住友ゴムは2024年2月7日、EV用タイヤなどの開発プロセスにおけるシミュレーション技術｢タイヤ空力シミュレーション｣を開発したと発表した。
EVの燃費（電費）性能向上のためにはタイヤの転がり抵抗の低減の他に、タイヤ周りの空気抵抗低減が非常に重要になる。住友ゴムは走行する車両のタイヤ付近の気流を、AIを活用した独自のシミュレーションにより可視化することで、空力性能を最適化するタイヤ形状の開発を進める。
2027年発表予定の次世代EVタイヤでは、EVの電費性能向上をさらに貢献するタイヤの開発を目指すことになる。
EVがタイヤに求める性能として、航続距離を最大化するための低電費性能の向上が重要な要素の１つであり、これまでも様々なアプローチでタイヤの転がり抵抗低減に取り組んできている。これに加えこのほど開発した｢タイヤ空力シミュレーション｣を活用して、EVタイヤの電費性能向上において重要となる空気抵抗低減にも取り組むとしている。
EVへの転換が急速に進む現在、内燃エンジン車両で過半を占める熱によるエネルギーロスがEVではほとんどなくなり、空気抵抗の影響が相対的に増加することになる。タイヤは車体から露出しており、タイヤ付近を経由した空気は車両下部や側面にも大きくはみ出して流れるため、乗用車の空気抵抗によるエネルギーロスのうち、20～25%はタイヤが影響しているのだ。熱によるエネルギーロスがほとんどないEVでは、転がり抵抗と合わせるとエネルギーロスの約34～37%がタイヤに起因すると考えられている。
今回新たに開発した｢タイヤ空力シミュレーション｣は、タイヤ付近の空気抵抗を可視化するシミュレーション技術だ。実車両データを用いることや、タイヤのパターンを再現した上で、車重による接地部分のタイヤ形状変化も含めて結果の分析にAI技術を活用しながらタイヤの回転による空力を計算できることが特長でありメリットだ。
さらにこれに加えて今回、タイヤのサイドウォールの文字や微細な凹凸がパターン同様に回転しながら変形するシミュレーション技術を開発した。EVタイヤにおいてはサイドウォール部の凹凸を少なくし、空気抵抗を低減する事が重要だが、今回開発したシミュレーション技術を活用することでデザインと空力性能をより高次元で両立させたタイヤ開発が可能となるのだ。
シミュレーションの精度を確認するために実施した実車による風洞実験結果と比較して、タイヤ後方の気流の傾向やサイドウォール部の凹凸を少なくしたEVタイヤの方が標準タイヤよりも空気抵抗値が低く、その変化量も一致したことから有用性が確認できた。
また、AIも空気抵抗が大きい時はサイドウォール部がタイヤの空気抵抗に重要な位置であると示唆しており、このAI技術の有効性も確認ができたことになる。この技術を活用することで、空力特性の最適化によるタイヤ性能向上を図り、転がり抵抗低減と合わせてEVの電費性能向上を追求していくことになる。
