Page 115 - 《橡塑技术与装备》2025年11期

环保节能与安全
ENVPROTECTION AND ENERGY SAVING AND SAFETY

新能源轮胎低滚阻性能协同设计研究

唐俊萍，柳云点，尚庆仁，陈绍孟，刘吉镇，陈国胜，王洪娟
( 山东万达宝通轮胎有限公司，山东 东营 257500)

摘要 ： 针对新能源汽车续航里程提升需求，本研究构建低滚阻轮胎三维协同设计体系。采用端基改性溶聚丁苯橡胶结合高分
散白炭黑填充技术，以及优化胎面花纹设计、轻量化设计和优化轮廓参数，同时采用串联式混炼及高温氮气硫化工艺，通过材料 -
结构 - 工艺的协同设计，在保障轮胎安全性能的同时，实现较低滚动阻力，为新能源汽车提供低滚阻解决方案。
关键词 ： 新能源汽车 ；三维协同设计体系 ；低滚阻轮胎
中图分类号 ： TQ336.1 文章编号 ： 1009-797X(2025)11-0063-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.11.014

在全球能源转型与环保政策驱动下，新能源汽车 面花纹设计与材料硬度匹配度的共同影响。轮胎在高
产业持续高速增长。2024 年全球销量达 1 823.6 万 速旋转时引发的空气湍流形成附加阻力，这种阻力与
辆，同比增长 24.4%，中国市场以 1 288.8 万辆占比 轮胎轮廓的形状密切相关。因此在轮胎设计中，减少
70.7% 领跑全球。尽管新能源汽车发展迅速，但续航 材料的滞后损失和优化轮胎的外形，对于减少轮胎滚
能力不足仍是制约消费者的痛点。轮胎作为汽车唯一 动阻力具有重要意义。
接地部件，其滚动阻力造成的能量损耗占整车能耗 1.2 影响因素
20%~30%，开发低滚阻轮胎对能效提升具有特殊意义。 轮胎滚动阻力的大小受到多种因素的影响，其中
降低轮胎滚阻现有技术面临两大核心挑战 ：其一， 材料特性、结构参数和使用条件是最为关键的影响因
当前研究多聚焦单一维度优化，对材料—结构—工艺 素。
协同设计研究不足 ；其二，滚阻降低常伴随抓地力、 材料方面，橡胶填料分散状态与界面结合强度决
耐磨性、静音性等性能衰减。如何在降低滚阻的同时， 定其损耗特性 ；通过大量试验数据体现，弹性模量与
实现轮胎各项性能的平衡和优化，是当前新能源轮胎 滞后损失呈负相关，弹性模量越低，相同外力下变形
研发面临的关键难题。 越大，滞后损失越显著 ；当工作温度接近或低于玻璃
本文重点论述，通过材料—结构—工艺三方协同 化温度时，橡胶刚度增加，弹性下降，滞后损失激增。
设计，在保障轮胎安全性能的同时，实现较低滚动阻 结构参数方面，接地面积与滚动阻力正相关，接
力。 触面积扩大会加剧机械摩擦与滞后损耗 ；胎体刚度不
足导致过度变形增加损耗，刚度过高则会牺牲轮胎的
1 新能源轮胎滚阻形成机理 舒适性与抓地力。
1.1 形成机理 使用条件中，胎压、载荷与温度是构成主要外部
轮胎滚动过程中的能量消耗本质上是多种材料耦 变量。低胎压、高载荷及高温环境均会加剧轮胎变形，
合作用的结果。材料的滞后损失是构成主要能耗来源， 导致滚阻上升 ；低温环境下橡胶弹性降低，滞后损失
其产生机制与橡胶分子链的动态响应特性密切相关。 增大，降低轮胎的滚阻性能。
在周期性压缩—回弹过程中，分子链段的不可逆位移
导致机械能向热能的持续转化，这种转化效率与橡胶
的玻璃化转变特性存在直接关联。胎面与路面的接触 作者简介 ：唐俊萍（1974-），女，学士，高级工程师，主
摩擦包含宏观滑动与微观粘着双重机制，其强度受表 要从事轮胎研究和管理工作。

年
2025 第 51 卷 ·63·