圖為：Cooper 美國固鉑輪胎亞太技術中心（ATC），OE開發總監 姜升昊

女士們，先生們，大家下午好，我是Peter姜，-現在任職Cooper美國固鉑輪胎亞太技術中心的OE開發總監。今天我演講的題目是關于電動汽車輪胎的設計和發展趨勢。今天來到這里的嘉賓，我想大部分對于輪胎的技術并不是特別了解，所以我不講很多的細節，我會講一些基礎的輪胎知識和設計方面的問題。

開始今天的主題前，首先我想簡單地介紹一下Cooper美國固鉑輪胎，同時也介紹下關于新能源汽車輪胎方面的一些挑戰和性能的要求。對于Cooper來說，我們是一家美國的輪胎企業，創立于1914年，2014年剛剛慶祝了我們100周年的生日。Cooper美國固鉑輪胎是在十年以前進入的中國市場。Cooper美國固鉑輪胎在全球共有八家生產工廠，分別在北美、南美，還有兩個工廠是在歐洲，另外兩個工廠在中國，一個是昆山，在江蘇省；另一個工廠在青島，Cooper美國固鉑輪胎每年能生產6000萬條輪胎，我們的員工人數在9000名左右。

Cooper美國固鉑輪胎有一個全球研發體系，包括一個全球研發中心和三個區域技術中心，其中全球研發中心和北美技術中心，都座落在美國的俄亥俄州，歐洲技術中心位于英國，亞太技術中心位于昆山，這三個區域技術中心和全球研發中心一起是相互關聯的，可以相互提供技術支持。固鉑亞太技術中心，是2008年建立的，我們在中國非常注重本土化，快速滿足客戶需求，是一個具有很強本土化特色的技術中心。我們開發了包含了輪胎設計及性能模擬的軟件，并且有非常先進的輪胎測試設備。Cooper美國固鉑輪胎可能比其他企業進入中國的時間要晚，但是我們在短時間內就獲得了多方的認可，比如昆山的工廠拿到了福特Q1的認證，現階段同時給20多種不同的車型供應原廠輪胎等等。

現在來談談今天的主要話題，我想從環境問題入手。環境的問題可以說是加速了新能源汽車的發展，環境的問題特別是大氣污染，是一個非常值得研究的問題，尤其在中國。中國現在是最大的新能源汽車市場。有很多政府的政策，鼓勵了新能源汽車的發展，中國政府也宣布要求改善燃油消耗量。燃油的消耗量要在2020年減少27.5%，這個對于新能源汽車來說，是非常利好的消息。新能源汽車肯定是改善燃油消耗量的一個解決方案，新能源汽車有很多的類型，不管是燃料電池，還是插電式的汽車，很多的理論是一樣的。

新能源汽車的發展現狀有兩點挑戰。第一個是電池的容量不夠大，另一個是缺乏基礎充電設施，所以這就是為什么人們可能很猶豫是否購買新能源汽車。電池的容量可以隨著技術的發展來擴大，而輪胎的技術是如何能夠解決這兩點局限性呢，如何幫助我們來緩解這兩方面的問題呢。我們看電動汽車特性對輪胎的要求，它對輪胎設計工作提出了挑戰。第一個是電動汽車電池容量不足，這樣我們就應該增加能源的利用效率，那么開發低滾動阻力輪胎才能提高能源效率。另外電動汽車沒有內燃機的噪音，輪胎的噪音就會相對更加明顯，所以電動汽車要求輪胎噪音也得非常小。因為車身加入電池，所以電動車可能會比傳統的汽車要重，所以要求輪胎需要有更高的載荷能力，同時又希望能控制輪胎的重量（輕量化），這就要求我們在設計輪胎時，必須要考慮到這些方面。所以電動車對輪胎的性能要求即包括低滾動阻力、低噪音、輕量化、高載荷能力等方面。

輪胎對于車輛懸掛來說非常重要。一公斤的非懸掛重量相當于好幾公斤的懸掛重量，這樣當它滾動的時候，它就會需要更多的能源，會消耗更多的能源。我們如何來決定輪胎的大小和輪胎的重量，輪胎的大小是根據輪胎的負荷能力決定的，所以在我們設計的時候，就應該把輪胎的負荷能力考慮進來。這個圖可以看到輪胎重量的分布，從材料的角度來說，輪胎由天然橡膠、合成橡膠等組成。從結構的角度來看，藍色（胎面）這里占了30%。如何來給輪胎減重，有結構設計的限制，薄的輪胎可以減輕其重量但耐用性會受影響，還有撞擊鼓包的問題。如何能夠找到解決方案，如何能夠減少輪胎的重量的同時又不會影響其他的性能。固鉑研發應用了新型的輕質材料，同時不會影響輪胎的耐用度。新型材料的應用輪胎可以成功地減少20%的輪胎重量。

