Veículos elétricos: uma breve lição de história

Você acha que os veículos elétricos são uma moda passageira do século 21? Não! Os EVs têm uma história que se estende por quase dois séculos.

Os primeiros veículos elétricos compartilhavam a estrada com carruagens puxadas por cavalos e a vapor por anos antes que os carros movidos a gasolina aparecessem em cena, e eles cresceram em popularidade à medida que os avanços na tecnologia de baterias e a crescente disponibilidade de eletricidade os tornavam cada vez mais convenientes para operar.

A ampla disponibilidade de gás barato no início do século 20 ajudou a empurrar os EVs para fora do consciência pública, mas várias montadoras continuaram trabalhando em tecnologia relacionada ao longo dos anos. Graças a novos avanços na tecnologia de bateria e um impulso para reduzir as emissões dos veículos, o veículo elétrico moderno estava pronto para ressurgir perto da virada do século 21.

Os primeiros EVs

Os veículos elétricos percorreram uma estrada longa e sinuosa ao longo de dois séculos. É difícil determinar exatamente onde começa a história dos veículos elétricos, mas a ideia básica apareceu ao lado dos primeiros motores elétricos.

1828 - 1839

O físico húngaro Anyos Jedlik é creditado por construir alguns dos primeiros motores DC práticos ao redor 1827 e em 1828 ele usou um de seus primeiros motores elétricos para construir o que poderia ser chamado de um modelo elétrico carro.

Em algum momento entre 1832 e 1839, o inventor escocês Robert Anderson teve a ideia de um carro elétrico antigo. Os detalhes são esparsos, mas o design sofria de um grande problema que não seria resolvido por algum tempo: energia limitada da bateria. O carrinho elétrico de Anderson usava baterias não recarregáveis, o que limitava a praticidade de tal veículo.

1859 - 1881

Em 1859, a França assumiu a liderança no desenvolvimento de EV. A bateria de chumbo-ácido foi inventada na França por Gaston Plante. Posteriormente, foi aprimorado em 1881 por Camille Alphonse Faure e foi ajustado e aprimorado ao longo dos anos. A chegada da bateria de chumbo-ácido significou que foi finalmente possível para os veículos elétricos práticos pegar a estrada.

1890 - início dos anos 1900

Gustave Trouve, da França, demonstrou um triciclo elétrico em 1881, enquanto Thomas Parker, da Inglaterra, construiu o primeiro carro elétrico de produção que se assemelhava à tradicional carruagem sem cavalos em 1884.

Nos Estados Unidos, William Morrison desenvolveu um carro elétrico em 1890 que era capaz de transportar seis passageiros e viajar a uma velocidade alucinante de 14 MPH. Apenas seis anos depois, um veículo elétrico fabricado pela Riker Electric Vehicle Company venceu uma corrida de carruagens sem cavalos que foi possivelmente uma das primeiras corridas de automóveis registradas nos Estados Unidos.

A popularidade dos veículos elétricos disparou no final do século 19 e no início do século 20. Eles faziam menos barulho do que os primeiros veículos movidos a gás, proporcionavam um percurso mais suave e costumavam ser vistos como mais fáceis de dirigir e operar.

Com o advento de baterias de chumbo-ácido mais eficientes com maior capacidade de armazenamento no final dos anos 1800, vários inventores em mais países começaram a criar veículos elétricos práticos.

Frotas de táxis elétricos apareceram em Londres, Paris e Nova York, e até mesmo Thomas Edison tentou entrar no jogo em 1906, desenvolvendo baterias alcalinas que forneceriam mais capacidade e pesariam menos do que as baterias de chumbo-ácido do dia.

EVs do século 20

Os veículos elétricos permaneceram bastante populares no início do século XX. Cerca de um terço de todos os veículos nas estradas eram elétricos por volta do ano 1900, mas essa popularidade começou a diminuir com o passar dos anos. Apesar dos avanços na tecnologia das baterias, a disponibilidade de gasolina barata e a falta de eletricidade fora das grandes cidades ajudaram a aumentar a popularidade dos veículos movidos a gás.

Os primeiros veículos elétricos não conseguiam acompanhar os seus homólogos a gás em termos de alcance e velocidade; os fabricantes de automóveis fizeram a transição quase que inteiramente para veículos movidos a gás em 1935.

A indústria automotiva nunca se esqueceu dos veículos elétricos, e as pesquisas sobre baterias e outras tecnologias relacionadas continuaram silenciosamente.

1959: um ano chave

A invenção do MOSFET (um semicondutor) no Bell Labs em 1959 é considerado um dos principais pontos de inflexão na história dos veículos elétricos modernos. Isso levou à criação do power MOSFET da Hitachi, microprocessadores e microcontroladores, todos os quais são componentes essenciais em veículos elétricos modernos.

Ao contrário dos primeiros veículos elétricos que simplesmente conectavam uma bateria de chumbo-ácido a um motor elétrico, os veículos elétricos modernos dependem de tecnologias como o alimentar o MOSFET e os microcontroladores para espremer os níveis cada vez maiores de eficiência das tecnologias de bateria desenvolvidas recentemente e do trem de força elétrico componentes.

1971 - 1996

Essas novas tecnologias de bateria levaram à invenção de baterias de íon-lítio na década de 1980, fornecendo mais um importante bloco de construção para veículos elétricos modernos. Onde os primeiros veículos elétricos dependiam de baterias de chumbo-ácido pesadas e ineficientes, o desenvolvimento de baterias de íon-lítio prometia uma alternativa mais leve e eficiente. Hoje, as duas principais tecnologias de bateria usadas por veículos elétricos, NCA e NMC, são ambas baseadas em íons de lítio.

