Vehicule electrice: o scurtă lecție de istorie

Crezi că vehiculele electrice sunt un moft secolului 21? Nu! Vehiculele electrice au o istorie care se întinde pe parcursul a aproape două secole.

Primele vehicule electrice au împărțit drumul cu cărucioare trase de cai și cu abur timp de ani de zile, înainte ca mașinile pe benzină să apară la fața locului. și au crescut în popularitate pe măsură ce progresele în tehnologia bateriilor și disponibilitatea tot mai mare a electricității le-au făcut din ce în ce mai convenabile pentru a functiona.

Disponibilitatea largă a gazului ieftin la începutul secolului al XX-lea a ajutat să scoată vehiculele electrice din conștientizarea publicului, dar diverși producători de automobile au continuat să lucreze la tehnologia conexă de-a lungul anilor. Datorită progreselor ulterioare în tehnologia bateriilor și eforturilor de a reduce emisiile vehiculelor, vehiculul electric modern era gata să reapară la începutul secolului al XXI-lea.

Primele vehicule electrice

Vehiculele electrice au parcurs un drum lung și sinuos de-a lungul a două secole. Este dificil de stabilit exact unde începe istoria vehiculelor electrice, dar ideea de bază a apărut chiar odată cu primele motoare electrice.

1828 - 1839

Fizicianul maghiar Anyos Jedlik este creditat cu construirea unora dintre primele motoare practice de curent continuu din jur. 1827, iar până în 1828 a folosit unul dintre primele sale motoare electrice pentru a construi ceea ce s-ar putea numi un model electric. mașină.

Între 1832 și 1839, inventatorul scoțian Robert Anderson a venit cu ideea unei cărucioare electrice timpurii. Detaliile sunt rare, dar designul a suferit de o problemă majoră care nu ar fi fost rezolvată de ceva timp: puterea limitată a bateriei. Căruciorul electric al lui Anderson folosea baterii nereîncărcabile, ceea ce a limitat caracterul practic al unui astfel de vehicul.

1859 - 1881

În 1859, Franța a preluat conducerea în dezvoltarea vehiculelor electrice. Bateria cu plumb acid a fost inventată în Franța de Gaston Plante. Mai târziu a fost îmbunătățit în 1881 de Camille Alphonse Faure și a fost îmbunătățit și îmbunătățit în continuare de-a lungul anilor. Apariția bateriei cu plumb-acid a însemnat că în sfârșit a fost posibil ca vehiculele electrice practice să iasă pe drum.

1890 - începutul anilor 1900

Gustave Trouve din Franța a demonstrat o tricicletă electrică în 1881, în timp ce Thomas Parker din Anglia a construit prima mașină electrică de producție care să semene cu trăsura tradițională fără cai în 1884.

În Statele Unite, William Morrison a dezvoltat în 1890 o mașină electrică care era capabilă să transporte șase pasageri și să călătorească cu o viteză de 14 MPH. Doar șase ani mai târziu, un vehicul electric fabricat de Riker Electric Vehicle Company a câștigat o cursă de trăsuri fără cai, care a fost probabil una dintre primele curse de automobile înregistrate în Statele Unite.

Popularitatea vehiculelor electrice a crescut spre sfârșitul secolului al XIX-lea și până la începutul secolului al XX-lea. Ei au făcut mai puțin zgomot decât primele vehicule pe benzină, au oferit o călătorie mai lină și au fost adesea văzute ca mai ușor de condus și de operat.

Odată cu apariția bateriilor cu plumb-acid mai eficiente, cu capacități mai mari de stocare, la sfârșitul anilor 1800, un număr de inventatori din mai multe țări s-au decis să creeze vehicule electrice practice.

Flote de taxiuri electrice au apărut la Londra, Paris și New York și chiar și Thomas Edison a încercat să intre în joc în 1906 prin dezvoltarea bateriilor alcaline care ar oferi mai multă capacitate și ar cântări mai puțin decât bateriile cu plumb-acid din zi.

