"Електрошини": широкий вибір для вузького кола

Юлі — 35, і вона любить дві речі — котів і електромобілі. Їй завжди подобалася ідея керувати безшумним, плавним та екологічно чистою автівкою, яка заощадить її гроші та збереже планету. Вона купила таке авто, але не прочитала інструкції та не послухала уважно продавця; вважала, що все таке ж саме, як і в її старій бензиновій машині, включно із шинами. Одного дощового дня вона їхала слизькою дорогою, насолоджуючись пейзажами та музикою. І не помітила рудого котяру, що вискочив раптом на дорогу. Вдарила по гальмах у сподіванні вчасно зупинити машину. Але та ніби ковзала льодом, і Юля не могла її контролювати. Машину винесло на зустрічну смугу, де швидко наближалася інша автівка… Дівчина відчула поштовх: авто вдарилося об огорожу; а рудий хвацько почимчикував узбіччям. Водійка зрозуміла, що зробила помилку, коли залишила на електромобілі звичайні шини, і наразила на небезпеку себе й оточуючих. Вирішила покликати евакуатор та купити нові шини, — розроблені та оптимізовані для електромобілів. Сподівалася — електромобіль її вибачить, і вона ще довго насолоджуватиметься їздою з ним.

Орієнтовні продажі електричних легких транспортних засобів, що підключаються до електромережі, у всьому світі з 2015 по 2022 рік

Чим відрізняється авто з електроприводом і з ДВЗ

Електричні транспортні засоби (EV) використовують для руху один або кілька електродвигунів замість двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), які спалюють викопне паливо — бензинове або дизельне. Електромобілі працюють від батареї, паливних елементів або інших джерел енергії та пропонують багато переваг і викликів — для навколишнього середовища, економіки та суспільства.

Головні відмінності

• Однією з головних відмінностей між електромобілями та автомобілями з ДВЗ, з боку характеристик шин, є крутний момент — сила, яка змушує колеса обертатися; вона безпосередньо пов’язана з прискоренням і швидкістю автомобіля. Електромобілі мають вищий крутний момент, ніж паливні автівки, оскільки електродвигуни видають максимальний його рівень з нульових обертів, тоді як бензиновому двигуну потрібно збільшити показники тахометра, аби досягти максимального крутного моменту. Електромобілі розганяються швидше та плавніше, але створюють більше навантаження на колесо та спричиняють передчасний знос шин.
• Ще одна відмінність — вага. Електромобілі важчі за ДВЗ-автівки через акумулятори та інші компоненти, які накопичують і перетворюють електроенергію. Загальна вага впливає на тертя та зчеплення шин, а також — на опір коченню та паливну ефективність. Важчі транспортні засоби потребують більше енергії для руху, а також виділяють більше тепла та спричиняють підвищений тиск на шини. Також зауважте дещо інший баланс загальної ваги по осях через дещо іншу компоновку основних вузлів автомобіля.
• Третьою відмінністю є рекуперативне гальмування. Це виключна функція електромобілів, яка дозволяє відновлювати частину кінетичної енергії, яка інакше була б втрачена у вигляді тепла під час гальмування, і використовувати її для заряджання акумуляторів. Рекуперативне гальмування зменшує потребу в механічному гальмуванні, що економить паливо та подовжує термін служби гальмівних колодок і роторів. Однак воно зменшує гальмівну силу, що впливає на керованість і курсову стійкість авто, особливо у вологих і слизьких умовах.
  
  

Тому електромобілям потрібні інші шини, ніж машинам з ДВЗ, бо «електрички» витримують вищий крутний момент, вагу та мають рекуперативне гальмування. Отже, шини для електромобілів мають бути більш міцними, стійкими та ефективними, а також забезпечувати надійне зчеплення та акустичний комфорт у салоні, — це за замовчанням.

