电动车因为没有变速箱和换挡机构,动力传递更为直接和高效,这种特性让电动车加速性能更好。一般来说,汽车的功率=扭矩×转速。燃油发动机起步时,扭矩很低,随着转速的提升,扭矩会逐渐增大;电动车则恰好相反,起步时就是最大扭矩输出,随着转速的上升,扭矩反而会下滑。

加速性能好,虽然可以带来更强的加速和推背感,但瞬间输出的峰值扭矩,对轮胎的侧壁强度是很大的挑战。

不容忽视的是,胎噪对电动车体感噪音的影响较大。这里可能很多人会有疑问,燃油车的噪音大多是由发动机和变速箱造成的。但电动车没有这些设备,电驱动系统发出的声音要小很多,为什么噪音还会很大呢?

这主要是因为,燃油车发动机的声音,会遮盖很多不规则声音,比如胎噪、风噪、底盘悬挂声响等等。但当发动机声音不存在,此前被遮盖的声音就成为了主要声源。这些声音本身不太规则,所以新能源汽车产生的体感噪音,要比传统汽车更为敏感。在这些噪音中,又以胎噪的影响较大,这成为新能源汽车中备受关注的一个指标。

新能源汽车普及对轮胎发展提出新的要求

轮胎存在“魔鬼三角”,很难同时满足高滚阻、高耐磨性及抗湿滑性三项指标。轮胎行业 曾经存在“魔鬼三角”理论,指的是轮胎的三项指标,即滚动阻力、耐磨性和抗湿滑性。 这三项指标相对平衡,如果有一项指标发生了改变,其他两项也会随之改变。比如,如 果一款轮胎的滚动阻力小,那么,它的耐磨性就会提升,但它的抗湿滑性便会随之降低。 这样带来的结果就是车辆在行驶中燃油经济性会出色一些,但是在操控性和安全性上就 会有所降低。

应对全新需求,新能源车专用轮胎需具备更高耐压性、抓地力、低噪音表现以及耐磨性。 针对电动车用轮胎,性能需求的多样性导致了较大矛盾。设计并生产一款好的新能源汽 车轮胎,其性能需要具有非常低的滚动阻力和噪声、较佳的抓着和耐磨性能。由于以上 的许多性能之间是相互制约对立的,这就给轮胎制造企业在轮胎结构设计和原材料选择 方面提出了新的挑战和更高的要求:

(1)超低滚动阻力:新能源汽车的设计初衷就是节约能源,因此超低滚动阻力是新能 源汽车轮胎的首要要求。电池技术发展的滞后使得电动汽车的充电容量受限,单次充电 续航里程短,同时车辆电池重量的增加也会影响续航里程。为了减少电池的电力消耗, 延长续航里程,电动汽车轮胎要求具有更低的滚动阻力。

(2)高负荷:新能源汽车(尤其是纯电动汽车)都会有蓄电装置,汽车的整车质量在一 般情况下要比同尺寸的燃油汽车大,因此电动汽车对轮胎负荷能力提出了更高的要求。

(3)轻量化:由于新能源汽车增加了电池质量,这就要求新能源汽车在整车设计的时 候进行轻量化的设计。轮胎作为车辆的不可或缺的一部分,轻量化设计是必然要求,这 就需要采用高性能、轻质材料来实现,因此对轮胎新材料的应用研究提出了更高要求。

(4)高耐磨和高抓地性能:新能源汽车电动机初始扭矩大,车辆提速快,需要轮胎具 有更好的抓地性能,避免轮胎打滑,同时需要提高耐磨性能,保障行驶安全。这就要求 新能源汽车轮胎具有非常好的抓地性能和耐磨性能。由于负荷的增加,这也要求轮胎具 有非常好的耐磨性能。