Enquanto toda essa pesquisa de fundo estava em andamento, os veículos elétricos continuaram aparecendo em muitos lugares ao longo do século XX. O Lunar Roving Vehicle, também conhecido como buggy lunar, foi tanto um veículo elétrico quanto o primeiro veículo tripulado a ser operado na lua quando rolou pela paisagem lunar em 1971. De volta à Terra, na mesma década, a Sebring-Vanguard, com sede na Flórida, vendeu mais de 2.000 de seus CitiCars totalmente elétricos, cada um com um alcance de cerca de 50 a 60 milhas.

Outros fabricantes de automóveis também não se esqueceram completamente dos EVs. Muitos grandes fabricantes de automóveis exibiram muitos veículos elétricos conceituais que nunca chegaram à produção, culminando com o EV1 da GM. Este veículo totalmente elétrico nunca foi vendido diretamente ao público, mas foi disponibilizado para locação em mercados limitados a partir de 1996.

Os veículos elétricos estavam de volta à estrada, e a tecnologia de bateria quase alcançou os tempos modernos também.

EVs modernos

Os primeiros experimentos com EVs modernos, como o EV1 da GM em meados dos anos noventa, tiveram resultados medianos. A tecnologia estava quase lá, mas havia uma série de obstáculos no caminho.

Todas as principais montadoras viram veículos elétricos no horizonte, mas o consenso pouco antes da virada do século 21 era que a tecnologia da bateria ainda não seria avançada o suficiente para fornecer alcance e confiabilidade suficientes por algumas décadas no mínimo.

1999 - 2001

De repente, as tecnologias que acabariam por abalar isso foram desenvolvidas em 1999 e 2001. A tecnologia de bateria NCA foi inventada primeiro, seguida pela tecnologia de bateria MNC logo depois. Ambos são variantes das células de íon-lítio mais antigas e ambos iriam para a energia de veículos elétricos modernos.

Essas tecnologias de bateria aprimoradas criaram oportunidades de EV diferentes de todas as que o mundo tinha visto anteriormente. A indústria explodiu com novas abordagens sobre veículos elétricos.

2003 - 2014

A Tesla, lançada por Elon Musk, apareceu em cena em 2003 como uma startup com o objetivo de criar um veículo elétrico prático e acessível. Protótipos do Tesla Roadster foram revelados em 2006 e os primeiros Roadsters foram entregues aos clientes em 2008. Alimentado pela tecnologia de bateria NCA, o Roadster tinha um alcance de 244 milhas, que era significativamente maior do que os veículos totalmente elétricos anteriores.

Com os veículos elétricos da Tesla nas estradas, várias das principais montadoras logo seguiram o exemplo. A Mitsubishi lançou seu veículo elétrico iMiEV no Japão em 2009 e em outros mercados limitados no ano seguinte, embora apenas para aluguel e não para venda.

A Nissan não ficou muito atrás com o Nissan Leaf, que pegou a estrada nos Estados Unidos e no Japão em 2010. Em 2014, havia 23 modelos diferentes de veículos elétricos no mercado nos EUA. Na década seguinte, todas as grandes montadoras haviam colocado em campo pelo menos um veículo elétrico.

Nos Estados Unidos, o desenvolvimento de veículos elétricos teve uma grande vantagem quando o Departamento de Energia dos EUA começou a investir em infraestrutura. Entre 2009 e 2013, o Departamento de Energia investiu mais de US $ 115 milhões para ajudar a construir uma infraestrutura de carregamento de veículos elétricos em todo o país.

Mais de 18.000 estações de recarga foram instaladas por meio desse programa, embora a infraestrutura de recarga continue até hoje por meio de outras iniciativas públicas e privadas.

O futuro dos EVs

A história do veículo elétrico foi impulsionada em grande parte pela tecnologia de bateria, e isso provavelmente continuará no futuro, a menos que apareça uma nova tecnologia que possa substituí-los efetivamente. Com o custo geral das baterias caindo e a tecnologia continuando a avançar, os veículos elétricos provavelmente se igualarão aos veículos movidos a gás em termos de custo, alcance e outros fatores.

À medida que a infraestrutura de carregamento continua a se expandir e as velocidades de carregamento aumentam, dirigir um EV por longas distâncias também se tornará mais conveniente. Também é possível que tecnologias como baterias "hot swap" tornem o "reabastecimento" do seu carro elétrico ainda mais rápido e fácil.

A ideia é que, em vez de conectar e esperar, você pode simplesmente levar alguns minutos para trocar sua bateria por uma nova. Outras tecnologias de armazenamento de energia, como células de combustível de troca a quente, também podem ser utilizadas, mas são muito menos eficientes do que as baterias modernas que parece improvável.

2018 e além

Em 2018, o número de veículos elétricos nas estradas nos Estados Unidos ultrapassou pela primeira vez a marca de um milhão. Em 2020, esse número subiu para 1,8 milhão. O crescimento em outras localidades, como Europa e China, tem sido ainda mais rápido.

Outros avanços na tecnologia de bateria e carregamento, uma melhor infraestrutura de carregamento e legislação visar a redução das emissões dos veículos provavelmente ajudará a aumentar ainda mais esses números nos próximos anos.

Os veículos elétricos podem ter percorrido uma estrada longa e sinuosa nos últimos dois séculos, mas o século 21 está começando a parecer que eles finalmente vão terminar no topo.