单层胎体耐用性不足,寿命缩短,新能源车负载成主因

新能源汽车的胎体设计困境续航优先下的结构矛盾

单层胎体耐用性不足,寿命缩短,新能源车负载成主因-有驾

近几天车质网上爆发了一系列关于新能源汽车原配轮胎的投诉,主要集中在鼓包、开裂上,并且外资大牌轮胎受影响严重。这两个问题本质上属于轮胎内部帘线断裂后不同的表现形式,即鼓包是橡胶被内压顶出而产生的现象,裂纹则是由于长期受力造成的疲劳开裂。但是这些故障不是单纯的技工问题,而是设计理念和使用环境不相适应的问题。

燃油车时代一般采用单层胎体的结构设计方式,在此基础上搭配高强度帘布和高反包结构来实现。欧洲品牌率先使用了这套设计,兼顾滚动阻力低、质量轻、成本低等优点。论文数据显示,这种结构降低了滚阻0.9N/kN左右,轻量化效果明显,并且性能也经过整车的验证。如此结构一度被看作是完美的,在燃油车时代被称为黄金标准。

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但是新能源车出现之后就打破了原有的设计前提。它们普遍重了300到500公斤,四条轮胎负载增加近三成。电机瞬间输出峰值扭矩是燃油车的几倍。在起步和减速的时候,轮胎会受到很多次的拉扯。单层胎体的优势变成了短板。中国标准化研究院做的撞击实验表明,在同样的尺寸下双层帘布结构鼓包发生的概率比单层结构低很多,只有16%左右的单层胎体会有较强的抵抗力,而双层层板结构则达84%以上。

更让人头疼的是续航需求,使轮胎设计向着更加薄、更低滚阻的方向猛冲。新电动车能耗法规要求轮胎滚阻尽可能降低,直接影响到续航里程。胎壁厚度、橡胶用量被不断压缩。一个轮胎工程师认为,降低厚度有助于提高续航里程的同时也使得胎体抗老化以及抗冲击的能力变弱了,胎壁容易受损。燃油车时代效率优化的做法,在新能源车上变成了悬崖边跳舞的状态,“剩下的余量”成了鼓包裂纹的必然原因。

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答案很明显。美国轮胎制造商协会给出多个载重指数给整车厂选择标准、加强、高承载用的范围来使用。高承载胎(HL)是为更大的扭矩车型所设计的轮胎,2021年已经有量产车采用上了它。问题就出在装配环节上。轮胎规格由整车厂决定,大多数新能源车仍然使用传统且未升级过的规格,不能满足其实际车重和动力需求的要求。也就是说轮胎厂有技术选择的空间但是被卡在了整车厂的标准里头。

由此可以发现更大的矛盾是技术更新速度与产业链协同不匹配。燃油车设计标准长期固定下来之后又出现新能源车快速成长的现象,在此期间相关的标准、配件都还存在滞后的情况。续航压力迫使厂家采取极端降低滚阻的方式来保证性能,但是这样做的结果就是牺牲了轮胎的耐用性。轮胎单层设计已经到了极限,继续减薄就变成了以牺牲安全来换取续航的过程。整车厂为了提高能源效率而投入更重电池、更贵的胎圈材料,在此过程中对加配更强胎圈的态度并不积极。

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这就属于利益博弈所造成的妥协结果了。新能源车企为了续航和成本而选择低滚阻、轻薄的轮胎,而轮胎厂给与有限的升级方案,但是大多数整车厂并没有同步升级装配标准。消费者成为最大的输家,他们要忍受鼓包开裂带来的麻烦,并且看不到轮胎设计的复杂性。我们也看到单纯批评轮胎厂或者新能源车企都是不公正的,根本的原因就是设计理念中融入了旧时代的元素。

这就使我们联想到电动车迅速推广的城市充电桩设置情况,“快建数量”多被城市追求所代替了供电安全以及便利性考虑,在此之后就出现了一些运维上的问题。类似一个系统中各个部分发展不协调,表面光鲜,但是其下面隐藏着隐患。

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要想使新能源车走远路,则谁来打破目前这道固有的模式呢?多个系统要一起更新——整车设计应该接受轮胎的实际需要,轮胎标准需要重新适应新的负荷量,法规监管要把轮胎的相关项细化下来,不能因为表面续航的提升而埋下隐患。一个行业链条的迅速升级,并不只是技术问题所造成的,还需要运营、管理等各方面配套跟进。

因此不能只看轮胎鼓包而忽视背后的结构问题。最重要的并不是轮胎可以有多薄,而在于有没有能力来适应新能源车的新负载环境的设计理念。当减薄成为续航瓶颈下的“不得已”,拿安全赌未来,就变成了一个危险的赌局。

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最后,在跟踪全球新能源汽车市场的时候发现,国外高端品牌更倾向于使用加强型胎体,性价比较低但是耐用性较好。他们把安全和续航看作是两个天平上的称量物。国内市场对于续航的要求较高,耐久标准还有待提高。技术与理念的双重升级才能满足新能源车长期发展的要求。

这次轮胎问题就是整个新能源汽车产业链管理协调缺失的体现。未来的新能源车不但要有高级电池、智能系统,而且要有一套成熟的“软硬兼施”适配体系,否则重心偏差终将显现出来。你是不是应该好好考虑这套系统协同的问题呢?

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