Електрически превозни средства: кратък урок по история

Мислите, че електрическите превозни средства са мода на 21-ви век? не! EV имат история, която обхваща почти два века.

Първите електрически превозни средства споделяха пътя с конски и парни карети в продължение на години, преди на сцената да се появят автомобили, задвижвани с газ, и те нараснаха в популярност, тъй като напредъкът в технологията на батериите и нарастващата наличност на електричество ги направиха все по-удобни оперират.

Широката наличност на евтин газ в началото на 20-ти век помогна за изтласкването на електромобилите от общественото съзнание, но различни автомобилни производители продължиха да работят върху свързаните технологии през годините. Благодарение на по-нататъшния напредък в технологията на акумулаторите и стремежа към намаляване на емисиите от превозни средства, модерното електрическо превозно средство беше готово да се появи отново в началото на 21-ви век.

Първите EV

Електрическите превозни средства са карали дълъг и криволичещ път в продължение на два века. Трудно е да се определи точно къде започва историята на електрическите превозни средства, но основната идея се появи точно заедно с първите електрически двигатели.

1828 - 1839

На унгарския физик Аньош Йедлик се приписва създаването на едни от първите практически DC двигатели 1827 г., а до 1828 г. той използва един от ранните си електрически двигатели, за да построи това, което би могло да се нарече модел електрически кола.

Някъде между 1832 и 1839 г. шотландският изобретател Робърт Андерсън идва с идеята за ранна електрическа карета. Подробностите са оскъдни, но дизайнът страда от основен проблем, който няма да бъде решен известно време: ограничена мощност на батерията. Електрическата карета на Андерсън използваше непрезареждащи се батерии, което ограничава практичността на такова превозно средство.

1859 - 1881

През 1859 г. Франция поема водеща роля в развитието на електромобилите. Оловно-киселинната батерия е изобретена във Франция от Гастон Планте. По-късно е подобрена през 1881 г. от Камил Алфонс Фор и е коригирана и допълнително подобрена през годините. Пристигането на оловно-киселинната батерия означава, че най-накрая е възможно практичните електрически превозни средства да тръгват на пътя.

1890 - началото на 1900 г

Гюстав Трув от Франция демонстрира електрическа триколка през 1881 г., докато Томас Паркър от Англия построява първия сериен електрически автомобил, наподобяващ традиционната карета без кон през 1884 г.

В Съединените щати Уилям Морисън разработи електрическа кола през 1890 г., която може да превозва шест пътници и да пътува с невероятна скорост от 14 MPH. Само шест години по-късно електрическо превозно средство, произведено от Riker Electric Vehicle Company, спечели състезание с карета без кон, което вероятно беше едно от първите регистрирани автомобилни състезания в Съединените щати.

Популярността на електрическите превозни средства нараства към края на 19-ти век и в началото на 20-ти век. Те правеха по-малко шум от ранните превозни средства, задвижвани с газ, осигуряваха по-плавно возене и често се смятаха за по-лесни за шофиране и работа.

С появата на по-ефективни оловно-киселинни батерии с по-голям капацитет за съхранение в края на 1800-те, редица изобретатели в повече страни се опитват да създадат практични електрически превозни средства.

Автопаркове от електрически таксита се появиха в Лондон, Париж и Ню Йорк и дори Томас Едисън се опита да влезе в играта през 1906 г. чрез разработване на алкални батерии, които ще осигурят по-голям капацитет и ще тежат по-малко от оловно-киселинните батерии на ден.

EV от 20-ти век

Електрическите превозни средства остават доста популярни в зората на 20-ти век. Около една трета от всички превозни средства на пътя бяха електрически около 1900 г., но тази популярност започна да намалява с годините. Въпреки напредъка в технологията за батерии, наличието на евтин бензин и липсата на електричество извън големите градове помогнаха за увеличаване на популярността на превозните средства, задвижвани с газ.

Ранните електрически превозни средства не бяха в състояние да се справят със своите газови колеги по отношение на обхват и скорост; автомобилните производители преминаха почти изцяло към превозни средства, задвижвани с газ до 1935 г.

Автомобилната индустрия обаче никога не забрави за електрическите превозни средства и изследванията на батериите и други свързани технологии тихо продължиха.

1959: Ключова година

Изобретението на MOSFET (полупроводник) в Bell Labs през 1959 г. се счита за една от ключовите повратни точки в историята на съвременните електрически превозни средства. Това доведе до създаването на мощния MOSFET от Hitachi, микропроцесори и микроконтролери, всички от които са основни компоненти в съвременните електрически превозни средства.

За разлика от ранните електрически превозни средства, които просто свързваха оловно-киселинна батерия с електродвигател, съвременните електрически превозни средства се основават на технологии като захранвайте MOSFET и микроконтролери, за да изтласкат непрекъснато нарастващите нива на ефективност от новоразработените батерии и електрическото задвижване компоненти.

1971 - 1996

Тези по-нови технологии за батерии доведоха до изобретяването на литиево-йонни батерии през 80-те години, осигурявайки още един важен градивен елемент за съвременните електрически превозни средства. Когато първите електрически превозни средства разчитаха на неефективни и тежки оловно-киселинни батерии, разработването на литиево-йонни батерии обеща по-лека и по-ефективна алтернатива. Днес двете основни батерии, използвани от електрическите превозни средства, NCA и NMC, са базирани на литиево-йонни.

