ยานพาหนะไฟฟ้า: บทเรียนประวัติศาสตร์โดยย่อ

คิดว่ารถยนต์ไฟฟ้าเป็นแฟชั่นในศตวรรษที่ 21 หรือไม่? ไม่! EVs มีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานเกือบสองศตวรรษ

รถยนต์ไฟฟ้าคันแรกใช้ถนนร่วมกับรถม้าและรถจักรไอน้ำมานานหลายปี ก่อนที่รถยนต์ที่ใช้แก๊สจะปรากฏตัวในที่เกิดเหตุ และได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่และความพร้อมของไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทำให้สะดวกยิ่งขึ้น ดำเนินงาน.

การมีก๊าซราคาไม่แพงในวงกว้างในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ช่วยผลักดัน EVs ออกจาก จิตสำนึกสาธารณะ แต่ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายยังคงทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องตลอดหลายปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ก้าวหน้ายิ่งขึ้น และการขับเคลื่อนเพื่อลดการปล่อยมลพิษของรถยนต์ รถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่จึงพร้อมที่จะผสานรวมอีกครั้งในช่วงเปลี่ยนผ่านของศตวรรษที่ 21

EVs แรก

รถยนต์ไฟฟ้าได้ขับไปตามถนนที่ทอดยาวและคดเคี้ยวตลอดระยะเวลาสองศตวรรษ เป็นการยากที่จะระบุว่าประวัติศาสตร์ของรถยนต์ไฟฟ้าเริ่มต้นที่ใด แต่แนวคิดพื้นฐานปรากฏขึ้นพร้อมกับมอเตอร์ไฟฟ้าตัวแรก

1828 - 1839

นักฟิสิกส์ชาวฮังการี Anyos Jedlik ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้สร้างมอเตอร์กระแสตรงเชิงปฏิบัติตัวแรกๆ ค.ศ. 1827 และในปี ค.ศ. 1828 เขาได้ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ารุ่นแรกๆ ในการสร้างสิ่งที่เรียกว่าแบบจำลองไฟฟ้า รถยนต์.

ระหว่างปี พ.ศ. 2375 และ พ.ศ. 2382 โรเบิร์ต แอนเดอร์สัน นักประดิษฐ์ชาวสก็อตได้คิดค้นรถม้าไฟฟ้าในยุคแรก รายละเอียดมีน้อย แต่การออกแบบประสบปัญหาสำคัญที่ไม่สามารถแก้ไขได้ในบางครั้ง นั่นคือ พลังงานแบตเตอรี่จำกัด รถเข็นไฟฟ้าของ Anderson ใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟไม่ได้ ซึ่งจำกัดการใช้งานจริงของยานพาหนะดังกล่าว

1859 - 1881

ในปี 1859 ฝรั่งเศสเป็นผู้นำในการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่กรดตะกั่วถูกประดิษฐ์ขึ้นในฝรั่งเศสโดย Gaston Plante ต่อมาได้รับการปรับปรุงในปี พ.ศ. 2424 โดย Camille Alphonse Faure และได้รับการปรับแต่งและปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นตลอดหลายปีที่ผ่านมา การมาถึงของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดหมายความว่าในที่สุดยานพาหนะไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงก็สามารถออกสู่ท้องถนนได้

พ.ศ. 2433 - ต้นทศวรรษ 1900

Gustave Trouve แห่งฝรั่งเศสสาธิตรถสามล้อไฟฟ้าในปี 1881 ในขณะที่ Thomas Parker แห่งอังกฤษสร้างรถยนต์ไฟฟ้าสำหรับการผลิตคันแรกให้คล้ายกับรถม้าไร้ม้าแบบดั้งเดิมในปี 1884

