李慧敏，劉寶濤，張凱凱，王龍慶

(青島森麒麟輪胎股份有限公司，山東 青島 266229)

0 引言

近幾年純電動汽車和插電式混合動力汽車銷售量迅速增長，電動汽車市場前景非常廣闊。未來，在國際國內(nèi)政策的大力推進(jìn)下電動汽車迅猛發(fā)展已是大勢所趨。

電動汽車對輪胎的設(shè)計和制造提出了更高的要求，包括降低輪胎的滾動阻力和噪聲，延長輪胎的續(xù)航里程，提高輪胎的抓地、耐磨性能和與承載能力等，普通替換輪胎并不能完全適配電動汽車。電動汽車專用輪胎作為電動汽車的重要組成部分，其需求將持續(xù)穩(wěn)步增長，逐步淘汰現(xiàn)有低劣產(chǎn)品，電動汽車輪胎將是全球輪胎企業(yè)競爭的新高地，因此針對電動汽車輪胎的開發(fā)研究十分必要。

1 電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

電動汽車靠電池驅(qū)動，其低噪音、零排放的突出優(yōu)點(diǎn)，可以緩解全球能源危機(jī)，完美切合環(huán)保節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展理念。

1.1 全球發(fā)展情況

世界各國政府積極地尋求節(jié)能減排，運(yùn)用政策手段來激勵電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時采取了豐富的本地化措施來加速攻破當(dāng)前電動汽車推廣所面臨的成本高、使用便利性差以及消費(fèi)者認(rèn)知度低等主要壁壘，電動汽車得以在全球范圍內(nèi)推廣，并以燎原之勢迅速普及。

如圖1，根據(jù)EV Sales Blog 的數(shù)據(jù)：

圖1 全球電動車銷量年度趨勢圖

（1）2018年全球電動汽車銷量略高于200 萬輛。

（2）2019年全球電動汽車銷量超過220 萬輛，市場份額為2.5%。

（3）2020年全球電動汽車銷量達(dá)到312.5 萬輛，同比增長41%，市場份額達(dá)到4%。其中，2020年12月全球電動車銷售達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的57.1 萬輛，同比激增105%，當(dāng)月市場份額達(dá)到6.9%。

1.2 國內(nèi)發(fā)展情況

從絕對銷量的角度來說，2017年中國以57.9 萬的電動乘用車年銷量一騎絕塵,排名世界第一，成為世界最大的電動汽車市場；2018年全球電動車的銷售量為200 萬輛，中國電動汽車銷售125.6 萬輛，占比超過全球銷量的62.5%；從產(chǎn)銷比來看，2021年3月11日，中汽協(xié)發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2021年1～2月，電動汽車產(chǎn)銷分別完成31.7 萬輛和28.9 萬輛，同比分別增長3.9 倍和3.2 倍，遠(yuǎn)高于整體汽車產(chǎn)銷同比88.9% 和76.2% 的增速。

而根據(jù)國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021～2035年）》，到2025年，電動汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量20% 左右。這意味著電動汽車市場的增長空間十分巨大，并有望催生巨大的電動汽車輪胎配套市場。

除了配套市場，電動汽車輪胎零售市場也孕育著巨大的市場潛力。公安部交通管理局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，全國電動車保有量達(dá)492 萬輛，占汽車總量的1.75%。我國電動車保有量后續(xù)增長空間巨大，也將創(chuàng)造巨大的電動車輪胎替換市場。

電動車輪胎正成為輪胎企業(yè)的新增長引擎，成功開發(fā)適合電動汽車的專用輪胎將對輪胎生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和重大的社會效益。

2 電動汽車輪胎特殊性能要求

電動汽車與燃油汽車在動力輸出方式、能力供給便利程度、車重等方面的差異，對輪胎產(chǎn)生了特殊的性能要求。

（1）承載能力

電動汽車由于電池的限制，車身更重，另外，新能源汽車輪胎出于降低滾阻的考慮及承重需求，其氣壓相對較高，這對輪胎承受氣壓負(fù)荷的能量提出了更苛刻的要求。同時由于車身較重，需要在其他部件上盡量輕量化設(shè)計，輪胎作為重要組成部分，自然也需要進(jìn)行輕量化設(shè)計，質(zhì)輕且高強(qiáng)度的新材料開發(fā)、合理的結(jié)構(gòu)搭配及排布是輕量化高承載能力實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