Vehiculele electrice din secolul 20

Vehiculele electrice au rămas destul de populare la începutul secolului al XX-lea. Aproximativ o treime din toate vehiculele de pe șosea erau electrice în jurul anului 1900, dar această popularitate a început să scadă odată cu trecerea anilor. În ciuda progreselor în tehnologia bateriilor, disponibilitatea benzinei ieftine și lipsa energiei electrice în afara orașelor mari au contribuit la sporirea popularității vehiculelor pe benzină.

Vehiculele electrice timpurii nu au putut să țină pasul cu omologii lor pe gaz în ceea ce privește autonomia și viteza; Producătorii de automobile au trecut aproape în întregime la vehicule pe gaz până în 1935.

Totuși, industria auto nu a uitat niciodată de vehiculele electrice, iar cercetarea bateriilor și a altor tehnologii conexe a continuat în liniște.

1959: Un an cheie

Invenția lui MOSFET (un semiconductor) la Bell Labs în 1959 este considerat a fi unul dintre punctele cheie de cotitură din istoria vehiculelor electrice moderne. Acest lucru a condus la crearea MOSFET-ului de putere de către Hitachi, microprocesoare și microcontrolere, toate acestea fiind componente esențiale în vehiculele electrice moderne.

Spre deosebire de primele vehicule electrice care conectau pur și simplu o baterie cu plumb acid la un motor electric, vehiculele electrice moderne se bazează pe tehnologii precum alimentați MOSFET-urile și microcontrolerele pentru a strânge niveluri tot mai mari de eficiență din tehnologiile nou dezvoltate de baterii și trenul de propulsie electric componente.

1971 - 1996

Aceste tehnologii mai noi ale bateriilor au dus la inventarea bateriilor litiu-ion în anii 1980, oferind încă un alt element de construcție important pentru vehiculele electrice moderne. Acolo unde primele vehicule electrice se bazau pe baterii plumb-acid ineficiente și grele, dezvoltarea bateriilor litiu-ion promitea o alternativă mai ușoară și mai eficientă. Astăzi, cele două tehnologii principale ale bateriilor utilizate de vehiculele electrice, NCA și NMC, sunt ambele bazate pe litiu-ion.

În timp ce toate aceste cercetări de fond erau în desfășurare, vehiculele electrice au continuat să apară în multe locuri de-a lungul secolului al XX-lea. Lunar Roving Vehicle, alias moon buggy, a fost atât un vehicul electric, cât și primul vehicul cu echipaj uman care a fost operat pe Lună când s-a rostogolit peste peisajul lunar în 1971. Înapoi pe pământ, în același deceniu, Sebring-Vanguard, cu sediul în Florida, a vândut peste 2.000 de CitiCars, toate electrice, fiecare având o autonomie de aproximativ 50 până la 60 de mile.

Nici alți producători de automobile nu uitaseră complet de vehiculele electrice. Mulți mari producători de automobile au prezentat o mulțime de vehicule electrice concept care nu au ajuns niciodată în producție, culminând cu EV1 de la GM. Acest vehicul complet electric nu a fost niciodată vândut direct publicului, dar a fost pus la dispoziție pentru închiriere pe piețe limitate începând cu 1996.

Vehiculele electrice erau din nou pe drumuri, iar tehnologia bateriilor aproape ajunsese la curent cu vremurile moderne.

VE-urile moderne

Experimentele timpurii cu vehiculele electrice moderne, cum ar fi EV1 de la GM la mijlocul anilor 90, au avut rezultate medii. Tehnologia era aproape acolo, dar existau o serie de piedici în cale.

Marii producători de automobile au văzut toți vehicule electrice la orizont, dar consensul chiar înainte de începutul secolului 21 a fost acea tehnologie a bateriei încă nu ar fi suficient de avansată pentru a oferi suficientă autonomie și fiabilitate pentru câteva decenii la minim.

1999 - 2001

Dintr-o dată, tehnologiile care ar zgudui asta în cele din urmă au fost dezvoltate în 1999 și 2001. Tehnologia bateriei NCA a fost inventată mai întâi, urmată de tehnologia bateriilor MNC la scurt timp după aceea. Ambele sunt variante ale celulelor mai vechi cu litiu-ion și ambele ar continua să alimenteze vehiculele electrice moderne.

