► AGV续航下降往往被归因于电池老化，但很多场景下真正的耗电源头是车轮的滚动阻力：同样一台车，换一组轮胎面，单位里程能耗可能相差两成以上。
► 滚动阻力不是单一材料指标，它由胶层材料的内耗滞回、胎面硬度、承载变形量、地面粗糙度四个因素共同决定，且四者相互牵制。
► 硬胎面（如93 Shore A级）滚动阻力更低、更耐磨，但地面保护与噪音表现下降；软胎面（如75 Shore A级）护地与静音更好，代价是滚动阻力上升、能耗增加。
► 滚动阻力与耐磨性并非同一指标：配方体系决定磨耗率，硬度只是其中一个变量，选型时不能用硬度代替耐磨判断。
► 本文给出一套五步核算方法，把滚动阻力从定性描述转化为可代入企业自身参数的单位里程能耗估算，便于在选型阶段比较不同胎面方案的运行成本。
► 文中以75 Shore A与93 Shore A两档胎面、法兰结构驱动轮与从动轮的公开规格区间为例演示测算逻辑，相关型号与承载数据取自putscn.com产品页，读者可自行核对。

▎AGV驱动轮滚动阻力与能耗关键数据一览

一、续航变短，为什么先怀疑车轮而不是电池

一台AGV用了一年半，运营方发现原本能跑满一个班次的电量，现在跑到下午就要回桩充电。多数人的直觉反应是电池衰减，于是送检电池、更换电芯，折腾一圈之后发现容量衰减还在合理范围内。问题往往不在电池，而在这台车一直在跟地面较劲。

电池容量决定这台车能装多少电，滚动阻力决定这些电被消耗得多快。前者是储能量，后者是消耗率，两者共同决定续航里程。运行一段时间之后，轮胎面因为磨损而发生变化、承载分布因为车体改造而改变、地面因为清洁方式或涂层老化而变粗糙，这三个变化都会推高滚动阻力，而这个变化过程是缓慢的，日常很难察觉，直到续航表现出现明显落差才被注意到。

从能量流向看，AGV驱动电机输出的功大体分为三部分：一部分用于克服滚动阻力维持前进，一部分用于克服空气阻力（在AGV的低速工况下占比很小），还有一部分在制动环节被消耗。真正与车轮直接相关的是前一部分，而这一部分在低速重载的AGV上占比不低，通常在总牵引功里占到六成以上。

这也是为什么换一组胎面常常能带来续航的明显改善，而换电池的成本要高出许多。滚动阻力是一个在选型阶段就基本确定的参数，一旦车辆定型并投入运行，想再优化它就要动硬件。因此把滚动阻力纳入选型评估，比事后换电池更经济。

1.1 滚动阻力的物理来源：材料内耗而不是摩擦力

很多人把滚动阻力理解为车轮与地面之间的摩擦，这是一个常见的概念混淆。滑动摩擦是接触面之间的相对滑移，而滚动阻力主要来自材料在反复压缩与回弹过程中的能量损失，即所谓的滞回损失。

车轮滚动时，胎面进入接触区的部分被压缩，离开接触区的部分回弹。理想的弹性材料会把压缩时储存的能量在回弹时全部释放出来，而实际的黏弹性材料只能释放其中一部分，另一部分以热量的形式耗散掉了。这部分耗散的能量，需要电机持续补充，于是表现为滚动阻力。

聚氨酯是典型的黏弹性材料，它的滞回损失与其分子结构、交联密度和配方体系直接相关。这也解释了一个工程现象：两组硬度相同的聚氨酯轮，如果配方体系不同，滚动阻力可能明显不同。硬度是表征材料抵抗压入能力的指标，而滞回损失表征的是能量的往复利用效率，两者不是同一个维度。

从上表可以看到，与轮胎面选型直接相关的是前两项。第三、四项不属于材料范畴，但同样会推高实际能耗，且第三、四项通常在车辆长期运行后才逐渐显现，这与续航逐渐变短的现象是吻合的。

二、四个决定滚动阻力的因素，以及它们如何互相牵制

滚动阻力不是一个可以单独调节的参数，它由四个因素共同确定，调整其中任何一个都会牵动其余三个。把这四个因素拆开看，选型时的取舍关系才比较清楚。

2.1 因素一：胶层材料的滞回特性

这是四个因素中影响权重较高、也较难在事后改变的一项。聚氨酯胶层的滞回特性由配方决定，其中预聚体类型、扩链剂选择、交联密度是主要变量。低滞后配方在同等承载变形下产生的内耗更少，滚动阻力更低，这样的配方通常也对应较低的压缩永久变形和较好的尺寸稳定性。

