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轮胎,电动车下一个「颠覆」目标

时间:2022-09-30 02:09:06 | 浏览:5493

作者 | 周永亮编辑 | 靖宇在燃油车时代,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

作者 | 周永亮
编辑 | 靖宇

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」。

01 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。

Lucid Air 采用了倍耐力专门为其打造的轮胎|倍耐力

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。

02 谁用上了专用轮胎?

基于新能源汽车的上述特性,传统燃油车的轮胎已经不能满足需求,新能源车对轮胎提出新要求——低滚阻、低噪音、高耐磨及抓地力强。这些都对轮胎企业在轮胎结构设计和原材料选择方面,提出了新的挑战。


之所以研发难度高,是因为它涉及到轮胎设计的「魔鬼三角」。所谓「魔鬼三角」,指的是轮胎的三个性能:耐磨性、抗湿滑性、滚动阻力。这三项性能不可能同时得到改善,要提升其中一项,必须要以牺牲其他一种或两种性能作为代价。

为了解决这些难题,目前的设计思路,主要是在结构设计和原材料选择上做文章,改善橡胶配方、轮胎高宽比、轮胎体积、胎面材料、 胎面花纹等,以适应新场景的需求。

山东丰源轮胎制造股份有限公司在论文《应对新能源汽车发展规划轮胎胎面配方应用新材料》中表示,要满足新能源汽车的性能要求,在橡胶组分方面,要优先选择改性溶聚丁苯橡胶,这样可以达到滚动阻力和抓地性能的平衡;填料方面,还是以白炭黑为主,同时选用合适的无机填料进行并用 ;偶联剂方面,可以选用 NXT 来达到较低的滚动阻力,同时平衡了加工性能 ;另外一些提高抗撕裂、降低门尼黏度的助剂,也是在配方设计时需要考虑的材料。

此外,新型轮胎复合技术,如二氧化硅基化合物和替代油,具有更好的滚阻特性,可增加抓地力,且不影响乘坐感受。

与此同时,受到新能源政策和巨大潜在需求的双重刺激,国内外的轮胎企业开始积极布局。

「特斯拉杀手」Rivian 采用了倍耐力的「蝎子」轮胎|倍耐力

目前,米其林的新能源车型专属产品,已经细分为主打安静、舒适的 EV 版,和对应高性能操控的竞驰 EV/PILOT SPORT EV;倍耐力与 Lucid Motors 也联合推出了新能源车型专用轮胎,相比之前同类型轮胎,能够额外承受 6% 到 9% 的重量;普利司通在推出新能源专用轮胎泰然者®T005 EV 外,还计划到 2030 年全球销量的 90% 将专供纯电动车。

相比之下,国内轮胎厂商则在时间上,较早地实现了与整车企业的配套。据了解,玲珑轮胎在 2018 年推出首款新能源车专用胎 EV100,现在已经为五菱宏光 MINI,比亚迪秦 PLUS、宋 Pro,以及一汽红旗 E-HS3 等车型配套;赛轮「液体黄金」轮胎也已经与奇瑞、北汽、长安、哪吒、比亚迪等部分车型展开合作。

虽然很多轮胎厂商已经进行了布局,但真正使用专用轮胎的新能源车型,仍然占比不多。据不完全统计,目前配套专用轮胎的车型,包括特斯拉 Model 3 高性能版、Model Y 长续航版和高性能版,蔚来 EC6 和 ES6,大众 ID.4 和 ID.6、五菱宏光 MINI EV 等。

除了之外,虽然很多车型并没有使用新能源的专用轮胎,它们也选择了比同级别燃油车更好的轮胎,比如米其林的 PS4、马牌的 UC6、MC6 等型号,它们都是各轮胎品牌中较高端的型号。

03 新能源驱动轮胎更新换代

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。

米其林Pilot Sport EV轮胎,采用了ElectricGrip Compound复合材质技术,胎面中央采用硬质化合物|米其林

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。

长江证券研报表示,总结来看,海外龙头在高端电车配套及单胎尺寸方面具备较大优势,而国内轮胎品牌在走量车型的配套方面已占据先机。尽管马牌、韩泰、米其林正新在高端新能源汽车的配套上,取得了一定优势。但除了上述品牌外,其他老牌海外轮胎品牌并没有在新能源汽车配套这条赛道上取得明显优势,这或许与其本国的新能源汽车行业发展进程息息相关。

相比之下,虽然目前国内头部胎企所配套的新能源车型售价及单胎售价较低,但其已经在一些销量较高的车型市场取得配套优势。可以这样说,相较于传统燃油车,国产轮胎品牌在新能源汽车的早期配套上取得了更大的进步。

未来,新能源汽车产销量肯定会持续走高,这也带来了巨大的轮胎配套和替换需求,给了国内轮胎市场重新洗牌的机会。


*图片来源于网络

本文为极客公园原创文章,转载请联系极客君微信 geekparkGO

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