Električna vozila: kratka lekcija iz povijesti

Mislite da su električna vozila moda 21. stoljeća? Ne! Električna vozila imaju povijest koja se proteže kroz gotovo dva stoljeća.

Prva električna vozila godinama su dijelila cestu s kočijama na konjske i parne pogone prije nego što su se pojavili automobili na plin, a popularnost im je rasla jer su ih napredak u tehnologiji baterija i rastuća dostupnost električne energije činili sve prikladnijima djelovati.

Široka dostupnost jeftinog plina u ranom dijelu 20. stoljeća pomogla je izbaciti električna vozila iz javne svijesti, ali su razni proizvođači automobila nastavili raditi na povezanoj tehnologiji tijekom godina. Zahvaljujući daljnjem napretku tehnologije baterija i nastojanju da se smanji emisija iz vozila, moderno električno vozilo bilo je spremno ponovno se pojaviti na prijelazu u 21. stoljeće.

Prvi EV

Električna vozila vozila su se dugim i vijugavim cestama tijekom dva stoljeća. Teško je točno odrediti gdje počinje povijest električnih vozila, ali osnovna ideja pojavila se odmah uz prve električne motore.

1828 - 1839

Mađarski fizičar Anyos Jedlik zaslužan je za izgradnju nekih od prvih praktičnih istosmjernih motora 1827., a do 1828. koristio je jedan od svojih ranih elektromotora za izgradnju onoga što bi se moglo nazvati električnim modelom automobil.

Negdje između 1832. i 1839. škotski izumitelj Robert Anderson došao je na ideju o ranoj električnoj kočiji. Detalji su rijetki, ali dizajn je patio od velikog problema koji se neko vrijeme neće riješiti: ograničena snaga baterije. Andersonova električna kočija koristila je nepunjive baterije, što je ograničavalo praktičnost takvog vozila.

1859 - 1881

1859. Francuska je preuzela vodstvo u razvoju električnih vozila. Olovnu bateriju izumio je u Francuskoj Gaston Plante. Kasnije ju je 1881. poboljšao Camille Alphonse Faure te je tijekom godina dotjeran i dodatno poboljšan. Dolazak olovne baterije značio je da je konačno bilo moguće da praktična električna vozila krenu na cestu.

1890 - ranih 1900-ih

Gustave Trouve iz Francuske demonstrirao je električni tricikl 1881., dok je Thomas Parker iz Engleske napravio prvi serijski električni automobil koji je nalikovao tradicionalnoj kočiji bez konja 1884. godine.

U Sjedinjenim Državama, William Morrison je 1890. razvio električni automobil koji je mogao prevesti šest putnika i putovati velikom brzinom od 14 MPH. Samo šest godina kasnije, električno vozilo tvrtke Riker Electric Vehicle Company pobijedilo je u utrci kočija bez konja koja je vjerojatno bila jedna od prvih zabilježenih automobilskih utrka u Sjedinjenim Državama.

Popularnost električnih vozila porasla je krajem 19. stoljeća i početkom 20. stoljeća. Napravili su manje buke od ranih vozila na plinski pogon, omogućili su uglađeniju vožnju i često se smatralo lakšim za vožnju i upravljanje.

S pojavom učinkovitijih olovnih baterija s većim kapacitetom za pohranu u kasnim 1800-ima, brojni izumitelji u više zemalja krenuli su u stvaranje praktičnih električnih vozila.

Flote električnih taksija pojavile su se u Londonu, Parizu i New Yorku, a čak je i Thomas Edison pokušao ući u igru ​​u 1906. razvijanjem alkalnih baterija koje bi imale veći kapacitet i manje težine od olovnih baterija dan.

EV iz 20. stoljeća

Električna vozila ostala su prilično popularna u zoru 20. stoljeća. Otprilike jedna trećina svih vozila na cesti bila je električna oko 1900. godine, ali ta je popularnost počela jenjavati kako su godine prolazile. Unatoč napretku u tehnologiji baterija, dostupnost jeftinog benzina i nedostatak električne energije izvan velikih gradova pomogli su povećati popularnost vozila na plin.

Rana električna vozila nisu bila u stanju držati korak sa svojim kolegama na plin u smislu dometa i brzine; proizvođači automobila gotovo su u potpunosti prešli na vozila na plin do 1935.

Ipak, automobilska industrija nikada nije zaboravila na električna vozila, a istraživanje baterija i drugih povezanih tehnologija tiho se nastavilo.

1959: Ključna godina

Izum MOSFET (poluvodič) u Bell Labsu 1959. godine smatra se jednom od ključnih prekretnica u povijesti modernih električnih vozila. To je dovelo do stvaranja moćnog MOSFET-a od strane Hitachi-ja, mikroprocesora i mikrokontrolera, koji su svi bitne komponente u modernim električnim vozilima.

Za razliku od ranih električnih vozila koja su jednostavno povezivala olovnu bateriju s električnim motorom, moderna električna vozila oslanjaju se na tehnologije poput napaja MOSFET i mikrokontrolere kako bi istisnuo sve veće razine učinkovitosti iz novorazvijenih tehnologija baterija i električnog pogona komponente.

1971 - 1996

Te novije tehnologije baterija dovele su do izuma litij-ionskih baterija 1980-ih, pružajući još jedan važan građevni element za moderna električna vozila. Gdje su se prva električna vozila oslanjala na neučinkovite i teške olovne baterije, razvoj litij-ionskih baterija obećavao je lakšu i učinkovitiju alternativu. Danas su dvije glavne tehnologije baterija koje koriste električna vozila, NCA i NMC, obje temeljene na litij-ionu.