（2）滾阻系數(shù)

電動車充電慢，充電便利性差，單次充電續(xù)航里程短，續(xù)航里程無疑是制約電動車發(fā)展的最重要因素，因此要求電動車輪胎盡量低滾阻系數(shù)的重要性不言而喻，同樣的充電量，低滾阻輪胎可以有效降低電池?fù)p耗，為車輛提供更長的續(xù)航里程[1]。

（3）噪音

電動汽車相比于傳統(tǒng)燃油車沒有發(fā)動機(jī)噪音掩蓋，胎噪更明顯，胎噪指所有輪胎造成的噪音，包括：結(jié)構(gòu)噪音、管腔噪音、空腔噪音、花紋噪音、花紋塊撞擊以及黏滯等；電動車輪胎需要更優(yōu)異的靜音表現(xiàn)才能達(dá)到燃油車同等的駕乘體驗(yàn)。

（4）抓地力

電動汽車的電動機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的方式是將電流轉(zhuǎn)化為電磁場，與永磁體互斥驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)輸出扭矩。其引擎輸出方式?jīng)]有復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，沒有延時，轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到95% 以上，可在瞬間爆發(fā)出最大扭矩；電動車輪胎需匹配強(qiáng)抓地性能，可承受瞬時、巨大的扭矩輸出，為車輛提供更優(yōu)異的加速度。

（5）耐磨損

加速快是電動汽車公認(rèn)的優(yōu)勢，但其帶來的影響就是對輪胎耐磨損的考驗(yàn)。電動車輪胎需要匹配更優(yōu)異的耐磨性能。

以上任意單個性能要求的滿足不足以對輪胎企業(yè)構(gòu)成挑戰(zhàn)，最難的是輪胎企業(yè)需要從不同的角度平衡輪胎的多項性能，制定并達(dá)成設(shè)計目標(biāo)。

3 性能及影響因素分析

3.1 滾阻

滾阻是由于輪胎滾動形變而產(chǎn)生的阻力。一部分來源于靜摩擦力，一部分來源于彈性體回復(fù)滯后造成的壓縮點(diǎn)與回復(fù)點(diǎn)之間的壓力差造成的力。

（1）減小輪胎滾動阻力可從減輕輪胎質(zhì)量出發(fā)

輪胎質(zhì)量與滾阻關(guān)系見圖2（以205/55R16 為例，采集12 條輪胎數(shù)據(jù)），但是為了保證輪胎的耐磨、操穩(wěn)、舒適性以及耐撞擊鼓包性能，要求純膠部件滿足一定厚度要求，輪胎的輕量化設(shè)計可從新材料的使用入手。

圖2 輪胎重量與滾阻擬合線圖

（2）減小輪胎材料的滯后損失可減小滾動阻力

試驗(yàn)測得，輪胎各部件能耗占輪胎能耗(圖3) 為：胎面膠39%、胎圈包布14%、三角膠13%、帶束層8%、胎側(cè)7% 和簾布層6%?？梢钥闯鎏ッ婺z料的滯后損失占比最大[2]，通過胎面膠料降低滾阻的有效手段是使用白炭黑填充，白炭黑表面強(qiáng)極性使其難以分散，故白炭黑常與硅烷偶聯(lián)劑并用，可收獲良好的滾阻和抗?jié)窕阅堋?/p>

圖3 輪胎各部件滯后損失占比

（3）輪胎滾動阻力

輪胎滾動阻力主要由輪胎變形阻力、風(fēng)阻以及輪胎與道路間滑動阻力組成，其中輪胎運(yùn)動過程中的變形阻力占總值的90% 以上，因此，從減小輪胎變形阻力的角度著手分析，可以有效降低滾阻。