Глобальне значення електромобілів

Однією з головних переваг електромобілів є те, що вони зменшують викиди парникових газів і тим знижують ступінь забруднення повітря та шумового забруднення, порівняно з ДВЗешками.

• Парникові гази затримують тепло в атмосфері, викликають глобальне потепління та зміну клімату. Найпоширенішим парниковим газом є вуглекислий газ (CO2), який виділяється при спалюванні викопного палива. Електромобілі дають нульовий або дуже низький рівень викидів CO2, залежно від джерела електроенергії, яке вони використовують. Наприклад, якщо електроенергія надходить з відновлюваних джерел, таких як сонце, вітер або вода, викиди — незначні. Якщо енергія виробляється з викопного палива — вугілля, нафти або газу, викиди все одно нижчі, ніж у бензинових транспортних засобів, оскільки електромобілі є більш ефективними та споживають менше енергії на відстань. Згідно з дослідженням Союзу стурбованих вчених, водіння електромобіля в США може зменшити викиди CO2 на 70%, порівняно з водінням подібного автомобіля з ДВЗ.

• Забруднення повітря шкідливими речовинами (тверді частинки, оксиди азоту, діоксид сірки, озон і леткі органічні сполуки) викликає проблеми з диханням, серцево-судинні захворювання і рак. Електричні транспортні засоби з акумулятором (BEV) не мають вихлопної труби, а отже, й вихлопних газів. Гібридні електромобілі (PHEV) мають вихлопну трубу, але використовують її лише тоді, коли батарея розряджена, і тому мають нижчі викиди, ніж автомобілі з ДВЗ. Навіть якщо врахувати викиди від виробництва електроенергії, електромобілі все одно забруднюють повітря менше, ніж звичайні, оскільки електростанції підлягають суворішим нормам, ніж окремі транспортні засоби. Згідно з дослідженням Міжнародної ради з чистого транспорту, водіння електромобіля в Європі може зменшити забруднення повітря на 40%, порівняно з водінням звичайного авто.

• Шумове забруднення — це надмірний і небажаний звук, який порушує якість життя, здоров’я та благополуччя людей і тварин. Шумове забруднення викликає стрес, тривогу, безсоння, втрату слуху та когнітивні порушення. Електромобілі виробляють менше шуму, ніж автомобілі з ДВЗ, тому що електродвигуни тихіші у своїй роботі. Згідно з дослідженням Європейського агентства з навколишнього середовища, водіння електромобіля може зменшити шумове забруднення на 75%, порівняно з водінням подібного авто з ДВЗ.

Електромобілі створюють робочі місця і галузі, стимулюючи попит на чисту енергію та інновації.

Шини для електромобілів

Шини є важливим компонентом електромобілів (EV), бо вони з’єднують автомобіль із дорогою та впливають на його продуктивність, безпеку та комфорт. Шини для електромобілів — це не те ж саме, що шини для звичайних транспортних засобів, оскільки вони повинні відповідати специфікам і вимогам е-мобілів. 

Загальні характеристики шин

• Радіус дії електромобіля — це відстань, яку він може проїхати на одному заряді батареї. Запас ходу залежить від місткості акумулятора, стилю водіння, погодних умов та характеристик шин. Шини впливають на запас ходу та створюють опір коченню, який є силою, яка протидіє руху. Опір споживає енергію та зменшує запас ходу. Тому шини для електромобілів повинні мати низький опір коченню, щоб мінімізувати втрати енергії.
• ККД електромобіля — це співвідношення вихідної енергії до споживаної. Ефективність залежить від того, наскільки добре він перетворює енергію від акумулятора в рух. Шини впливають на ефективність завдячуючи аеродинамічному опору, тобто силі, яка чинить опір руху автомобіля в повітрі. Вона зменшує швидкість і збільшує споживання енергії. Тому шини для електромобілів мають низький аеродинамічний опір.
• Безпека — це здатність автомобіля уникати зіткнень, або витримувати їх. Безпека залежить від конструкції автомобіля, поведінки водія, дорожніх умов та властивостей шин. Вони забезпечують зчеплення — тертя між шиною та поверхнею дороги, — що дозволяє транспортному засобу прискорюватися, гальмувати та ефективно керувати ним. Шини для електромобілів повинні мати високе зчеплення.
• Комфорт — це рівень задоволення водія та пасажирів. Він також частково залежить від якості та маркування шин. Покришки іноді створюють шум під час контакту з дорогою. Це дратує і відволікає мешканців автівки, тому шини для електромобілів повинні мати низький рівень шуму та вібрації.