ในสหรัฐอเมริกา วิลเลียม มอร์ริสันได้พัฒนารถยนต์ไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2433 ซึ่งสามารถบรรทุกผู้โดยสารได้หกคนและเดินทางด้วยความเร็ว 14 ไมล์ต่อชั่วโมง เพียงหกปีต่อมา รถยนต์ไฟฟ้าที่ผลิตโดย Riker Electric Vehicle Company ชนะการแข่งขันรถม้าแบบไม่มีม้า ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในการแข่งรถที่มีการบันทึกครั้งแรกในสหรัฐอเมริกา

ความนิยมของรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 พวกเขาส่งเสียงน้อยกว่ารถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยแก๊สในยุคแรกๆ ให้การขับขี่ที่นุ่มนวลขึ้น และมักถูกมองว่าขับและใช้งานได้ง่ายขึ้น

ด้วยการถือกำเนิดของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นพร้อมความจุในการจัดเก็บที่ใหญ่ขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1800 นักประดิษฐ์จำนวนหนึ่งในประเทศต่างๆ จำนวนมากขึ้นได้ตัดสินใจที่จะสร้างยานพาหนะไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง

แท๊กซี่ไฟฟ้าจำนวนมากปรากฏตัวในลอนดอน ปารีส และนิวยอร์ก และแม้แต่โธมัส เอดิสันก็ยังพยายามเข้าไปอยู่ในเกม พ.ศ. 2449 โดยการพัฒนาแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่จะให้ความจุมากขึ้นและมีน้ำหนักน้อยกว่าแบตเตอรี่กรดตะกั่วของ วัน.

EVs แห่งศตวรรษที่ 20

รถยนต์ไฟฟ้ายังคงได้รับความนิยมในรุ่งอรุณของศตวรรษที่ 20 ประมาณ 1 ใน 3 ของรถยนต์ทั้งหมดบนท้องถนนเป็นรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อราวๆ ปี 1900 แต่ความนิยมนั้นเริ่มลดลงเมื่อหลายปีผ่านไป แม้จะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีแบตเตอรี่ แต่การมีน้ำมันเบนซินราคาไม่แพงและไฟฟ้าไม่เพียงพอนอกเมืองใหญ่ก็ช่วยหนุนความนิยมของรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยแก๊สแทน

รถยนต์ไฟฟ้าในยุคแรกไม่สามารถตามให้ทันก๊าซในแง่ของระยะและความเร็ว ผู้ผลิตยานยนต์เปลี่ยนเกือบทั้งหมดเป็นรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยแก๊สภายในปี 1935

อุตสาหกรรมยานยนต์ไม่เคยลืมเกี่ยวกับยานยนต์ไฟฟ้า และการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ยังคงดำเนินต่อไปอย่างเงียบๆ

2502: ปีที่สำคัญ

การประดิษฐ์ของ MOSFET (เซมิคอนดักเตอร์) ที่ Bell Labs ในปี 1959 ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญจุดหนึ่งในประวัติศาสตร์ของยานยนต์ไฟฟ้ายุคใหม่ สิ่งนี้นำไปสู่การสร้าง MOSFET พลังงานโดยฮิตาชิ ไมโครโปรเซสเซอร์ และไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในรถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่

ต่างจากรถยนต์ไฟฟ้ายุคแรกๆ ที่เพียงแค่เชื่อมต่อแบตเตอรี่ตะกั่วกรดกับมอเตอร์ไฟฟ้า รถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่พึ่งพาเทคโนโลยีอย่าง ให้พลังงาน MOSFET และไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อบีบระดับประสิทธิภาพที่เพิ่มมากขึ้นจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่พัฒนาขึ้นใหม่และชุดขับเคลื่อนไฟฟ้า ส่วนประกอบ

1971 - 1996

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ใหม่กว่าเหล่านี้นำไปสู่การประดิษฐ์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในทศวรรษ 1980 ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญอีกประการหนึ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่ ในที่ที่รถยนต์ไฟฟ้าคันแรกใช้แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ไม่มีประสิทธิภาพและมีน้ำหนักมาก การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรับประกันว่าจะมีทางเลือกที่มีน้ำหนักเบากว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า ทุกวันนี้ เทคโนโลยีแบตเตอรี่หลักสองอย่างที่ใช้โดยรถยนต์ไฟฟ้า NCA และ NMC ต่างก็ใช้ลิเธียมไอออน