Dok su sva ova pozadinska istraživanja bila u tijeku, električna vozila stalno su se pojavljivala na mnogim mjestima tijekom 20. stoljeća. Lunar Roving Vehicle, poznat i kao moon buggy, bio je i električno vozilo i prvo vozilo s ljudskom posadom kojim se upravljalo na Mjesecu kada se otkotrljalo lunarnim krajolikom 1971. godine. Nazad na zemlji, u istom desetljeću, Sebring-Vanguard sa sjedištem u Floridi prodao je više od 2000 svojih potpuno električnih CitiCara od kojih je svaki imao domet od oko 50 do 60 milja.

Ni drugi proizvođači automobila nisu potpuno zaboravili na EV. Mnogi veliki proizvođači automobila pokazali su puno konceptnih električnih vozila koja nikada nisu stigla u proizvodnju, što je kulminiralo GM-ovim EV1. Ovo potpuno električno vozilo nikada nije prodano izravno javnosti, ali je bilo dostupno za najam na ograničenim tržištima počevši od 1996. godine.

Električna vozila su se vratila na cestu, a tehnologija baterija gotovo je stigla i do modernih vremena.

Moderna električna vozila

Rani eksperimenti s modernim električnim vozilima, poput GM-ovog EV1 sredinom devedesetih, dali su srednje rezultate. Tehnologija je bila skoro tu, ali na putu je postojao niz prepreka.

Svi veliki proizvođači automobila vidjeli su električna vozila na horizontu, ali konsenzus neposredno prije početka 21. stoljeća bio je ta tehnologija baterija još uvijek ne bi bila dovoljno napredna da pruži dovoljan domet i pouzdanost za nekoliko desetljeća minimum.

1999 - 2001

Odjednom, tehnologije koje bi to u konačnici uzdrmale razvijene su 1999. i 2001. godine. Najprije je izumljena NCA tehnologija baterija, a ubrzo nakon toga slijedi MNC tehnologija baterija. Obje su varijante na starijim litij-ionskim ćelijama, a obje bi nastavile pokretati moderna električna vozila.

Te poboljšane tehnologije baterija stvorile su prilike za EV za razliku od svih koje je svijet vidio prije. Industrija je eksplodirala novim pogledima na električna vozila.

2003 - 2014

Tesla, koju je pokrenuo Elon Musk, pojavila se na sceni 2003. godine kao startup s ciljem stvaranja pristupačnog i praktičnog električnog vozila. Prototipovi Tesla Roadstera otkriveni su 2006. godine, a prvi Roadsteri kupcima su isporučeni 2008. godine. Pokrenut tehnologijom baterija NCA, Roadster je imao domet od 244 milje, što je znatno više od prethodnih potpuno električnih vozila.

S Tesla električnim vozilima na cesti, broj velikih proizvođača automobila ubrzo je slijedio njihov primjer. Mitsubishi je svoje električno vozilo iMiEV lansirao u Japanu 2009. godine, a sljedeće godine na drugim ograničenim tržištima, iako samo za najam, a ne za prodaju.

Nissan nije mnogo zaostajao s Nissanom Leafom, koji je na ceste u SAD-u i Japanu stigao 2010. godine. Do 2014. na tržištu u SAD-u postojala su 23 različita modela električnih vozila. U sljedećem desetljeću, svaki je veliki proizvođač automobila ponudio barem jedno električno vozilo.

U Sjedinjenim Državama, razvoj električnih vozila doživio je veliku blagodat kada je Ministarstvo energetike SAD-a počelo ulagati u infrastrukturu. Između 2009. i 2013. godine, Odjel za energetiku uložio je više od 115 milijuna dolara kako bi pomogao u izgradnji nacionalne infrastrukture za punjenje električnih vozila.

Kroz ovaj program instalirano je više od 18.000 punionica, iako se izgradnja infrastrukture za punjenje nastavlja i danas kroz druge javne i privatne inicijative.

Budućnost električnih vozila

Povijest električnih vozila uglavnom je vođena tehnologijom baterija, a to će se vjerojatno nastaviti i u budućnosti osim ako se ne pojavi nova tehnologija koja ih može učinkovito zamijeniti. S obzirom da ukupni trošak baterija pada i tehnologija nastavlja napredovati, električna vozila će vjerojatno odgovarati vozilima na plin u smislu cijene, dometa i drugih čimbenika.

Kako se infrastruktura za punjenje nastavlja širiti, a brzine punjenja rastu, vožnja EV-a na velike udaljenosti također će postati praktičnija. Također je moguće da bi tehnologije kao što su baterije koje se mogu zamijeniti u vrućoj fazi mogle učiniti "nadopunjavanje goriva" vašeg električnog automobila još bržim i lakšim.

Ideja je da, umjesto uključivanja i čekanja, jednostavno možete odvojiti nekoliko minuta da zamijenite bateriju za novu. Druge tehnologije za pohranu energije, poput gorivnih ćelija koje se mogu zamijeniti vrućom, također bi se mogle koristiti, ali su toliko manje učinkovite od modernih baterija da se čini malo vjerojatnim.

2018. i dalje

U 2018. broj električnih vozila na cestama u Sjedinjenim Državama prvi je put prešao granicu od milijun. Do 2020. taj se broj popeo na 1,8 milijuna. Rast na drugim lokacijama, poput Europe i Kine, bio je još brži.

Daljnji napredak u tehnologiji baterija i punjenja, bolja infrastruktura za punjenje i zakon usmjeravanje na smanjenje emisija vozila vjerojatno će pomoći da se te brojke u budućnosti povećaju godine.

Električna vozila su možda putovala dugim i vijugavim putem u posljednjih nekoliko stoljeća, ali 21. stoljeće počinje izgledati kao da će konačno završiti na vrhu.