采用有限元仿真，針對205/55R16 這個規(guī)格設(shè)計不同方案對滾阻系數(shù)進(jìn)行仿真[3]，具體設(shè)計方案及仿真結(jié)果如表1所示。

表1 仿真方案及對應(yīng)結(jié)果

增大三角膠高度及胎側(cè)搭接寬度都增大了下胎側(cè)剛度，造成胎面部位變形增大，并且增大三角膠高度一定程度上增大了輪胎質(zhì)量，從而直接導(dǎo)致滾動阻力增大，如圖4、圖5所示。

圖4 三角膠高度與滾阻結(jié)果

圖5 胎側(cè)搭接寬度與滾阻結(jié)果

改變冠帶條的纏繞方式，分別從左-中-右各1層的纏繞方式1-1-1，調(diào)整至左-中-右分別為2 層、1 層、2 層的纏繞方式2-1-2，調(diào)整至左-中-右各2 層的纏繞方式2-2-2，如圖6所示，滾動阻力依次增大，考慮三種纏繞方式使得動態(tài)胎面變形依次增大，且輪胎質(zhì)量依次增大，造成滾阻增大。

3.2 噪音

（1）噪音的分類

按傳播方式分類輪胎噪音分為直接噪音和間接噪音；直接噪音分為泵浦作用、胎面振動以及輪胎花紋塊與路面相互作用直接輻射的噪聲，經(jīng)空氣傳遞透過車身進(jìn)入車內(nèi)，集中在500 HZ 以上；間接噪音為輪胎激勵產(chǎn)生的動態(tài)作用力，通過懸架系統(tǒng)傳遞到車身，引起車身振動產(chǎn)生的噪聲，輪胎的不均勻性、不平衡性以及路面的粗糙為主要激勵源，500 HZ 以下。

按產(chǎn)生機(jī)理分類輪胎噪音分為路噪、花紋噪音、通過噪音。其中路噪又分為轟鳴音（Booming）、空腔噪音（Cavity）、咆哮噪音（Rumble），產(chǎn)生頻率依次增高，整體500 HZ 以內(nèi)，以振動噪音為主，可以通過調(diào)整輪胎結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝改善以上噪音；花紋噪音又分為泵浦噪音、管腔共振音、花紋塊撞擊噪音等，產(chǎn)生頻率一般在500 HZ 以上，可以在開發(fā)階段優(yōu)化花紋設(shè)計以盡量降低此類噪音。

通過噪音主要是指按ECE R117 法規(guī)要求的測試方法測得的外部噪音，主要影響車外環(huán)境；

（2）噪音的改善手段

主要闡述轟鳴音（Booming）、空腔噪音（Cavity）、泵浦噪音的主要改善手段。

轟鳴音（Booming）：因輪胎上下/ 橫向等振動模態(tài)發(fā)生的噪音，屬于低頻結(jié)構(gòu)噪音，一般為40～200Hz，主要的改善手段為調(diào)整輪胎結(jié)構(gòu)改變其的質(zhì)量、剛性等進(jìn)行移頻降幅，移頻的目的主要是防止輪胎的結(jié)構(gòu)振動模態(tài)與車輛或車輛相關(guān)部件結(jié)構(gòu)模態(tài)發(fā)生耦合，產(chǎn)生共振，對于配套胎此步驟需要在車輛的設(shè)計開發(fā)階段介入同步開發(fā)以保證輪胎與車輛的最佳匹配；降幅主要是指調(diào)整輪胎的結(jié)構(gòu)、材料或工藝條件以盡量降低輪胎振動對車輛的傳遞率，降低振動幅度；特別需要提到的是輪胎的動平衡均勻性，尤其是高速均勻性將對輪胎的震動噪音產(chǎn)生較大的影響。

空腔噪音（Cavity）：輪胎胎腔內(nèi)部空氣與輸入激勵發(fā)生共振，會在車輪上產(chǎn)生聲壓，從而導(dǎo)致車輪振動，車輪將振動傳遞至車輪中心，進(jìn)而通過結(jié)構(gòu)傳播傳遞到乘客艙。主要發(fā)生頻率180～250 Hz。