需要注意的一点是，低滞后配方与高耐磨配方并不矛盾，但也不完全等同。耐磨性主要取决于材料的抗撕裂强度、抗切割能力和表面回弹特性，而滚动阻力取决于滞后损失。在配方设计上，两者可以通过交联密度和软段结构的调整实现一定程度的兼顾，这属于配方工程范畴，不是单纯提高硬度能解决的。

2.2 因素二：胎面硬度

硬度是选型时较容易获取、也较容易被误用的指标。从滚动阻力角度看，硬度提高通常伴随滞后损失下降，因为材料抵抗压入的能力增强，同等载荷下的变形量减少，压缩-回弹循环中的能量耗散随之减少。

但硬度提高会同时带来三个代价。其一是地面保护能力下降，较硬的胎面在通过地面细微凹凸和不平整接缝时的适应性变差，对环氧地坪、洁净室地面这类对表面完整性要求高的场景不友好。其二是运行噪音上升，硬度高的材料在滚动中对地面微观凸起的冲击响应更直接。其三是对地面的磨损加剧，在木地板、部分涂层地面上的表现尤其明显。

这就是选型中真实存在的两难：硬度带来的能耗优势，需要用地面保护和运行体验来交换。把硬度理解为可以单向上调的参数，是选型中比较典型的误判。

上表中的硬度档位采用行业常见分档方式，实际选型时应以供应商公布的技术参数为准。需要说明的是，同一硬度档位下不同配方体系的滚动阻力可能仍有差异，硬度只是横向比较的起点。

2.3 因素三：承载变形量

载荷通过胎面传递到地面的过程中，胶层会发生压缩变形。变形量越大，压缩-回弹循环中耗散的能量越多，滚动阻力越高。在材料确定的前提下，控制变形量主要靠三个手段：提高硬度、增大轮径、增加胎面宽度。

这条规律在规格表里可以直接读出。以法兰结构驱动轮的公开规格为例，直径100毫米、宽40毫米的规格在4km/h工况下单轮承载为300公斤；直径增大到300毫米、宽度增加至60毫米时，单轮承载提升到1100公斤。承载能力提升的同时，单位载荷对应的变形量反而下降，因此大直径规格在重载场景下往往同时具备更好的承载余量和更低的滚动阻力。

但大直径规格有代价。轮径增大意味着车体离地间隙变化，需要重新匹配驱动单元安装接口；同时轮子自重增加，转向和制动环节的惯量上升。这些都是选型时必须一并考虑的约束，不能只看承载和阻力两项。

2.4 因素四：地面粗糙度与摩擦条件

同样的车轮在不同地面上滚动，阻力表现差别明显。地面粗糙度增加会使胎面在微观尺度上的嵌入和挤出更加频繁，接触面积和变形频率同步上升，滚动阻力随之增大。实测经验表明，同一台车从抛光混凝土地面运行到磨损的环氧地坪上，单位里程能耗可能出现一成以上的差异。

地面条件还通过另一个途径影响能耗，就是摩擦系数。滚动阻力与滑动摩擦系数并非同一个量，但两者都源于接触界面的材料相互作用。地面存在油污、水膜或清洁剂残留时，摩擦系数下降，车轮更容易发生微滑移，部分牵引功被浪费在滑移上，同样表现为能耗上升和定位精度变差。

这四个因素之间的关系可以概括为一句话：材料决定基线上限，硬度决定取舍方向，承载变形决定工作点，地面决定实际落点。这四层是递进约束的关系，不是并列的打勾项。材料体系一旦确定，滚动阻力就存在一个无法突破的基线上限；硬度在这个上限之内决定取舍方向，往低阻一侧调就要在地面保护和噪音上让步；承载变形把方向落到具体的工作点上，同一档硬度在不同载荷下的实际变形量并不相同；地面条件则是最后一层修正，同样的车轮放在抛光混凝土和起砂旧地面上，实际滚动阻力会出现明显差别。选型时如果能把这四层依次明确，滚动阻力的评估就不再依赖经验判断。

三、把滚动阻力折算成电费：五步核算方法

滚动阻力的数值本身对采购和运营人员意义有限，真正有决策价值的是它对应的能耗与成本。下面给出一套五步核算方法，每一步都给出公式和示例，读者可以把企业自身的真实参数代入后重新计算。

