Elektriske kjøretøy: En kort historieleksjon

Tror du at elektriske kjøretøy er en kjepphest i det 21. århundre? Nei! Elbiler har en historie som strekker seg over nesten to århundrer.

De første elektriske kjøretøyene delte veien med hestedrevne og dampdrevne vogner i årevis før gassdrevne biler dukket opp på stedet, og de vokste i popularitet ettersom fremskritt innen batteriteknologi og den økende tilgjengeligheten av elektrisitet gjorde dem stadig mer praktiske operere.

Den store tilgjengeligheten av billig gass på begynnelsen av det 20. århundre bidro til å presse elbiler ut av offentlig bevissthet, men forskjellige bilprodusenter fortsatte å jobbe med relatert teknologi gjennom årene. Takket være ytterligere fremskritt innen batteriteknologi, og et forsøk på å redusere utslipp fra kjøretøy, var det moderne elektriske kjøretøyet klar til å dukke opp igjen nær begynnelsen av det 21. århundre.

De første elbilene

Elektriske kjøretøy har kjørt en lang og svingete vei i løpet av to århundrer. Det er vanskelig å fastslå nøyaktig hvor historien til elektriske kjøretøy begynner, men den grunnleggende ideen dukket opp rett ved siden av de første elektriske motorene.

1828 - 1839

Den ungarske fysikeren Anyos Jedlik er kreditert for å bygge noen av de første praktiske likestrømsmotorene rundt 1827, og innen 1828 brukte han en av sine tidlige elektriske motorer for å bygge det som kan kalles en modell elektrisk bil.

En tid mellom 1832 og 1839 kom den skotske oppfinneren Robert Anderson på ideen om en tidlig elektrisk vogn. Det er sparsomt med detaljer, men designet led av et stort problem som ikke ville bli løst på en stund: begrenset batteristrøm. Andersons elektriske vogn brukte ikke-oppladbare batterier, noe som begrenset det praktiske til et slikt kjøretøy.

1859 - 1881

I 1859 tok Frankrike ledelsen innen utvikling av elbiler. Blysyrebatteriet ble oppfunnet i Frankrike av Gaston Plante. Den ble senere forbedret i 1881 av Camille Alphonse Faure og har blitt finjustert og ytterligere forbedret gjennom årene. Ankomsten av blybatteriet gjorde at det endelig faktisk var mulig for praktiske elbiler å kjøre ut på veien.

1890 - begynnelsen av 1900-tallet

Gustave Trouve fra Frankrike demonstrerte en elektrisk trehjulssykkel i 1881 mens Thomas Parker fra England bygde den første elektriske produksjonsbilen som lignet den tradisjonelle hesteløse vognen i 1884.

I USA utviklet William Morrison en elektrisk bil i 1890 som var i stand til å frakte seks passasjerer og reise med en voldsom hastighet på 14 MPH. Bare seks år senere vant et elektrisk kjøretøy laget av Riker Electric Vehicle Company et hesteløst vognløp som muligens var et av de første registrerte billøpene i USA.

Populariteten til elektriske kjøretøy økte mot slutten av 1800-tallet og inn i begynnelsen av 1900-tallet. De bråket mindre enn tidlige gassdrevne kjøretøy, ga en jevnere tur, og ble ofte sett på som lettere å kjøre og betjene.

Med bruken av mer effektive blybatterier med større lagringskapasitet på slutten av 1800-tallet, slo en rekke oppfinnere i flere land til for å lage praktiske elektriske kjøretøy.

Flåter av elektriske drosjer dukket opp i London, Paris og New York, og til og med Thomas Edison prøvde å komme med på kampen i 1906 ved å utvikle alkaliske batterier som ville gi mer kapasitet og veie mindre enn blybatteriene til dag.

20. århundre elbiler

Elektriske kjøretøy forble ganske populære ved begynnelsen av det 20. århundre. Omtrent en tredjedel av alle kjøretøyer på veien var elektriske rundt år 1900, men den populariteten begynte å avta etter hvert som årene gikk. Til tross for fremskritt innen batteriteknologi, bidro tilgjengeligheten av billig bensin og mangel på elektrisitet utenfor storbyene til å styrke populariteten til gassdrevne kjøretøy i stedet.

Tidlige elektriske kjøretøy klarte ikke å holde tritt med gassmotpartene når det gjelder rekkevidde og hastighet; bilprodusenter gikk nesten utelukkende over til gassdrevne kjøretøy innen 1935.

Bilindustrien glemte imidlertid aldri elektriske kjøretøy, og forskningen på batterier og andre relaterte teknologier fortsatte stille.

1959: Et nøkkelår

Oppfinnelsen av MOSFET (en halvleder) ved Bell Labs i 1959 anses å være et av de viktigste vendepunktene i historien til moderne elektriske kjøretøy. Dette førte til opprettelsen av kraft-MOSFET av Hitachi, mikroprosessorer og mikrokontrollere, som alle er viktige komponenter i moderne elektriske kjøretøy.

I motsetning til tidlige elektriske kjøretøy som ganske enkelt koblet et blybatteri til en elektrisk motor, lener moderne elektriske kjøretøy seg på teknologier som kraft MOSFET og mikrokontrollere for å presse stadig økende effektivitetsnivåer ut av nyutviklede batteriteknologier og elektrisk drivverk komponenter.

1971 - 1996

De nyere batteriteknologiene førte til oppfinnelsen av litium-ion-batterier på 1980-tallet, og ga enda en viktig byggestein for moderne elektriske kjøretøy. Der de første elektriske kjøretøyene var avhengige av ineffektive og tunge blybatterier, lovet utviklingen av litium-ion-batterier et lettere og mer effektivt alternativ. I dag er de to hovedbatteriteknologiene som brukes av elektriske kjøretøy, NCA og NMC, begge litium-ion-baserte.