«Електричні» властивості шин

Шини для електромобілів мають інші характеристики, ніж шини для звичайних транспортних засобів, бо вони адаптовані до властивостей EV, таких як вага, крутний момент, шум і аеродинаміка. Ось деякі з основних і особливих характеристик «електрошин».

Довговічність

Шини для електромобілів мають бути більш довговічними, ніж шини для звичайних авто, адже мають витримувати більшу вагу та крутний момент електромобілів. Це спричиняє більший знос шин — протектора та боковини. Такі шини мають виготовлятись з міцних матеріалів, і це стосується гумової суміші, сталевих поясів та нейлонових кордів, аби ефективно протистояти навантаженню та деформації. Шини для електромобілів мають глибші та ширші канавки, щоб збільшити площу контакту. Довговічність важлива для продовження терміну служби шин, а також — зменшення частоти та вартості їхньої заміни.

Опір

Електромобільним шинам властиві зменшення опору коченню та аеродинамічного опору. Ці параметри відбирають багато енергії, зменшують запас ходу та ефективність авто. Покришки для електромобілів мають гладкий і вузький малюнок протектора, аби зменшити тертя і турбулентність вологи у дренажній системі. Шини для електромобілів також повинні мати оптимальний тиск, щоб збалансувати зчеплення та опір коченню. Останній — важливий для економії енергії, збільшення запасу ходу та ефективності їзди.

Шум

Шини для електромобілів видають нижчий рівень шуму. Шумове забруднення дратує і тому відволікає водія та пасажирів, тому електромобілі тихіші, ніж звичайні транспортні засоби. Шини для електромобілів вироблені зі звукопоглинаючих матеріалів — піни або гуми, аби погасити вібрацію та звук. Шини для електромобілів також забезпечені шумопоглинаючим дизайном протектора — це ламелі або прорізи, — вони зменшують потік повітря. Акустичний комфорт актуальний для підвищення відчуття водієм авто під час руху.

Поради щодо вибору шин для електромобілів

Електромобілі мають інші характеристики та вимоги, ніж звичайні автомобілі, і це впливає на вибір, використання та догляд за шинам для таких авто.

Як вибрати правильні шини для електромобілів

Вибір правильних шин для електромобілів має значення для ефективності руху, продуктивності вузлів та агрегатів авто та загальної їздової безпеки.

Розмір шини має відповідати специфікаціям транспортного засобу, як зазначено виробником. Розмір зазвичай виражається серією цифр і літер, наприклад 205/55 R16, які вказують на ширину, співвідношення сторін, конструкцію та діаметр шини. Інформація про розмір — на боковині або в посібнику з експлуатації автомобіля.

Індекс навантаження — це число, яке вказує на максимальне навантаження, яке може витримати шина на певній швидкості. Електромобілі важчі за звичайні автівки через вагу акумуляторів, тому їм потрібні шини з вищим індексом навантаження. Його зазвичай вказують після розміру, наприклад: 205/55 R16 91V, де 91 — індекс навантаження.

Рейтинг швидкості позначають літерою, яка вказує на максимальну швидкість, що шина може її витримувати протягом певного періоду часу. Електромобілі мають високий миттєвий крутний момент, що означає — вони швидко розганяються, тому їм потрібні шини з високим рейтингом швидкості. Номінальна швидкість зазвичай вказується після індексу навантаження, наприклад: 205/55 R16 91V, де V — це номінальна швидкість.