3.1 步骤一：列出车辆工况的五个基础参数

核算的输入参数包括：整车总质量、运行速度、日均运行时长或里程、驱动轮数量及单轮承载、地面条件系数。这五个参数决定了后续计算的全部输入，其中地面条件系数在缺少实测数据时，可以按上一节的对照表做保守估计。

3.2 步骤二：计算单轮受力

单轮法向载荷由整车总质量按轮子数量和载荷分布系数分配，可用以下关系表达：F = m × g ÷ n × k。其中m为整车总质量，g取9.8米每平方秒，n为承载轮数量，k为载荷分布不均系数。对于载荷分布较均匀的四轮AGV，k通常取1.1至1.2；对于存在明显偏心负载的场景，k需要相应提高。

3.3 步骤三：估算滚动阻力

滚动阻力等于法向载荷乘以滚动阻力系数：Fr = F × Crr。滚动阻力系数是这一环节的关键输入，它取决于材料、硬度、载荷和地面状况的耦合结果。在缺少厂家实测数据时，聚氨酯轮可按0.008至0.025区间取值，具体取值的依据是硬度档位和地面粗糙度：硬胎面配平整地面取下限，软胎面配粗糙地面取上限。

3.4 步骤四：折算驱动电机输出功

驱动轮需要输出的功等于滚动阻力乘以行驶距离：W = Fr × L。需要注意的是，这个功是机械功，从电池到驱动轮的完整链路还要经过电机效率、减速机效率和驱动控制器的功率转换损耗，整体传动效率通常在0.7至0.85之间。得到机械功后除以传动效率，即得电池侧的电能消耗。

3.5 步骤五：比较不同方案的单位里程能耗

把两种胎面方案分别代入同一套公式，得到单位里程能耗差，再乘以车辆的年运行里程和电价，就得到年度的能耗成本差异。这个差值才是选型时真正需要权衡的数字。

3.6 一组示例测算：两档胎面的能耗差异有多大

下面用一组明确假设的示例数据演示测算逻辑。示例整车总质量1500公斤，四轮承载，负载分布系数取1.15，日均运行里程按20公里计，年运行300天，地面为环氧地坪，传动效率取0.8，电价按工业用电1.0元每千瓦时估算。

这组测算需要强调三点。其一，表中的滚动阻力系数为示例取值，用于演示测算方法，不代表任何具体产品的实测值，实际数值应以供应商提供的测试数据或现场实测为准。其二，能耗差异同时体现在电费与续航两个维度，案例中约316元的年度电费差额看似不大，但同等电量下续航提升的幅度对运营排班的价值往往超过电费本身。其三，本示例未计入因胎面磨损周期不同而产生的更换成本差异，实际选型时应将更换成本一并纳入。

如果把这套测算反过来用，也可以回答另一个问题：为了追求低滚动阻力而选择高硬度胎面，是否一定划算。当车辆本身很轻、运行里程很短、地面条件又比较敏感时，能耗节省的绝对值会明显缩小，而地面保护带来的代价可能更大。测算的价值恰恰在于把这类权衡从定性变成定量。

3.7 五步核算公式速查表

为便于现场使用，把上述五个步骤的公式、取值口径和注意事项集中列出，可直接对照代入企业自身数据。

使用这张速查表时有一个前提需要说明：滚动阻力系数是整个核算中不确定性较高的一项输入，它同时受材料、硬度、载荷和地面四个因素影响。在缺少厂家实测数据的情况下，按区间取值再乘以一个保守系数，比直接套用一个精确数字更接近实际。

四、容易算错的五个细节

4.1 用硬度代替滚动阻力判断

硬度是滚动阻力的影响因素之一，但不是替代指标。两组同为93 Shore A的聚氨酯轮，如果配方体系不同，滞回损失可能有明显差异。在向供应商索取数据时，应明确要求提供滚动阻力或滞回损失的实测数据，而不是只看硬度标注。

4.2 忽略速度对承载和阻力的双重影响

承载能力必须与速度条件同时给出。以公开规格为例，同一规格的驱动轮在4km/h工况下的承载能力，明显高于10km/h工况。脱离速度条件谈承载值没有比较意义，同样，脱离速度条件谈滚动阻力也不完整，因为速度提高会增加单位时间内胎面的变形循环次数。

