Banden voor EV's - Reportage

Om maar eens met die gewichten te beginnen: een Nissan Leaf is goed voor 1.480 kg, een Renault Zoe R110 weegt 1.475 kg en de Jaguar I-Pace is goed voor iets meer dan 2,1 ton. De Nissan heeft een maximaal koppel van 320 Nm, de Renault perst er 225 Nm uit en de Jaguar komt tot bijna 700 Nm, gelukkig verdeeld over vier wielen. Wat ook anders is bij de EV, is het lagere zwaartepunt en de gewichtsverdeling. Beide zijn bijna ideaal, dankzij de laag geplaatste batterij, die ook nog eens keurig tussen de vooren achteras ligt. Dat levert al een dynamisch weggedrag op, zoals de nieuwe Tesla Model 3 onlangs in een eerste rijtest liet zien. De bijna perfecte gewichtsverdeling maakt hoge bochtsnelheden mogelijk en dat vereist zeer veel van de banden, die op dat moment optimale zijwaartse grip moeten leveren. Er wordt door alle grote bandenfabrikanten dan ook volop ontwikkeld en getest. Bridgestone deed dit specifiek voor de BMW i3 en de Audi E-tron.

KRACHT OP HET RUBBER

Desondanks is een moderne, goede merkband die niet specifiek voor een EV is ontwikkeld zonder meer opgewassen tegen de brute en spontane kracht van de elektromotor. De meeste EV’s rijden dan ook op dezelfde banden als de conventionele auto’s. Bovendien gaat het gaspedaal echt niet altijd op de bodem; dat kost namelijk veel stroom en daarmee direct ook actieradius. En dat laatste is echt heilig voor de EV-rijder! Dat neemt niet weg dat er bij normaal rijden al veel kracht op het rubber wordt uitgeoefend. Het volledige motorkoppel is direct beschikbaar. Het hogere gewicht van de auto veroorzaakt bovendien meer slijtage, dus ook daarvoor moet de bandenfabrikant een oplossing gaan vinden. Klein pluspunt is het feit dat er met een EV minder hard wordt gereden, om de actieradius te verlengen. We legden Emilio Tiberio, Vice President R&D bij Bridgestone, een aantal vragen voor.

We kunnen ons echter voorstellen dat dezelfde thema’s bij alle andere grote bandenfabrikanten eveneens op de agenda staan. Wat zijn de belangrijkste uitdagingen bij het ontwikkelen van banden voor elektrische voertuigen, in vergelijking met auto’s met een verbrandingsmotor? Zijn er verschillende ontwerpprioriteiten? Lage rolweerstand en geluid zijn de belangrijkste eigenschappen, maar zijn er andere?

“Eén van de grootste uitdagingen bij de ontwikkeling van banden voor elektrische voertuigen is het verlengen van de actieradius. Dat vereist banden met een ultralage rolweerstand. De rolweerstand van banden is niet de enige bron van energieverlies in een voertuig. De aerodynamische weerstand is een andere belangrijke factor waarin banden een rol spelen; daarom is dit een ontwerpprioriteit voor elektrische voertuigen geworden. Ook zorgt de massa van voertuigen en banden voor een energieverlies tijdens acceleratie en helaas kan niet al deze energie worden teruggewonnen tijdens het remmen. Daarom zijn vooral voor elektrische voertuigen lichtgewicht banden noodzakelijk. Toch is optimalisatie van het rijbereik niet de enige uitdaging bij het ontwikkelen van banden voor elektrische voertuigen. De elektromotor heeft een hoog startkoppel. Dit zorgt voor een betere acceleratie dan bij conventionele voertuigen, maar vormt tegelijkertijd een extra uitdaging voor de banden: ze moeten zorgen voor een betere weerstand tegen slijtage zonder afbreuk te doen aan de veiligheid. Een andere uitdaging bij het ontwikkelen van banden voor elektrische voertuigen is het terugdringen van lawaai: het gebruik van stille elektrische motoren verhoogt de gevoeligheid voor afrolgeluid van de banden. Last but not least: accu’s zijn zwaar. Totdat er een volledig nieuwe generatie accu’s beschikbaar is, zullen deze een aanzienlijke gewichtstoename voor elektrische voertuigen betekenen wanneer de actieradius toeneemt. Daarnaast hebben meer accu’s meer ruimte nodig, maar de banden kunnen niet breder zijn dan ze nu zijn, dus de volgende uitdaging is het ontwikkelen van banden die meer belasting kunnen dragen, maar met dezelfde maat.”

Hoe gaat Bridgestone te werk? Komt het realiseren van al deze eigenschappen neer op de rubber compounds, materialen, ontwerp, loopvlak en constructie?

“Er worden verschillende technologieën ontwikkeld en toegepast. Zoals volledig virtueel ontwerpen om de lay-out van het loopvlak te optimaliseren, zodat de grip op nat wegdek, de slijtage en het voorkomen van aquaplaning worden verbeterd. Ook spelen loopvlakverbindingen een grote rol. Er is niet alleen gewerkt aan de verbetering van elk onderdeel van de band, maar ook aan een geheel nieuw bandenprofiel: ologic. Deze banden hebben grote diameters en smallere profielen, die vervorming en energieverlies bij het rijden verminderen. Zo wordt de rolweerstand verminderd, terwijl de veiligheid hetzelfde blijft. Bovendien zorgt de verminderde breedte voor een lagere rolen luchtweerstand. Toen elektrische voertuigen nog in de kinderschoenen stonden, werden we door BMW gekozen als partners om ologic-banden te ontwikkelen die de rijeigenschappen en de duurzame prestaties van de i3 verbeteren.”

Is het belangrijker om met autofabrikanten samen te werken om de vereisten van een specifieke EV aan te pakken of om banden voor al bestaande EV’s te ontwikkelen?

“Partnerschappen en open discussies met de autofabrikanten zijn cruciaal, zoals de i3-ontwikkeling heeft laten zien. Alleen door deze benadering te volgen is het mogelijk om precies de goede band voor een EV te ontwikkelen.”

Hoe kan de ontwikkeling van banden voor EV’s de ontwikkeling van banden in de toekomst beïnvloeden, bijvoorbeeld in autonome voertuigen?

“We zien een aantal trends dat van invloed is op de toekomst van de automobielindustrie, met toekomstige voertuigen als: connected, autonoom, deelauto’s en de EV. De toekomstige banden zijn verbonden met de auto en ze zullen sensortechnologieën hebben die de rij-algoritmen registreren en de (autonome) auto helpen om beter te begrijpen wat er gebeurt, om zodoende betere beslissingen te nemen.”