Acele tehnologii îmbunătățite ale bateriei au creat oportunități pentru vehiculele electrice, spre deosebire de cele mai văzute în lume până acum. Industria a explodat cu noi versiuni ale vehiculelor electrice.

2003 - 2014

Tesla, lansată de Elon Musk, a apărut pe scenă în 2003 ca ​​un startup menit să creeze un vehicul electric practic și accesibil. Prototipurile Tesla Roadster au fost dezvăluite în 2006, iar primele Roadster-uri au fost livrate clienților în 2008. Alimentat de tehnologia bateriei NCA, Roadster a avut o autonomie de 244 de mile, care a fost semnificativ mai mare decât vehiculele anterioare complet electrice.

Cu vehiculele electrice Tesla pe drum, un număr de mari producători de automobile au urmat la scurt timp exemplul. Mitsubishi și-a lansat vehiculul electric iMiEV în Japonia în 2009 și pe alte piețe limitate anul următor, deși doar pentru închiriere și nu pentru vânzare.

Nissan nu a rămas departe cu Nissan Leaf, care a ieșit pe drum în SUA și Japonia în 2010. Până în 2014, pe piața din SUA existau 23 de modele diferite de vehicule electrice. În următorul deceniu, fiecare mare producător auto a lansat cel puțin un vehicul electric.

În Statele Unite, dezvoltarea vehiculelor electrice a cunoscut un avantaj major atunci când Departamentul pentru Energie al SUA a început să investească în infrastructură. Între 2009 și 2013, Departamentul de Energie a investit peste 115 milioane USD pentru a ajuta la construirea unei infrastructuri naționale de încărcare a vehiculelor electrice.

Prin acest program au fost instalate peste 18.000 de stații de încărcare, deși construirea infrastructurii de încărcare continuă până în prezent prin alte inițiative publice și private.

Viitorul vehiculelor electrice

Istoria vehiculului electric a fost condusă în mare parte de tehnologia bateriilor și este posibil ca aceasta să continue în viitor, dacă nu apare o nouă tehnologie care le poate înlocui efectiv. Odată cu scăderea costului total al bateriilor și a tehnologiei care continuă să avanseze, este probabil ca vehiculele electrice să se potrivească cu vehiculele alimentate cu gaz în ceea ce privește costul, autonomia și alți factori.

Pe măsură ce infrastructura de încărcare continuă să se extindă, iar vitezele de încărcare cresc, conducerea unui vehicul electric pe distanțe lungi va deveni, de asemenea, mai convenabilă. Este, de asemenea, posibil ca tehnologii precum bateriile înlocuibile la cald să facă „alimentarea” mașinii dumneavoastră electrice și mai rapidă și mai ușoară.

Ideea este că, în loc să vă conectați la priză și să așteptați, ați putea pur și simplu să vă luați câteva minute pentru a vă schimba bateria cu una nouă. Alte tehnologii de stocare a energiei, cum ar fi pilele de combustie interschimbabile la cald, ar putea fi, de asemenea, utilizate, dar sunt mult mai puțin eficiente decât bateriile moderne, încât pare puțin probabil.

2018 și dincolo

În 2018, numărul de vehicule electrice aflate pe drumuri în Statele Unite a depășit pentru prima dată pragul de un milion. Până în 2020, acest număr a crescut la 1,8 milioane. Creșterea în alte locații, precum Europa și China, a fost și mai rapidă.

Progrese suplimentare în tehnologia bateriei și de încărcare, o infrastructură de încărcare mai bună și legislație țintirea emisiilor reduse ale vehiculelor ar putea contribui la creșterea acestor cifre în viitor ani.

Este posibil ca vehiculele electrice să fi parcurs un drum lung și întortocheat în ultimele două secole, dar secolul 21 începe să pară locul în care vor ajunge în sfârșit pe primul loc.