Докато всички тези основни изследвания бяха в ход, електрическите превозни средства продължаваха да се появяват на много места през 20-ти век. Lunar Roving Vehicle, известен още като лунното бъги, беше едновременно електрическо превозно средство и първото пилотирано превозно средство, експлоатирано на Луната, когато се търкаля през лунния пейзаж през 1971 г. Обратно на земята, през същото десетилетие, базираната във Флорида Sebring-Vanguard продаде повече от 2000 от своите изцяло електрически CitiCars, всеки от които имаше пробег от около 50 до 60 мили.

Други производители на автомобили също не бяха забравили напълно за електромобилите. Много големи производители на автомобили показаха много концептуални електрически превозни средства, които така и не стигнаха до производство, което кулминира с EV1 на GM. Това изцяло електрическо превозно средство никога не е било продавано директно на обществеността, но е предоставено за лизинг на ограничени пазари, започвайки през 1996 г.

Електрическите превозни средства се върнаха на пътя, а технологията на акумулаторните батерии също беше настигнала модерните времена.

Съвременни електромобили

Ранните експерименти със съвременните електромобили, като EV1 на GM в средата на деветдесетте години, бяха посрещнати със средни резултати. Технологията беше почти там, но имаше редица спънки по пътя.

Всички големи автомобилни производители виждаха електрически превозни средства на хоризонта, но консенсусът точно преди началото на 21-ви век беше тази технология на батериите все още няма да е достатъчно напреднала, за да осигури достатъчен обхват и надеждност за няколко десетилетия минимум.

1999 - 2001

Изведнъж технологиите, които в крайна сметка биха разтърсили това, бяха разработени през 1999 и 2001 г. Технологията за батерии NCA е изобретена първа, последвана от технологията за батерии MNC малко след това. И двете са варианти на по-стари литиево-йонни клетки и ще продължат да захранват съвременни електрически превозни средства.

Тези подобрени технологии за батерии създадоха възможности за електромобили, различни от всички, които светът е виждал преди. Индустрията избухна с нови подходи към електрическите превозни средства.

2003 - 2014

Tesla, стартирана от Илон Мъск, се появи на сцената през 2003 г. като стартъп, насочен към създаването на достъпно и практично електрическо превозно средство. Прототипите на Tesla Roadster бяха разкрити през 2006 г., а първите Roadster бяха доставени на клиентите през 2008 г. Захранван от акумулаторна технология NCA, Roadster имаше пробег от 244 мили, което беше значително по-високо от предишните изцяло електрически превозни средства.

С електрическите превозни средства на Tesla на пътя, редица големи автомобилни производители скоро последваха примера. Mitsubishi пусна електрическото си превозно средство iMiEV в Япония през 2009 г. и на други ограничени пазари през следващата година, макар и само за лизинг, а не за продажба.

Nissan не изостава с Nissan Leaf, който тръгва по пътищата в САЩ и Япония през 2010 г. До 2014 г. на пазара в САЩ имаше 23 различни модела електрически превозни средства. През следващото десетилетие всеки голям автомобилен производител е представил поне едно електрическо превозно средство.

В Съединените щати развитието на електрически превозни средства донесе голяма полза, когато Министерството на енергетиката на САЩ започна да инвестира в инфраструктура. Между 2009 и 2013 г. Министерството на енергетиката инвестира над 115 милиона долара, за да помогне за изграждането на национална инфраструктура за зареждане на електрически превозни средства.

Повече от 18 000 зарядни станции бяха инсталирани чрез тази програма, въпреки че изграждането на инфраструктура за зареждане продължава и до днес чрез други публични и частни инициативи.

Бъдещето на електромобилите

Историята на електрическото превозно средство се задвижва до голяма степен от технологията на батериите и това вероятно ще продължи и в бъдеще, освен ако не се появи нова технология, която ефективно може да ги замени. Тъй като общата цена на батериите пада и технологията продължава да напредва, електрическите превозни средства вероятно ще съответстват на превозните средства, задвижвани с газ по отношение на цена, обхват и други фактори.

Тъй като инфраструктурата за зареждане продължава да се разширява и скоростта на зареждане се увеличава, шофирането на EV на дълги разстояния също ще стане по-удобно. Възможно е също така технологии като батерии с възможност за гореща смяна да направят „зареждането“ на вашия електрически автомобил още по-бързо и по-лесно.

Идеята е, че вместо да включвате и чакате, можете просто да отделите няколко минути, за да замените батерията си за нова. Други технологии за съхранение на енергия, като горивни клетки с възможност за гореща смяна, също могат да се използват, но те са толкова по-малко ефективни от съвременните батерии, че изглежда малко вероятно.

2018 г. и след това

През 2018 г. броят на електрическите превозни средства на пътя в Съединените щати за първи път надмина границата от един милион. До 2020 г. този брой нарасна до 1,8 милиона. Растежът на други места, като Европа и Китай, е дори по-бърз.

Допълнителен напредък в технологиите за батерии и зареждане, по-добра инфраструктура за зареждане и законодателство насочването към намалени емисии от превозни средства вероятно ще помогне за увеличаване на тези числа в бъдеще години.

Електрическите превозни средства може да са изминали дълъг и криволичещ път през последните няколко века, но 21-ви век започва да изглежда къде най-накрая ще се окажат на върха.