接下來要考慮到輪胎噪音的有效減少，大家可以看到，無論是標準內燃機車還是電動汽車，輪胎噪音對汽車的整體噪音貢獻量還是較大的。我們可以看到車在路上，車輛的噪音隨速度有所上升，但是因為我們電動汽車沒有內燃機，換句話說，控制輪胎的噪音是極其重要的。對于輪胎的噪音或者路面的噪音，我們也可以把它分類成不同的類型，一種是車外的噪音，典型的車外噪音就是通過噪音，另外是車內的噪音，或者是我們車廂內的噪音，這對于整機廠來說是很重要的指標。噪音又可以從傳播的途徑分類，一個是空氣傳播，一個是結構傳播，對于整機廠來說，結構傳播這種輪胎的噪音是更重要的。

接下來來跟大家介紹一下車內和結構的噪音是如何產生的。首先輪胎與路面接觸，把路面的振動激勵傳遞給懸架、車身及底盤等構件。從而形成噪音，所以我們就可以聽到這種噪音。車輛輪胎的共振也是一種噪音的來源，所以這兩種噪音都需要來進行有效控制，我們需要清楚地明白，車輛輪胎振動的特性，與此同時，來優化我們胎面和結構的設計。接下來我們來看一下車輛的滾動阻力RR，這是輪胎最為重要的一個特性，滾動阻力指的是車輛在轉動的時候，單位距離產生的能量損失。，輪胎滾動的時候，它因為跟地面車輛的接觸，會經歷一個從變形產生，到變形恢復的過程，在這種過程當中，輪胎的能量就會產生損失。這可以從下面的例子中得到更好的理解，一個小球落地地上，可以彈起來，但是彈回來的高度會降低，這就是因為發生了能量損失所造成的。所以大家看到，接下來是我們輪胎的一個應變的大小和輪胎恢復的情況。

可以看到輪胎產生變形之后，輪胎的負荷會產生一些變化，所以中間的這一部分的就是能源的損失。接下來看一下它的動態的三角區，這是用于一種輪胎性能的參數，所以這樣的三角區就代表了能源的損失，這個比例越高，代表了能源損失越高，所以經過一般的分析，抓地力是越高越好，滾動阻力越低越好。整體來說，對于標準的汽車，普通汽車，可能他們如果要到C的曲線是最好的情況，但是電動汽車的輪胎要求的是低滾動阻力的同時達到好的抓地力，所以相對地會犧牲一些其他的性能。所以我們看到下面這條曲線是電動汽車的輪胎達到的最佳性能。

可以看到三種因素決定了輪胎的滾動阻力。第一個就是變形，第二個是體積和重量，尤其是橡膠的體積。最后就是低遲滯性的材料。設計輪胎的時候，讓它更小的變形，尤其是接地的部分比較重要。接下來考慮到輪胎的體積，要盡量減少輪胎的體積和重量，要減少橡膠的使用量。

最后給大家介紹我們用什么樣的技術改善輪胎的滾動阻力。首先會有一些非常好的人造的橡膠材料，包括新興的材料，硅烷的材料，可以有更好的抓地力，更低的滾阻，磨耗性也會更好。另外我們還會對輪胎輪廓進行優化設計，減少輪胎的變形，并且來降低整體輪胎的重量，所以這些方面，對于電動汽車來說也是很重要的，對傳統的汽車來說，也是要考慮到輪胎的滾動阻力，這就是為什么過去幾十年來，輪胎的制造商不斷努力地來降低輪胎的滾動阻力。這樣的趨勢相信在未來還會延續。

但是當我們進入電動汽車的時代，輪胎要求非常低的滾動阻力。對于當前的輪胎技術來說，我們可能還不能達到想要的結果。目前有一種新型輪胎概念，即“高&窄”型輪胎。跟標準輪胎比起來，它是直徑更大一些，更高一些，胎面更窄。所以我們把它叫做高窄類型的輪胎輪胎的負荷能力是由輪胎的尺寸和充氣壓力決定的。可以看到它會考慮到輪胎整體的一個高度和寬度，就是它的一個尺寸。所以我們來比較一下這個表格顯示的就是普通的輪胎和高窄型的新型輪胎，新型的輪胎是更大的，所以就整體的直徑看，比普通的輪胎要多出11%。對于輪胎橫截面的寬度降低了15%，負荷能力、載重能力和普通輪胎比起來沒有受到影響。，我們就必須把輪胎的充氣壓力增大，在增大的充氣壓力情況下，新型的輪胎和標準的普通輪胎都是一樣的。