Mens all denne bakgrunnsforskningen var i gang, dukket det stadig opp elektriske kjøretøyer mange steder gjennom det 20. århundre. Lunar Roving Vehicle, også kjent som månevognen, var både et elektrisk kjøretøy og det første bemannede kjøretøyet som ble operert på månen da det rullet over månelandskapet i 1971. Tilbake på jorden, i samme tiår, solgte Florida-baserte Sebring-Vanguard mer enn 2000 av sine helelektriske CitiCars som hver hadde en rekkevidde på rundt 50 til 60 miles.

Andre bilprodusenter hadde heller ikke helt glemt elbiler. Mange store bilprodusenter viste frem mange konsept-elbiler som aldri kom til produksjon, og kulminerte med GMs EV1. Dette helelektriske kjøretøyet ble aldri solgt direkte til publikum, men det ble gjort tilgjengelig for leasing i begrensede markeder fra og med 1996.

Elektriske kjøretøy var tilbake på veien, og batteriteknologien hadde omtrent innhentet moderne tid også.

Moderne elbiler

Tidlige eksperimenter med moderne elbiler, som GMs EV1 på midten av nittitallet, ble møtt med middels resultater. Teknologien var omtrent der, men det var en rekke snublesteiner i veien.

De store bilprodusentene så alle elektriske kjøretøy i horisonten, men konsensus like før begynnelsen av det 21. århundre var at batteriteknologien fortsatt ikke ville være avansert nok til å gi nok rekkevidde og pålitelighet i et par tiår på minimum.

1999 - 2001

Plutselig ble teknologiene som til slutt ville rokke ved dette utviklet i 1999 og 2001. NCA batteriteknologi ble oppfunnet først, etterfulgt av MNC batteriteknologi kort tid etter. Begge er varianter på eldre litium-ion-celler, og begge vil fortsette å drive moderne elektriske kjøretøyer.

De forbedrede batteriteknologiene skapte EV-muligheter ulikt noen verden hadde sett tidligere. Bransjen eksploderte med nye varianter av elektriske kjøretøy.

2003 - 2014

Tesla, lansert av Elon Musk, dukket opp på scenen i 2003 som en oppstart med sikte på å lage et rimelig og praktisk elektrisk kjøretøy. Prototyper av Tesla Roadster ble avslørt i 2006, og de første Roadstere ble levert til kunder i 2008. Drevet av NCA-batteriteknologi hadde Roadster en rekkevidde på 244 miles, som var betydelig høyere enn tidligere helelektriske kjøretøyer.

Med Teslas elektriske kjøretøy på veien, fulgte en rekke store bilprodusenter etter kort tid. Mitsubishi lanserte sin iMiEV-elbil i Japan i 2009, og andre begrensede markeder året etter, men kun for leasing og ikke for salg.

Nissan var ikke langt bak med Nissan Leaf, som kom på veien i USA og Japan i 2010. I 2014 var det 23 forskjellige elbilmodeller på markedet i USA. I løpet av det neste tiåret hadde alle store bilprodusenter stilt med minst ett elektrisk kjøretøy.

I USA fikk utviklingen av elektriske kjøretøy en stor velsignelse da det amerikanske energidepartementet begynte å investere i infrastruktur. Mellom 2009 og 2013 investerte energidepartementet over 115 millioner dollar for å hjelpe til med å bygge ut en landsomfattende ladeinfrastruktur for elektriske kjøretøy.

Mer enn 18 000 ladestasjoner ble installert gjennom dette programmet, selv om utbyggingen av ladeinfrastruktur fortsetter til i dag gjennom andre offentlige og private initiativ.

Fremtiden til elbiler

Historien til det elektriske kjøretøyet har i stor grad vært drevet av batteriteknologi, og det vil sannsynligvis fortsette inn i fremtiden med mindre det kommer en ny teknologi som effektivt kan erstatte dem. Med den totale kostnaden for batterier synkende og teknologien fortsetter å utvikle seg, vil elektriske kjøretøy sannsynligvis matche gassdrevne kjøretøyer når det gjelder kostnader, rekkevidde og andre faktorer.

Ettersom ladeinfrastrukturen fortsetter å utvide seg, og ladehastigheten øker, vil det også bli mer praktisk å kjøre elbil over lange avstander. Det er også mulig at teknologier som varmeutskiftbare batterier kan gjøre det enda raskere og enklere å fylle drivstoff på elbilen din.

Tanken er at i stedet for å koble til og vente, kan du ganske enkelt bruke et par minutter på å bytte batteriet mot et nytt. Andre energilagringsteknologier, som varmeutskiftbare brenselceller, kan også se bruk, men de er så mye mindre effektive enn moderne batterier at det virker usannsynlig.

2018 og utover

I 2018 passerte antallet elektriske kjøretøy på veiene i USA først én million-grensen. I 2020 hadde dette tallet steget til 1,8 millioner. Veksten andre steder, som Europa og Kina, har vært enda raskere.

Ytterligere fremskritt innen batteri- og ladeteknologi, bedre ladeinfrastruktur og lovgivning sikte på reduserte kjøretøyutslipp vil sannsynligvis bidra til å øke disse tallene enda høyere i fremtiden år.

Elektriske kjøretøy kan ha kjørt en lang og svingete vei i løpet av de siste par århundrene, men det 21. århundre begynner å se ut som der de endelig vil havne på toppen.