Малюнок протектора — це зовнішній дизайн у вигляді канавок і блоків на поверхні шини, які впливають на зчеплення, керованість, шум і ступінь зносу. Електромобілі мають низьку шумність двигуна, тому вони потребують покришок з тихим малюнком протектора. Високий миттєвий крутний момент також збільшує знос шини, тому потрібні моделі з міцним шаром гуми на робочій поверхні. Існують різні типи малюнків — симетричний, асиметричний, спрямований або різноспрямований, — і кожен має переваги та недоліки.

Опір коченню протидіє руху шини зокрема й авто загалом, що впливає на споживання енергії та довжині запасу ходу. Електромобілі мають обмежену ємність акумулятора, а це робить опір коченню більш важливим, і саме тому їм потрібні шини з низьким опором коченню. На нього впливають матеріали, конструкція та внутрішній тиск шини. Запобігти проблемам можна вибором шини, схваленої суто для електромобілів, а також — підтримкою оптимального рівня тиску у них.

Приклади шин для електромобілів

• Michelin e.Primacy: літня шина з низьким опором коченню, великим пробігом і низьким рівнем шуму. Підходить для електромобілів і гібридів і використовує у зовнішньому дизайні технологію самоблокування ламелей, яка покращує зчеплення та довговічність шини.
• Pirelli P Zero Elect: літня, з високою продуктивністю, низьким рівнем шуму та низьким опором коченню. Розроблена для електромобілів і гібридів, має спеціальну гумову суміш і структуру, які покращують керованість авто і загальний комфорт руху.
• Bridgestone Turanza Eco: літня, з низьким опором коченню, високою безпекою їзди та довговічністю. Схвалена для електромобілів і гібридів, має інноваційну суміш і дизайн протектора, що зменшують знос і покращують гальмування на мокрій дорозі.
• Continental EcoContact 6: літня, з низьким опором коченню, високим зчепленням і довгим пробігом. Підходить для електромобілів і гібридів, має суміш Green Chili 2.0 і асиметричний малюнок протектора, який оптимізує баланс між ефективністю та продуктивністю шини.
• Nokian Hakkapeliitta 10 EV: зимова шина, яка забезпечує відмінне зчеплення, стабільність і довговічність на снігу та льоду. Вона спеціально розроблена для електромобілів та гібридів і має технологію подвійних шипів, яка покращує зчеплення та зменшує шум шини.
• Bridgestone Blizzak WS90: це зимова шина, яка забезпечує чудові характеристики, безпеку та комфорт за зимової погоди та дороги. Підходить для електромобілів і гібридів, має суміш NanoPro-Tech і 3D-дизайн ламелей, який підвищує ефективність і зносостійкість.
• Continental VikingContact 7: зимова, забезпечує оптимальний баланс, контроль і чуйність на слизькій трасі. Схвалена для електромобілів і гібридів, має гнучку полімерну суміш і різноспрямований малюнок протектора, який оптимізує зчеплення та керованість.
  
  

Як використовувати шини для електромобілів

Правильне використання шин для електромобілів допомагає у заощадженні енергії, збільшенні запасу ходу та зменшенні зносу.

Їздити плавно означає уникати різких прискорень і гальмувань, які спричиняють надмірне навантаження та нагрівання шин. Плавне водіння підтримує постійну швидкість, що зменшує споживання енергії та збільшує запас ходу автомобіля. Можна використовувати круїз-контроль або функції рекуперативного гальмування електромобіля, аби допомогти їхати плавно.

Регулярна перевірка тиску в шинах — це вимірювання тиску повітря в шинах принаймні раз на місяць або перед довгою поїздкою та його регулювання відповідно до характеристик авто. Це знижує опір коченню, покращує керованість і запобігає пошкодженню шин. Використовуйте манометр або систему контролю тиску.