主要改善思路：

a.通過改變輪胎-車輪的耦合、車輛的耦合，使氣柱的固有頻率與車輛或乘用艙的固有頻率不重合，可以減小空腔模態(tài)的擾動；

b.保證輪胎的均勻性，防止輪胎高速均勻性作為自激勵引起空腔模態(tài)的擾動；

c.輪胎內(nèi)部貼合吸音棉，是目前針對空腔噪音敏感規(guī)格的最經(jīng)濟(jì)有效的改善措施，由以下頻譜圖7、圖8可以看出貼吸音棉后位于180～250 Hz 的空腔噪音峰值明顯降低，且不同的吸音棉對空腔噪音的吸收程度不同。

圖7 前座傳感器測得頻譜

圖8 后座傳感器測得頻譜

泵浦噪聲：是由于路面與花紋溝槽接觸，胎面作為橡膠體發(fā)生擠壓和變形，導(dǎo)致溝槽內(nèi)氣體隨花紋槽的擠壓與釋放被高速地在前沿區(qū)擠壓、后沿區(qū)膨脹，在胎前后沿產(chǎn)生壓差，形成了空氣渦流引發(fā)的噪音。

從泵浦噪聲產(chǎn)生的原理可知，腔體的發(fā)聲與腔體內(nèi)空氣流單位時間內(nèi)的變化率有關(guān)。對于勻速行駛的汽車，各溝槽的體積壓縮比相同，因此，溝槽體積越大，腔體內(nèi)空氣的變化率越大，溝槽體積可以通過溝槽長度、寬度以及深度進(jìn)行調(diào)整。

花紋槽的走向?qū)τ诓鄣陌l(fā)聲也有一定的影響，按走向的不同可劃分為三種：橫槽、斜槽、縱槽。實(shí)測證明橫槽的聲壓級最大，斜槽次之，縱槽的聲壓級最低。

通過以上分析可知，泵浦噪音主要與溝槽長度、寬度、深度以及花紋溝角度有關(guān)，值得一提的是，花紋的設(shè)計除對噪音有顯著影響以外，對濕地性能、操穩(wěn)性能及滾阻等都有影響。因此，在產(chǎn)品開發(fā)前期花紋設(shè)計階段需綜合考慮各項性能的平衡及偏向。

3.3 抓地性能

（1）抓地力的概念

輪胎提供給車輛高效的行走能力，獲得來自路面的多項支撐就是抓地力，簡單來講就是能夠保持車輛操控的能力。抓地力通?？梢苑譃闄M向和縱向抓地力，橫向抓地力是指輪胎的轉(zhuǎn)彎能力，縱向抓地力可以用制動性能或加速性能等來衡量。抓地力的影響因素非常多且復(fù)雜。

（2）力學(xué)分析

對于電動車輪胎來講，準(zhǔn)確地說我們需要的不是更強(qiáng)的抓地力，而是更快的抓地力建立能力及抗損失能力；

隨著電動車扭矩的瞬時輸出，輪胎的縱向力迅速建立，在較小的滑移率下達(dá)到足夠的縱向力水平，即縱滑剛度足夠大，對應(yīng)車輛加速響應(yīng)快，不至于在電動車突然加速時出現(xiàn)縱向抓地力不足造成打滑。

隨著電動車扭矩的瞬時輸出，輪胎的側(cè)向力迅速建立，在較小的側(cè)偏角下達(dá)到足夠的側(cè)向力水平，即側(cè)偏剛度大，對應(yīng)橫向抓地力的快速建立，避免電動車突然轉(zhuǎn)向時側(cè)向力建立不及時造成側(cè)向打滑，以致車輛出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度偏離行動軌跡。

事實(shí)上，實(shí)際輪胎與路面的作用機(jī)理非常復(fù)雜，駕駛員經(jīng)常同時需要縱向和橫向抓地力，然而我們不能同時獲得抓地力的最佳值，因?yàn)榭v向力和側(cè)向力需要共享抓地力潛能，是相互競爭的關(guān)系，且遵循縱向力優(yōu)先原則，兩者的關(guān)系可以用摩擦橢圓來表示，如圖9所示。