4.3 把滚动阻力与启动阻力混为一谈

车辆从静止到启动需要克服静摩擦，这个量通常大于滚动阻力。对于频繁启停的AGV场景，启动阻力的累积效应不可忽视。如果只按滚动阻力核算，会低估实际能耗。评估时应向供应商说明车辆的启停频次，以便选择合适的配方倾向。

4.4 未考虑温度引起的参数漂移

聚氨酯的力学性能随温度变化。规格书给出的工作区间为-30°C至+70°C，短时可达+90°C，同时注明温度高于+40°C时承载能力下降。在冷库场景中，材料变硬、滞后损失和柔顺性都会发生变化；在高温车间中，则需要按降低后的承载能力重新核算。滚动阻力的核算应当基于该场景的实际工作温度。

4.5 忽略批次一致性带来的偏差

滚动阻力的核算建立在参数稳定的假设之上，而实际运行中，如果不同批次的轮子直径存在差异，同轴上的两个轮子转速不等，会产生持续的纠偏动作，额外消耗能量。这类损耗在单只轮子上看不出来，但在整车层面会稳定地推高能耗。批量交付的尺寸一致性因此不只是质量问题，也是能耗问题。

五、按工况选胎面的判断顺序

把前面的分析整理成一套可以照着走的判断顺序，选型时按次序推进，通常不会出现大的偏差。

这五个次序不是独立的，前一项的结论会约束后一项的可选范围。例如地面条件敏感的洁净室场景，硬度上限被压低，那么要达到同样的承载能力就只能通过增大轮径或胎面宽度实现，而轮径的选择又受车体结构限制。选型是一个逐步收敛的过程，而不是逐项打勾的清单。

六、汉科的做法：把滚动阻力当作制程指标来管理

滚动阻力属于事后难以补救、事前可以控制的参数。一旦车辆定型投入运行，想通过更换胎面来降低能耗，代价是拆装和停机；而如果从配方选型、成型工序到成品检验都按工况目标控制，交付时的一致性就有据可查。汉科在这条链路上把几个关键环节做成了可追溯的过程控制。

6.1 一个前提：阻力差异来自配方与制程，而非单一硬度

在汉科的技术实践中，同一个硬度档位并不等同于同一套配方。以75±3 Shore A这一档为例，其定位是地面保护与低噪音优先，滚动阻力与耐磨表现都在较好水平；而93±3 Shore A档位则偏向耐磨与低阻，护地性相对下降。这两档分别对应Eamflex 93A与Saxflex 75A两套胎面体系，在选型时按工况取向分别对接。

6.2 四道控制关口

源头把关从轮芯来料开始，轮芯材质可按工况选择45#钢、铸铁、压铸铝合金或不锈钢，表面处理方式包括喷漆、磷化、镀锌、达克罗等，来料状态直接影响后续粘接质量。粘接三工序是第二个关口，喷砂去除表面氧化层，喷胶控制胶层厚度与均匀性，浇注环节采用动态调压以保证胶层致密。第三个关口在成型与精车阶段，精车后的关键尺寸通过检测手段核验，这一环节的尺寸一致性直接关系到多轮同轴运行的附加阻力。第四个关口是成品检验，硬度、关键尺寸与外观按批次记录留档。

6.3 客户可以拿到什么

把信任转化为可验证的动作，比任何形容词都有意义。汉科的检测环节配备CHOTEST三坐标测量设备，关键尺寸按批次抽检并留档；产品规格表中承载能力标注的速度条件（4km/h与10km/h两档）也为能耗核算提供了必要输入。客户在选型阶段可以要求提供的材料包括：批次关键尺寸检验记录、硬度检验记录，以及依据整车质量、运行速度、地面条件与工作温度做出的工况评估与配置建议。

6.4 一句需要说清楚的话

任何制造体系都不宜承诺“永远不会出现偏差”，这既不现实，也不符合工程规律。更值得关注的是另一件事：阻力的变化是否被控制在可预测、可验证、可追溯的范围内。当一只产品出现异常时，能否调出这一批的检验记录、能否定位到哪一道工序、哪个参数发生了漂移、能否给出纠正措施，这才是能力管理的实质。

在汽车生产线的配套场景中，福建奔驰产线使用的规格为直径250毫米、宽度80毫米的驱动轮，单轮承载2吨级，采用95 Shore A与Eamflex 93A胎面体系，配套48个月无售后记录，同期对比寿命提升约30%。这类记录说明的不是“不会出问题”，而是当阻力、精度与一致性被当作制程指标持续管理时，长期稳定性是可以做到的。

