タイヤ付近の空気抵抗を可視化する「タイヤ空力シミュレーション」を開発　住友ゴム工業

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住友ゴム工業は2024年2月7日、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「タイヤ空力シミュレーション」を発表した。AIも活用した独自のシミュレーションにより、走行する車両のタイヤ付近の気流を可視化し、空力性能を最適化するタイヤ形状の開発を進めていく。

EVの燃費（電費）性能向上には、タイヤの転がり抵抗の低減に加え、タイヤ周りの空気抵抗低減が非常に重要になる。EVでは現在、ICE（内燃機関）車両で過半を占める熱によるエネルギーロスがほとんどなくなり、空気抵抗の影響が相対的に増加している。

タイヤは、車体から露出し、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ことから、乗用車の空気抵抗によるエネルギーロスのうち20～25％はタイヤが関係している。EVは熱によるエネルギーロスがほとんどないため、転がり抵抗と合わせるとエネルギーロスの約34～37％がタイヤによるものとなる。

時速100kmでのICE車両とEVのエネルギーロスの比較

タイヤ空力シミュレーションは、実車両データを用いたり、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。

さらに今回、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ている。今回開発したシミュレーション技術の活用により、デザインと空力性能をより高次元で両立させて開発できる。

実車による風洞実験でシミュレーションの精度を確認したところ、標準タイヤに比べ、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タイヤの方が空気抵抗値が低くなり、その変化量も一致したことから有用性を確認できた。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、同AI技術の有効性も確認できた。

実車とシミュレーションによる空気抵抗値の変化量の比較

AIによるタイヤの空気抵抗に重要な位置の可視化結果例

同社は開発した技術を活用し、空力特性の最適化によるタイヤ性能向上を図る。2027年発表予定の次世代EVタイヤでは、EVの電費性能向上にさらに貢献するタイヤの開発を目指す。

関連情報

次世代EVタイヤ開発に重要な｢タイヤ空力シミュレーション｣を開発 ～EV空気抵抗の20％以上を占めるタイヤの空力特性解明に寄与～ | 住友ゴム工業