Використання режимів еководіння означає вибір режимів, які оптимізують енергоефективність і запас ходу. Підхід зменшує вихідну потужність, обмежує швидкість і налаштовує клімат-контроль. Використовуються еко-, комфортний або звичайний режими електромобіля.

Як доглядати за шинами для електромобілів

Догляд за шинами для електромобілів підвищує їхню безпеку, продуктивність і довговічність. Ось кілька порад щодо догляду:

• Періодично змінюйте шини на транспортному засобі, наприклад, з передніх на задні або зліва направо, кожні 10 000 км або відповідно до рекомендацій виробника. Періодична заміна шин вирівнює знос і продовжує термін служби шин.
• Перевірка шин на наявність пошкоджень або зносу виконується візуально та вручну, принаймні раз на місяць або перед довгою поїздкою, і включає пошук будь-яких ознак порізів, тріщин, опуклостей, проколів або нерівномірного зносу протектора.
• Ремонт або заміна шин за потреби відбуваються, якщо вони пошкоджені або зношені понад допустимі межі, наприклад, коли глибина протектора менш як 1,6 мм, або коли тиск у шинах нижче мінімального рівня. Ремонт/заміна відновлюють функціональність і безпеку.
• Перероблювання шин після утилізації відбувається у безпечний для навколишнього середовища спосіб, наприклад, доставкою їх до центру перероблювання чи пункту збору, або поверненням дилеру чи виробнику. Це зменшує відходи та забруднення повітря.

Топ-5 найбільших перешкод для впровадження електромобілів

Шини для переможців

Formula E — це чемпіонат з одномісного автоспорту для електрокарів. Він був задуманий у 2011 році міжнародною федерацією автоспорту та іспанським бізнесменом Алехандро Агагом задля просування електромобільності та боротьби зі зміною клімату. Перегони Формули E називаються E-Prix і проводяться на тимчасових вуличних трасах у Парижі, Нью-Йорку, Гонконзі, Токіо та інших великих містах.

Основні правила перегонів у Формулі E подібні до інших чемпіонатів, санкціонованих FIA, наприклад, Формули-1, але з деякими унікальними особливостями. Наприклад, боліди Формули E мають максимальну вихідну потужність 250 кВт, яку можна збільшити до 350 кВт після активації режиму атаки або Fanboost. Це стратегічний елемент, який дозволяє водіям тимчасово збільшити потужність, проїжджаючи через визначену зону на трасі. Fanboost — це система голосування фанів, яка дає найпопулярнішим водіям додатковий приріст потужності на короткий проміжок часу. Перегони Формули Е тривають 45 хвилин плюс одне коло, без піт-стопів або заміни шин, якщо немає пошкоджень або проколів.

Formula E також є платформою для інновацій і розвитку технологій електромобілів, особливо для шин. З сезону 2022/23 Hankook Tire є офіційним і ексклюзивним постачальником шин для Формули E, забезпечуючи шинами моделі iON всі команди. Це спеціально розроблена шина для електромобілів, яка забезпечує низький опір коченню, високе зчеплення, низький рівень шуму та високу довговічність. Модель містить технологію Hankook EVolution, яка об’єднує досвід компанії в ходових характеристиках і оптимізує протектор для електромобілів.

Під час змагань у Формулі E виробники шин випробовують та вдосконалюють продукцію в екстремальних умовах: висока швидкість, великий крутний момент, жара та змінне дорожнє покриття. Виробники шин збирають і аналізують дані про перегони — тиск у шинах, температура, знос і продуктивність, аби використовувати їх для досліджень і розробок. Цим вони затверджують імідж і репутацію бренду, а також виявляють прихильність до сталого розвитку та інновацій.