圖9 摩擦橢圓

為了研究側(cè)向力和縱向力的關(guān)系，設(shè)計固定縱向滑移率側(cè)偏試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖10所示，可以看出在滑移率為10% 時，其側(cè)向力損失嚴(yán)重，側(cè)偏剛度相比于滑移率為0 時，損失多達(dá)60%。

圖10 不同縱向滑移率下側(cè)偏試驗(yàn)結(jié)果

電動車由于驅(qū)動時電機(jī)扭矩較大，容易出現(xiàn)縱向滑移，導(dǎo)致側(cè)偏剛度急劇減小，側(cè)向抓地水平損失嚴(yán)重，很容易出現(xiàn)甩尾失控；較大的縱滑剛度可以避免過快的出現(xiàn)縱向滑移，減弱對縱向滑移率對側(cè)偏剛度的影響，從而提升輪胎側(cè)向抓地力的抗損失能力。

（3）輪胎如何獲取抓地力

車輛能夠前進(jìn)，減速，轉(zhuǎn)向，都是由于輪胎與地面的接觸，輪胎與地面的接觸及相互作用使得輪胎具有抓地力，接地印痕是輪胎所有力與力矩的作用基礎(chǔ)，而兩者的接觸及相互作用的情況可以從輪胎的印痕得到很好的體現(xiàn)，如圖11所示，我們可以通過調(diào)整輪胎的接地印痕面積和形狀來對輪胎的縱向及側(cè)向抓地力進(jìn)行調(diào)控，也可以通過建模來建立輪胎與不同表面接觸時的工作狀況，從而預(yù)測輪胎抓地力水平。

圖11 印痕有效接地面積

一方面，增大輪胎的接地面積可以提供更強(qiáng)的抓地力，然而，輪胎實(shí)際有效的接觸面積很有限，如圖即使是總接觸面積是160 cm2的輪胎，除去花紋溝及路面粗糙度，實(shí)際上僅有24 cm2的面積可用于轉(zhuǎn)移全部的受力，另外輪胎在使用過程中動態(tài)的印痕面積也在不斷的發(fā)生變化；

另一方面，增大輪胎的有效接地面積并減少操控過程中的接地面積損失可以增強(qiáng)抓地性能，較軟的胎面膠配方之所以可以提供較強(qiáng)的抓地力，就是因?yàn)槠淇梢愿行У呐c路面接觸，但是相對的磨損也較快。

合適的胎壓可以保證輪胎良好的接地印痕，若氣壓過高，則有效接地僅集中于印痕中心，若氣壓過低，則有效接地集中于胎肩，所以，只有保證合適的氣壓，才能保證輪胎良好、有效的接地；反言之，想要輪胎良好且有效的接地，需要按照輪胎的具體使用氣壓載荷進(jìn)行匹配的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這一步的實(shí)現(xiàn)需要強(qiáng)大的輪胎性能數(shù)據(jù)庫及輪胎建模仿真能力。

4 開發(fā)設(shè)計

4.1 整體設(shè)計思路

由于電動車與傳統(tǒng)燃油車存在差異，電動車對輪胎有特殊的性能要求，如圖12所示。

圖12 電動汽車輪胎設(shè)計要求

各項性能間不可避免的存在相互牽制，不能同時達(dá)到最優(yōu)性能，針對替換市場輪胎生產(chǎn)商需從產(chǎn)品定位出發(fā)，從不同角度平衡電動汽車輪胎性能，開發(fā)不同性能偏向的輪胎。

而對于電動車配套輪胎的開發(fā)，輪胎性能的研究與輪胎匹配整車性能的研究應(yīng)相互結(jié)合，單純討論輪胎的性能并沒有很大的意義。輪胎應(yīng)與汽車懸架系統(tǒng)性能進(jìn)行匹配，而二者匹配所構(gòu)成的集成系統(tǒng)在很大程度上影響汽車的行駛性能，其主要表現(xiàn)在剛度和動力學(xué)性能上。一條輪胎與某一汽車匹配表現(xiàn)出良好的動態(tài)力學(xué)性能，而與另一汽車匹配則可能表現(xiàn)出較差的動態(tài)力學(xué)性能。因此，電動汽車配套輪胎需從車型設(shè)計開始階段介入輪胎設(shè)計和分析工作。