(5)低噪声:新能源汽车没有发动机带来的噪声,比常规内燃机汽车更安静,轮胎噪声 的大小就会格外引人关注,新能源汽车的发展也对轮胎噪声的控制提出了更严格的要求。

由于复杂的性能要求,新能源车轮胎在橡胶配方、轮胎高宽比、轮胎体积、胎面材料、 胎面花纹等方面进行改善便可更加适应新场景的需求。

轮胎规格:一般来说,以 225mm 胎宽为分界线,在这个数字之上的是宽胎,反之 则是窄胎。目前市场上几乎所有新能源车使用的轮胎型号均与传统车轮胎规格一 致,不过也有个别车款的轮胎是“窄高胎”,如五菱宏光 MINI EV(145mm)、长 安奔奔 EV(175mm)、比亚迪秦 PLUS DM-i(215mm)等。此种规格相对传统规 格,轮胎接地面积窄,能量损失小,滚动半径大,再加上胎压高,可以相应帮助整 车提升续航里程。一般来说,中级车以下车型,如果将轮胎换成更窄的轮胎,油耗 大致可以下降 0.5L/100km。“窄高胎”在短期内对于经济型新能源车型的轮胎选用 来说是一个趋势。

轮胎胎压:新能源车型相比传统车型胎压较高(平均在 270kPa 左右,而传统车型 大多在 220kPa 左右),主要原因有两点:(1)车辆重量:由于新能源车型相比传 统车重量较重。以帝豪 GSE(新能源)和帝豪 GS(燃油)为例:帝豪 GSE 重为 1635kg;帝豪 GS 最高配车重为 1398kg,二者相差 250kg,因此如果仍然维持和 传统车相同的胎压会造成轮胎负载率过高,有一定的安全隐患。(2)提升续航里程: 较高的胎压,可以减少轮胎滚动过程中的能量损失,从而提升续航里程。“高胎压” 对于未来新能源车型设计是必然的趋势。在新能源车型开发时轮胎在满足载荷率 的基础上适当提升胎压,从而帮助提升续航里程。

轮胎花纹或结构:轮胎花纹选择建议侧重以下几方面:(1)优先选择非对称花纹, 提升抓地力的同时也能够适应新能源车起步快的特点。(2)注重静音:新能源车型 由于没有发动机噪音,车内更加安静,此时轮胎的胎噪更为明显,数据研究表明轮 胎对新能源车辆噪音贡献约 40%左右,尤其在粗糙沥青路面表现更加明显。因此 花纹静音性能尤其重要。轮胎制造需要通过 CAE 仿真、理论研究、3D 打印,实车 /试验室测试等技术和手段研发出更加静音的花纹。这也是目前技术的难点。(3) 浅沟深设计:较浅的沟深可以大幅度降低轮胎滚阻阻力系数,确保轻量化,进而提 升新能源车型的续航里程。(报告来源:未来智库)

胎面配方:根据《应对新能源汽车发展规划轮胎胎面配方应用新材料》,新能源汽 车轮胎在橡胶组分、橡胶填料、偶联剂和助剂方面可以进行配方的改变,便有望达 到滚动阻力和抓地性能的平衡。(1)橡胶组分:分子主链改性的溶聚丁苯橡胶 (HPR850 和 LRE-100)可以明显减弱复合材料中填料的 Payne 效应,改善填料在 橡胶基体中的分散,从而可以有效降低复合材料在动态形变下的生热。因此,优先 选择改性溶聚丁苯橡胶,可以达到滚动阻力和抓地性能的平衡;(2)填料:以白炭 黑为主,同时选用合适的无机填料进行并用;(3)偶联剂:可选用 NXT 来达到较 低的滚动阻力,同时平衡了加工性能;(4)助剂:一些提高抗撕裂、降低门尼黏度 的助剂可以参与橡胶交联反应,能够防止助剂逸出,提高白炭黑分散性。