Нове покоління болідів

Spark Gen3 — це електричний гоночний автомобіль, який використовується в чемпіонаті FIA Formula E з сезону 2023/24. Основна відмінність від Spark SRT05e, електричними гоночними болідами, які використовувались у Формулі E раніше, полягає в тому, що Gen3 має більшу потужність, швидшу зарядку та меншу вагу, ніж SRT05e.

• Вихідна потужність: Gen3 досягає максимальної вихідної потужності 350 кВт (469 к.с.) у режимі наддуву та 300 кВт (402 к.с.) у режимі гонки. SRT05e може досягати максимальної вихідної потужності 250 кВт (335 к.с.) у режимі наддуву та 200 кВт (268 к.с.) у режимі гонки. Це означає, що Gen3 має на 40% більше потужності, ніж SRT05e.
• Швидкість заряджання: Gen3 розроблено для «миттєвої зарядки» на потужності до 600 кВт (800 к.с.), що дозволяє вперше підзаряджатися на піт-стопі в чемпіонаті. SRT05e не має цієї функції, і його можна заряджати лише до та після гонки. Це означає, що Gen3 розширює діапазон і стратегічні можливості стайні.
• Вага: Gen3 важить 760 кг без водія та приблизно 840 кг з ним. SRT05e важить 900 кг разом з водієм. Це означає, що Gen3 на 60 кг легший, що покращує його ефективність.
  
  

Результати останнього сезону Формули Е

Сезон 2023 року у перегонах Формули Е виграв британець Джей Денніс. Він виступає одночасно у ролі першого номера команди Avalanche Andretti Formula E і гонщика з розвитку у стайні Oracle Red Bull Racing Формули-1. Принцип нарахування очок приведено в таблиці:

Джей Денніс двічі на 16 етапах ставав кращим, шість разів фінішував другим і двічі — третім, загалом набрав у особистому заліку 229 очко і випередив пілота Envision Virgin Racing, новозеландця Ніка Кессіді на 30 пунктів. Обидва лідери мали в сезоні по одному сходу з дистанції.

А в командному заліку перемогла як раз Envision Racing, пілоти якої загалом принесли їй 304 бали, що на 12 більше, ніж у другої стайні сезону — Jaguar TCS Racing. Команда переможця особового заліку — Avalanche — посіла третю позицію.

Інновації в електромобільних шинах

Останні інновації в дослідженнях і виробництві шин для електромобілів викликані зростаючими запитами: це — більша вага, крутний момент, чутливість до шуму та сумніви щодо запасу ходу.

Виробники шин розробляють нові матеріали та суміші, які зменшують опір коченню, покращують зчеплення та подовжують довговічність шин.

• Continental використовує суміш Green Chili 2.0, яка оптимізує баланс між ефективністю та продуктивністю.
• Pirelli використовує спеціальну суміш і структуру, які покращують керованість і комфорт.
• Hankook використовує спеціальну суміш і структуру, які зменшують виділення тепла та підвищують стабільність.
  
  

Нові малюнки та дизайни протектора зменшують шум, покращують гальмування на мокрій дорозі та запобігають нерівномірному зносу шин EV.

• Michelin використовує малюнок протектора та маркування боковини, натхненні гонками Формули E4.
• Bridgestone використовує нову суміш і дизайн протектора, що зменшують знос і покращують гальмування на слизькому.
• Nokian використовує технологію подвійних шипів, це покращує зчеплення та зменшує шум.
  
  

Нові технології та функції підвищують ефективність та безпеку.

• Goodyear використовує технологію самогенеруючого протектора, яка адаптується до дорожніх умов і продовжує термін служби шини.
• Continental використовує технологію ContiSeal, що закриває проколи та запобігає втраті повітря.
• Michelin використовує технологію Uptis, яка усуває ризик спущених шин і зменшує викиди.
  
  

Це — лише деякі з останніх інновацій у дослідженні та виробництві шин для електромобілів, які роблять такі покришки кращими, чистішими та безпечнішими для користування.