為什么會出現高窄型的輪胎，就是因為輪胎在使用的時候，輪胎如果尺寸更小，它需要轉動的圈數會更多，但是如果輪胎更大或者更高，所以這個輪胎同樣的一個路程，與傳統的輪胎相比，轉動的次數會更少。所以旋轉量更少，就意味著變形更小，變形更小，就意味著它的遲滯更小，所以輪胎的滾動阻力就更小。原則上輪胎直徑每增加1%就會帶來1%的滾動阻力的降低。第二個考慮，要把輪胎做的更窄，是為了減少空氣的阻滯，所以在輪胎滾動的時候，盡量的減少空氣的阻滯，能夠降低滾動的阻力，這也可以來幫助降低輪胎的噪音。輪胎剛才說的充氣壓力更大，所以在滾動的時候，變形更小，阻力更小。

但是高窄型輪胎面臨著技術挑戰，可能影響其他輪胎性能，特別是動態穩定性。它是比較窄的一種輪胎，這就代表了它橫向的抓地力是不足的，在轉彎的時候，可能因為抓地量不足，會造成一定的不穩定，所以可以看到我們做了一個比較，標準輪胎和新型輪胎的一個性能比較。所以這種新型輪胎在包括噪音和滾動阻力等方面，都是有改善的。但是大家可以看到，它在操控性和抓地力方面還是有所不足，所以新型的輪胎現在推廣應用較少。

我們來看一下在中國制造電動汽車輪胎的狀況，我想大家應該很熟悉這些了。我們Cooper美國固鉑輪胎做了一些調查，絕大多數的中國的電動汽車的輪胎還是標準的輪胎，并不是這種專門為了電動汽車設計的輪胎。同樣，我們也看了一下對于它的一個性能的情況，對于整車廠的要求可以看到，它的滾動系數大約是8.5到7，這是一個相對來說比較低的要求，對于輪胎的重量和噪音這方面，并沒有特殊的對于電動汽車輪胎的一個要求。

好的，我總結一下我的演講，主要有三點，首先在中國市場上使用的大多是標準型的輪胎，而不是專門的新概念輪胎，我想也是絕大多數的輪胎制造商都有這樣的觀念，這樣的一個趨勢可能還會延續幾年。我們要考慮到對于電動汽車的輪胎來說，滾動阻力、重量和噪音都是很重要的技術要求，很有趣的是這些要求和普通輪胎的研發趨勢完全符合，相信在未來幾年，新能源車專用輪胎可能不會成為一個非常主流的產品，也會存在一些性能和技術方面的限制，但是相信輪胎廠家將會繼續致力于改善輪胎的性能。

好，這就是我的演講，謝謝大家，謝謝大家的時間。

主持人：

因為我們姜總是用英文講的，不知道現場大家有沒有聽明白，或者說有沒有什么疑惑，如果大家有任何的問題可以提問，其實在講的有兩個主要問題，一個就是針對現在中國市場上的電動車對輪胎的需求，主要是對我們現有的輪胎做一些改進，做一些研發，去適應我們現在的電動車市場，包括盡可能地降低它的滾動阻力，并且不影響其他的性能。另外，因為電動車是沒有內燃機產生噪音，所以輪胎的噪音會特別明顯，所以就是盡可能降低輪胎的噪音。大家如果有什么問題，可以跟我們的姜總來提問。

提問：

我問一個，剛才姜總談到一個觀點，輪胎直徑增加1%，滾動阻力就會減少1%。這有沒有一個特定的范圍，還是說這是一個普遍的規律？

姜升昊：

阻力滾動的時候才有，但是輪胎大，大的輪胎能持續滾動，但是小的輪胎滾動阻力變小，是這樣的概念，你理解嗎？

主持人：

輪胎的直徑越大，同樣的距離，它要轉動的圈數就會越少。輪胎的滾阻怎么產生的，當它轉動的時候會變型，再恢復，再變形，在這個過程中產生比較大的阻力。它比較大，會轉的圈數比較少，所以相對而言它的滾動阻力會減少。

姜升昊：

輪胎更大的時候，輪胎的速度要傳動過去，很小的話，很多次，20次，輪胎滾動，是不一樣的，所以滾動阻力變形，造成這個。

提問：

我問一個問題，電動車的重量要比普通車大，如果你還是用窄一點的輪胎，剎車方面，是不是意味著剎車的距離效率會更差一點？

姜升昊：

對的，但它的距離比較長，長的話，滿足基本的機動距離，直線的距離問題不大，更大的問題是轉彎的時候，寬度很窄，可能會造成這個問題。

主持人：

直線距離是沒有問題的，但是比較大的問題就是在轉彎的時候，因為它的距離比較小，所以會有一定的困難。

提問：

怎么解決呢？

姜升昊：

很難的問題，我們將會繼續努力。

主持人：

現在研發的重點，是如何在盡可能降低它的滾動阻力的同時，不影響其他的性能。

姜升昊：

所以將來四五年，這個目標不會變。

主持人：

所以高窄型的輪胎是一個概念，對于我們來說，是美國研發中心在研發的課題，我們在中國研發重點主要是如何將標準化的輪胎進行改善，讓它去適應電動車輪胎。