ในขณะที่การวิจัยเบื้องหลังทั้งหมดนี้กำลังดำเนินการอยู่ ยานยนต์ไฟฟ้ายังคงปรากฏขึ้นในหลายพื้นที่ตลอดศตวรรษที่ 20 Lunar Roving Vehicle หรือที่รู้จักว่า Moon buggy เป็นทั้งรถยนต์ไฟฟ้าและยานพาหนะที่บรรจุคนเป็นครั้งแรกที่ดำเนินการบนดวงจันทร์เมื่อแล่นข้ามภูมิประเทศดวงจันทร์ในปี 1971 ย้อนกลับไปบนโลกในทศวรรษเดียวกัน Sebring-Vanguard ซึ่งตั้งอยู่ในฟลอริดาได้ขาย CitiCars ไฟฟ้าทั้งหมดมากกว่า 2,000 คันซึ่งแต่ละคันมีระยะทางประมาณ 50 ถึง 60 ไมล์

ผู้ผลิตรถยนต์รายอื่นไม่ได้ลืม EV โดยสิ้นเชิงเช่นกัน ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่หลายรายได้อวดรถยนต์ไฟฟ้าต้นแบบจำนวนมากที่ไม่เคยผลิตออกมาเลย ซึ่งปิดท้ายด้วย EV1 ของ GM รถยนต์ไฟฟ้าทั้งหมดคันนี้ไม่เคยขายต่อสาธารณะโดยตรง แต่ได้เปิดให้เช่าในตลาดจำกัดตั้งแต่ปี 2539

รถยนต์ไฟฟ้ากลับมาใช้งานได้อีกครั้ง และเทคโนโลยีแบตเตอรี่ก็เกือบจะทันยุคปัจจุบันเช่นกัน

EVs สมัยใหม่

การทดลองในช่วงแรกๆ กับ EV สมัยใหม่ เช่น EV1 ของ GM ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1990 ได้ผลปานกลาง เทคโนโลยีอยู่ใกล้แค่เอื้อม แต่มีอุปสรรคมากมายขวางทาง

ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ต่างก็มองเห็นยานพาหนะไฟฟ้าที่ขอบฟ้า แต่ความเห็นเป็นเอกฉันท์ก่อนช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 21 กลับเป็น เทคโนโลยีแบตเตอรี่นั้นยังไม่ก้าวหน้าพอที่จะให้ช่วงและความน่าเชื่อถือเพียงพอสำหรับสองสามทศวรรษที่ ขั้นต่ำ

1999 - 2001

ทันใดนั้น เทคโนโลยีที่จะทำให้สั่นสะเทือนในที่สุดได้รับการพัฒนาในปี 2542 และ 2544 เทคโนโลยีแบตเตอรี่ NCA ถูกคิดค้นขึ้นก่อน ตามด้วยเทคโนโลยีแบตเตอรี่ MNC หลังจากนั้นไม่นาน ทั้งสองรุ่นต่างรุ่นกันสำหรับเซลล์ลิเธียมไอออนรุ่นเก่า และทั้งคู่จะขับเคลื่อนยานยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้สร้างโอกาส EV อย่างที่โลกไม่เคยเห็นมาก่อน อุตสาหกรรมระเบิดด้วยแนวคิดใหม่เกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้า