4.2 花紋與輪廓設(shè)計

花紋及輪廓設(shè)計位于整個開發(fā)周期的前端，模具開發(fā)具有不可逆性，一旦開發(fā)完成，其調(diào)整空間非常有限，所以對于花紋及輪廓設(shè)計來講需要進(jìn)行充分的仿真研究，綜合各項性能制定統(tǒng)一的花紋設(shè)計原則。

花紋與輪廓設(shè)計對于平衡滾阻與抓地性能，尤其是降低噪聲方面非常重要；涉及多種性能的平衡，電動汽車輪胎的花紋設(shè)計多非對稱設(shè)計，內(nèi)側(cè)花紋主要負(fù)責(zé)濕地性能、噪音及舒適度；外側(cè)花紋主要負(fù)責(zé)抓地，保證剛性。

內(nèi)側(cè)花紋胎肩橫溝打開、保證排水性能及噪音，增加節(jié)距數(shù)量或增加細(xì)刀槽將噪音分布在更廣的頻率帶上；外側(cè)花紋飽和度大于內(nèi)側(cè)花紋，保證花紋塊剛度，減小花紋塊移動變形幅度，提升抓地力建立能力保證精確操控，同時胎面變形減小，可有效降低滾阻。

縱向肋條邊緣倒角，適當(dāng)增大花紋塊拔模角度，可優(yōu)化接地壓力分布，減小轉(zhuǎn)向時的抓地力損失；

針對花紋與輪廓還可以對以下幾點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

輪廓行駛面寬度、胎面弧度對滾阻的影響；胎側(cè)輪廓對空氣阻力的影響以至于對滾動阻力的影響；輪廓上下胎側(cè)高度比對輪胎整體應(yīng)力應(yīng)變的影響，花紋特殊主動降噪設(shè)計；花紋具體形式對花紋排水性能的影響，以上需要建立一套較準(zhǔn)確的仿真系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)的仿真研究，以縮短開發(fā)周期，定向設(shè)計，縮短開發(fā)周期。

4.3 配方設(shè)計

胎面膠配方對輪胎的滾阻、耐磨及抗?jié)窕阅芫兄卮笥绊?，而三者之間分屬輪胎的魔鬼三角，存在相互制約，往往是此消彼長的關(guān)系，因此胎面配方的設(shè)計至關(guān)重要。

通常用特定條件0 ℃時的tan 表征膠料的抗?jié)窕裕?0 ℃時tan 表征膠料的滾動阻力。因此只要合理設(shè)計，抗?jié)窕阅芎蜐L阻性能在某種程度上可以平衡[4]。

已知的通過白炭黑和硅烷偶聯(lián)劑的并用，可以同時收獲良好的滾阻和抗?jié)窕阅埽浑妱悠囕喬タ梢酝ㄟ^采用白炭黑-硅烷偶聯(lián)劑填充體系，試驗(yàn)研究其作用機(jī)理，白炭黑-白炭黑，白炭黑-橡膠間的相互作用機(jī)理及制約關(guān)系，合理設(shè)計煉膠工藝，以實(shí)現(xiàn)各性能的平衡。

4.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計階段處于整個開發(fā)設(shè)計過程的后端，可以較為方便的對每個規(guī)格進(jìn)行設(shè)計調(diào)整；作為電動車輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)主要從三個方面考慮，第一：保證其他性能平衡的前提下，輕量化設(shè)計；第二：保證滾阻性能的前提下，適當(dāng)增強(qiáng)骨架材料強(qiáng)度，提升輪胎的承載能力；第三，設(shè)計規(guī)范范圍內(nèi)調(diào)整結(jié)構(gòu)，提升輪胎的操控、噪音、舒適等主觀性能，此項主要與整車匹配考慮，單就輪胎而言，可以主要考慮輪胎印痕的調(diào)控能力。