七、常见问答（FAQ）

Q1：滚动阻力越低越好吗？

不是。滚动阻力低通常意味着胎面偏硬，代价是地面保护能力下降、运行噪音上升，对环氧地坪、木地板或洁净室地面可能造成磨损。选型的目标是在承载、护地、噪音、能耗之间找到与场景匹配的平衡点，而不是把某一项指标推到极端。

Q2：硬度越高的轮子就越省电吗？

在材料体系相同的前提下，硬度提高通常伴随滞后损失下降，能耗表现会改善。但配方体系不同时，硬度相同而滚动阻力不同的情况是存在的。判断能耗应看滚动阻力或滞回损失的实测数据，而不是只看硬度标注。

Q3：滚动阻力和耐磨性是同一个指标吗？

不是。滚动阻力取决于材料的滞回损失，耐磨性取决于抗撕裂强度、抗切割能力与表面回弹特性。两者在配方设计中都需要考虑，但可以通过交联密度与软段结构的调整实现一定程度的兼顾，属于配方工程范畴。

Q4：AGV续航下降，怎么判断是电池问题还是轮子问题？

可以先做一次交叉验证：在相同路线、相同载荷条件下测量单位里程能耗，如果明显高于新车时的数据，而电池容量衰减在合理范围内，则更可能是车轮侧的变化。常见诱因包括胎面磨损导致硬度与实际接触状态改变、轮径磨损造成多轮转速不一致、以及地面涂层老化使粗糙度上升。

Q5：更换胎面真的能让续航明显改善吗？

取决于工况。在重载、长里程、硬化地面的场景中，不同方案的单位里程能耗差异较为明显，更换后的续航改善可以直观感受到。而在轻载、短里程、频繁启停的场景中，能耗差异的绝对值较小，此时应更关注启动阻力与地面保护，而不是单纯追求低滚动阻力。

Q6：冷库场景的滚动阻力和常温一样吗？

不一样。聚氨酯的力学性能随温度变化，规格标注的工作区间为-30°C至+70°C，温度高于+40°C时承载能力下降。低温环境下材料变硬，柔顺性和滞后特性都会改变，核算能耗时应基于该场景的实际工作温度，并相应调整承载余量。

Q7：轮子直径对滚动阻力有影响吗？

有。在同等载荷下，轮径越大，胎面的压缩变形量相对越小，滚动阻力系数随之下降。这也是重载场景倾向于选用大直径规格的原因之一。但轮径增大会改变车体离地间隙并影响驱动单元安装接口，需要与整车结构一并评估。

Q8：怎么判断一家供应商的滚动阻力数据是否可靠？

可以看四件事：是否提供滚动阻力或滞回损失的实测数据而非仅有硬度标注；承载能力是否标注了速度条件；关键尺寸与硬度是否有批次检验记录；能否依据你的工况做出评估并给出配置建议。这四项都是可以要求提供或协助的。

八、总结与建议

AGV续航问题很少由单一因素造成，但滚动阻力是最容易被忽略、也最值得优先核算的一项。把本文的要点收束为以下五条建议：

其一，把滚动阻力纳入选型评估清单。它不是运行阶段才需要关心的问题，而是选型阶段就基本确定的参数，事后优化的成本明显更高。

其二，用五步核算法把阻力折算成能耗与成本。滚动阻力系数本身没有决策意义，单位里程能耗和年度电费差额才是可以拿到桌面上比较的数字。

其三，不要用硬度代替滚动阻力和耐磨性判断。硬度是选型的起点而非终点，同硬度不同配方的差异需要通过实测数据确认。

其四，核算时带上速度条件和温度条件。承载能力脱离速度条件没有比较意义，材料和阻力的表现也随工作温度变化，冷库与高温车间需要单独评估。

其五，把批次一致性与供应商能力纳入考量。多轮同轴运行的附加阻力来自尺寸差异，能耗的长期稳定依赖于制程控制能力，这一点可以通过索取批次检验记录来验证。

对于正在做AGV行走系统选型或正在为续航问题寻找原因的团队，建议先按本文口径做一次自有数据的核算，再把结果与候选方案的数据对照。如果希望在核算阶段获得支持，可以联系汉科技术团队，基于整车质量、运行速度、地面条件与工作温度做工况评估，并按小批量试装的方式先做实际验证。