Roda Serat Karbon Bisa Menjadi Peningkatan Selanjutnya Untuk Rentang EV

Revolusi Karbon Australia mungkin bukan produsen roda paling terkenal di dunia, tetapi mereka termasuk yang paling menarik. Sebagian besar merek yang dikenal dan dijual dalam volume tinggi seperti BBS, Rial dan OZ membuat velg mereka dari paduan logam, sebagian besar aluminium. Revolusi Karbon menggunakan komposit serat karbon. Sampai saat ini, mereka sebagian besar telah memasok roda mereka yang sangat ringan untuk mesin performa tinggi seperti Ford GT, Shelby GT350 dan Ferrari 488 Pista. Sekarang mereka ingin memperluas ke kendaraan yang lebih umum, terutama yang ditenagai oleh baterai.

Komposit serat karbon bukanlah konsep yang sangat baru. Mereka telah digunakan di luar angkasa selama bertahun-tahun sebelum McLaren membawa material yang ringan dan berkekuatan tinggi ini ke Formula Satu pada tahun 1981 dan ke jalan raya pada tahun 1990-an di F1 yang legendaris. Pada tahun 2013, BMW pertama kali menggunakan struktur komposit karbon dalam model volume yang relatif tinggi untuk pertama kalinya dengan i3.

Namun, pendekatan yang dilakukan oleh Carbon Revolution dengan fokus pada roda dapat menjadi lebih hemat biaya dan menawarkan keuntungan efisiensi yang lebih besar daripada yang dilakukan BMW. Mengingat biaya dan massa baterai, memaksimalkan efisiensi energi sangat penting bagi EV untuk mendapatkan jangkauan paling banyak dari jumlah baterai paling sedikit.

Mengurangi massa dalam bentuk apa pun adalah jalan langsung untuk meningkatkan efisiensi hanya dengan mengurangi beban kerja pada sistem propulsi dan penyimpanan energi (alias baterai). Tetapi tidak semua pengurangan massa memiliki dampak yang sama. Kita tahu tentang inersia dari hukum kedua Newton tentang gerak. Dalam bentuk yang sangat sederhana, benda yang diam akan tetap diam atau benda yang bergerak akan terus bergerak kecuali jika ada gaya yang tidak seimbang diterapkan.

Tetapi inersia memiliki vektor arah yang terkait dengannya. Mempercepat kendaraan membutuhkan gaya ke arah yang Anda inginkan untuk bergerak. Dalam kasus roda, sebenarnya ada beberapa arah penting, horizontal, vertikal dan rotasi.

Inersia vertikal harus diatasi untuk mengikuti kontur jalan seperti gundukan atau lubang. Ketika roda menjadi lebih besar, yang tampaknya mereka lakukan untuk tujuan estetika, mereka menjadi sangat berat dan kualitas pengendaraan menurun dengan cepat karena roda tidak dapat berakselerasi naik atau turun cukup cepat untuk mengikuti jalan, sehingga mentransmisikan kekuatan tersebut ke dalam kabin.

Inersia horizontal harus diatasi untuk mempercepat, mengerem atau mengarahkan kendaraan. Namun, itu dicapai dengan benar-benar memutar roda dari mesin atau motor sehingga inersia rotasi harus diatasi. Sekali lagi, semakin besar diameter roda, semakin besar inersia rotasi dan ini ternyata menjadi faktor yang lebih besar dalam efisiensi EV daripada hanya massa roda. Jika dua roda dengan ukuran berbeda memiliki massa yang sama, roda yang memiliki berat terjauh dari pusat akan membutuhkan lebih banyak energi untuk dikendarai.

Di situlah roda serat karbon dapat menjadi manfaat besar bagi EV berkat pengurangan massa 40 hingga 50% dibandingkan dengan velg berukuran serupa. Menurut CEO Carbon Revolution Jake Dingle, roda karbon pada SUV biasa dapat menghemat hingga 130 lbs massa yang bergerak vertikal dan berputar. Mengingat sebagian besar baterai yang dapat berbobot hingga 1,600 lbs di Ford F-150 Lightning atau lebih dari 2,900 lbs di GMC Hummer, itu adalah pengurangan penting yang akan meningkatkan jangkauan mengemudi.

Tapi ada lebih banyak manfaat untuk roda komposit karbon. Dibandingkan dengan aluminium atau baja, serat yang saling terkait dalam struktur komposit meredam dampak jalan yang ditransmisikan lebih langsung melalui logam. Hasilnya adalah kebisingan jalan yang masuk ke kabin hingga 5 dB. Karena EV tidak memiliki mesin untuk menutupi suara sekitar lainnya, mengurangi suara tersebut pada sumbernya membantu menjaga semuanya tetap tenang tanpa menambahkan lebih banyak anyaman yang mematikan suara.

Roda komposit karbon juga menawarkan lebih banyak fleksibilitas dalam pembentukan yang tidak mungkin dilakukan dengan aluminium cor atau tempa. Hal ini dapat memungkinkan roda berbentuk lebih aerodinamis yang mengurangi hambatan dan tentu saja meningkatkan efisiensi.

Pada EV, menggunakan diameter yang lebih besar tetapi roda yang lebih sempit dapat membantu mengurangi hambatan aerodinamis sambil mempertahankan tambalan kontak yang wajar untuk ban di jalan. Itulah yang dilakukan BMW dengan i3. Jika roda yang lebih besar dan lebih sempit itu terbuat dari komposit serat karbon daripada aluminium, mereka akan memiliki efek yang lebih positif pada jangkauan.

Roda Carbon Revolution diproduksi melalui proses pencetakan transfer resin yang tidak memerlukan pengaturan manual serat seperti yang akan dilakukan untuk sesuatu seperti struktur mobil sport performa tinggi. Serat kering secara signifikan lebih murah daripada serat resin pra-diresapi yang digunakan dalam proses lain dan tidak memerlukan pengawetan dalam autoklaf. Perusahaan sedang melakukan rekayasa bersamaan dari produk dan prosesnya untuk meningkatkan kapasitas produksi dan mengotomatisasi banyak langkah.

Sementara velg serat karbon masih membawa harga premium yang signifikan saat ini, yaitu menyusut seiring dengan peningkatan volume. Tahun ini, perusahaan memproyeksikan produksi sekitar 50,000 velg dan 1 juta unit mengharapkan kesetaraan nilai dengan velg. Program SUV pertama Carbon Revolution diluncurkan menjelang akhir 2022 dan Dingle mengharapkan sekitar 15 program kendaraan selama enam tahun ke depan dengan ekspansi produksi yang signifikan pada pertengahan dekade.