芳綸簾線具有強(qiáng)度高、熱收縮小、耐熱性能好和蠕變性能極小的優(yōu)點(diǎn)，可以用于電動車輪胎骨架材料，部分或全部用作帶束，可以有效降低輪胎質(zhì)量，并保證輪胎強(qiáng)度；用作冠帶條材料，可以增強(qiáng)花紋塊剛度，保證較好的抓地性能[5]，另外高模量低收縮胎體材料可以在不增加輪胎質(zhì)量的前提下增強(qiáng)輪胎的模量，提升輪胎承載能力，尤其是電動車輪胎高內(nèi)壓趨勢下。

輪胎接地面積越大，相同配方條件下，輪胎的抓地能力會越大，有利于輪胎的驅(qū)動制動性能。

輪胎的接地形狀趨于橢圓形時，對輪胎的舒適性有利，對輪胎的低噪音有利，對輪胎的直行性能有利。

輪胎的接地形狀趨于矩形時，對輪胎的操控穩(wěn)定性有利，對輪胎的磨耗性能有利，同時對輪胎的承載能力有利。

通常我們調(diào)整帶束角度、寬度，冠帶條纏繞方式，三角膠高度、硬度，來統(tǒng)籌調(diào)整輪胎的印痕形狀及參數(shù)；

4.5 工藝過程

工藝過程穩(wěn)定性對輪胎性能有較大影響，主要體現(xiàn)在動均性能對輪胎操控及舒適性以及噪音的影響,由于輪胎是由復(fù)合材料經(jīng)復(fù)雜工藝制作而成，無法做到絕對均勻，只能盡可能的控制工藝過程穩(wěn)定性以保證輪胎的均勻性。

對于電動汽車輪胎來講，沒有了發(fā)動機(jī)噪音的掩蓋，輪胎噪音會更突顯，我們更應(yīng)關(guān)注輪胎均勻性對噪音的影響。輪胎轉(zhuǎn)速對各階次諧波有顯著的影響，同一條輪胎在不同速度下的力學(xué)特性存在較大差異，如圖13所示。輪胎的不均勻性是結(jié)構(gòu)噪音的主要激勵源，我們要重點(diǎn)關(guān)注60～150 kph 下的第4～9 次諧波大小。

圖13 不同速度下各次諧波的徑向力差異

輪胎生產(chǎn)制造工藝對輪胎均勻性有較大影響，主要涉及材料偏差、成型和硫化工藝，在生產(chǎn)制造過程中需要嚴(yán)加控制，表2是均勻性常見影響因素。

表2 均勻性常見過程影響因素

5 小結(jié)

（1）國內(nèi)外對電動汽車的推廣力度日漸增強(qiáng)，電動汽車發(fā)展迅速，電動車輪胎市場潛力巨大，對電動車輪胎展開研究十分必要。

（2）普通輪胎不能滿足電動車的特殊使用需求，電動車輪胎需要特殊設(shè)計以滿足低滾動阻力，低噪音，強(qiáng)抓地性能，高耐磨性能等。

（3）零售市場與配套市場電動汽車輪胎設(shè)計思路不完全相同，零售市場應(yīng)著眼全局，根據(jù)產(chǎn)品定位，確定整個系列的性能偏好，配套市場電動輪胎設(shè)計應(yīng)從整車性能偏好出發(fā)，從車型設(shè)計開始階段介入輪胎設(shè)計和分析工作，注重輪胎與車輛的性能匹配?；y上采用內(nèi)外側(cè)非對稱設(shè)計、優(yōu)化節(jié)距排列兼顧操穩(wěn)及噪音，配方采用白炭黑-硅烷偶聯(lián)劑填充體系平衡濕地與滾阻性能，結(jié)構(gòu)輕量化高強(qiáng)度設(shè)計、優(yōu)化印痕保證承載、滾阻和抓地性能，工藝上貼合吸音棉避免空腔噪音、嚴(yán)控生產(chǎn)過程波動保證動均性能以滿足對舒適性噪音的更高要求。