智能轮胎或传感器:未来,新能源汽车整个神经体系都将实现智能化,其中也包括 轮胎。电子电气架构的进化已经为轮胎提出了增加内部传感器来的需求。为满足目 前的方向,轮胎传感器需感知路面状况,比如,根据路面的光滑程度来计算制动的 时间和力道,通过轮胎和地面接触的声音来判断轮胎是否亏气和路面情况。因此, 电动汽车轮胎不再是普通轮胎,而是智能化轮胎,特别是在高性能的电动汽车上。

新能源浪潮下 国产轮胎有望翻盘

2021 年是中国新能源汽车发展的转折之年。乘联会数据显示,2021 全年新能源乘用车批发 331.2 万辆,同比增长 181%,新能源车零售数量 298.9 万辆,同比增长 169%,新能源乘用车零售渗透率为 14.8%,较 2020 全年的 5.8% 有明显提升。

在汽车从燃油到新能源的转型过程中,所有的产业链条都要重塑,不仅会改变全球汽车品牌排名,也会改变轮胎市场的竞争格局。

东北证券研报表示,国内轮胎中高端市场中,本土企业只有 10 多家,而外资和外资控股企业已有包括米其林、普利司通和固特异等在内的 20 多家企业。从市场占比来看,外资企业占有约 70% 的轿车轮胎市场份额,本土企业仅分得约 30%,而且主要集中在替换市场,整体上呈现外资和合资企业与国内本土企业共存,市场集中度不高的多层次竞争格局。

随着新能源越来越为消费者接受,以米其林为代表的海外轮胎品牌,依然是当下汽车配套市场的主流,但国产品牌已开始占据一席之地。

国产轮胎的头部企业已经开始布局自己的新能源汽车轮胎市场,尝试从外围逐步减少与头部企业的差距。中策橡胶、玲珑轮胎在这个方面所做的努力,值得一些国产轮胎企业学习。

五菱宏光mini的热潮也让玲珑轮胎在新能源汽车轮胎原配领域向前迈了一大步,这款车进入大众的视野以后,很多人都认为是“老头车”,根本不实用。殊不知一跃成为了网红车,成为了年轻人追捧的对象。

五菱宏光MINIEV车型采用了玲珑GREEN-Max EcoTouring系列轮胎,规格型为145/70 R12,其最大的特点就是节电,属于节能型的低滚动阻力轮胎。而这场热潮所带来的流量比以往任何一次营销都要火。

当然对于新能源汽车轮胎领域的努力,中策橡胶也是其中一员。在新能源圈里引发称赞的长安C385就选择了朝阳轮胎,拥有运动性血统的长安C385当然要搭高性能的轮胎,这款车型首选的是中策橡胶旗下的朝阳SU318a。

比亚迪近日上市的海豚有三款车型,中策橡胶旗下的朝阳轮胎作为独家供货品牌,配套产品为性能优异的RP76系列,包括规格是195/60R16的RP76+,205/50R17的RP76。在朝阳1号基层上,针对新能源研发的低滚阻版和静音棉版都即将与消费者见面 !

当玲珑、赛轮逐步进入全球前十之列,再加上目前实力强劲的中策橡胶,或许就有资格说国产轮胎企业可以与米其林、普利司通掰掰手腕了!

即使经销商和轮胎店叫嚣着品牌对于他们来讲是鸡肋,但是打造品牌是国产轮胎企业目前最重要的任务之一。国产轮胎企业没有品牌,就意味着难以提高自己的价格。2015年以来,玲珑轮胎在品牌打造上可谓是费劲了心思,目前已经初有成效。

2021的品牌价值排行榜中,玲珑轮胎依旧是唯一一个上榜的国产品牌,这已经是玲珑轮胎第二年登上全球轮胎品牌排行榜的榜单。这与玲珑轮胎这几年参加各大赛事、频繁赞助,抓住一切可以刷存在感的机会有着很大的关系。

文章来源:未来智库,极客公园,轮胎商业网

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:闭门造车
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...