2003 - 2014

Tesla ซึ่งเปิดตัวโดย Elon Musk ปรากฏตัวที่เกิดเหตุในปี 2546 โดยเป็นการเริ่มต้นที่มุ่งสร้างรถยนต์ไฟฟ้าราคาไม่แพงและใช้งานได้จริง ต้นแบบของ Tesla Roadster ถูกเปิดเผยในปี 2006 และ Roadsters คันแรกได้ส่งมอบให้กับลูกค้าในปี 2008 ขับเคลื่อนโดยเทคโนโลยีแบตเตอรี่ NCA Roadster มีระยะทาง 244 ไมล์ ซึ่งสูงกว่ารถยนต์ไฟฟ้าทั้งหมดรุ่นก่อนอย่างมีนัยสำคัญ

ด้วยรถยนต์ไฟฟ้าของเทสลาบนท้องถนน ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่จำนวนหนึ่งตามหลังความเหมาะสมในไม่ช้า มิตซูบิชิเปิดตัวรถยนต์ไฟฟ้า iMiEV ในญี่ปุ่นในปี 2552 และตลาดอื่นๆ ที่จำกัดอื่นๆ ในปีต่อไป แม้ว่าจะให้เช่าเท่านั้นและไม่ขาย

Nissan อยู่ไม่ไกลหลัง Nissan Leaf ซึ่งออกสู่ท้องถนนในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นในปี 2010 ภายในปี 2014 มีรถยนต์ไฟฟ้า 23 รุ่นในตลาดสหรัฐอเมริกา ภายในทศวรรษหน้า ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ทุกรายผลิตรถยนต์ไฟฟ้าอย่างน้อยหนึ่งคัน

ในสหรัฐอเมริกา การพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าเห็นประโยชน์อย่างมากเมื่อกระทรวงพลังงานสหรัฐเริ่มลงทุนในโครงสร้างพื้นฐาน ระหว่างปี 2552 ถึง 2556 กระทรวงพลังงานได้ลงทุนกว่า 115 ล้านดอลลาร์เพื่อช่วยสร้างโครงสร้างพื้นฐานสำหรับชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าทั่วประเทศ

โครงการนี้มีการติดตั้งสถานีชาร์จมากกว่า 18,000 แห่ง แม้ว่าการสร้างโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จจะยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ผ่านโครงการริเริ่มอื่นๆ ของภาครัฐและเอกชน

อนาคตของ EVs

ประวัติของรถยนต์ไฟฟ้าขับเคลื่อนโดยเทคโนโลยีแบตเตอรี่เป็นส่วนใหญ่ และมีแนวโน้มว่าจะดำเนินต่อไปในอนาคต เว้นแต่จะมีเทคโนโลยีใหม่เข้ามาแทนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยต้นทุนโดยรวมของแบตเตอรี่ที่ลดลงและเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง รถยนต์ไฟฟ้าจึงมีแนวโน้มที่จะเหมาะสมกับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยแก๊สในแง่ของต้นทุน ช่วง และปัจจัยอื่นๆ

เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จยังคงขยายตัวและความเร็วในการชาร์จเพิ่มขึ้น การขับรถ EV ในระยะทางไกลก็จะสะดวกขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่เทคโนโลยีอย่างแบตเตอรี่แบบถอดเปลี่ยนได้เองอาจทำให้ "การเติมเชื้อเพลิง" รถยนต์ไฟฟ้าของคุณเร็วและง่ายขึ้น

แนวคิดก็คือ แทนที่จะเสียบปลั๊กและรอ คุณสามารถใช้เวลาสองสามนาทีเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่ของคุณเป็นแบตเตอรี่ใหม่ เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานอื่นๆ เช่น เซลล์เชื้อเพลิงแบบถอดเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว อาจใช้งานได้ แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่มากจนไม่น่าจะเป็นไปได้

ปี 2018 และปีต่อๆ ไป

ในปี 2018 จำนวนรถยนต์ไฟฟ้าบนท้องถนนในสหรัฐอเมริกาได้ทะลุหลักหนึ่งล้านเป็นครั้งแรก ภายในปี 2020 ตัวเลขดังกล่าวเพิ่มสูงขึ้นเป็น 1.8 ล้านคน การเติบโตในสถานที่อื่นๆ เช่น ยุโรปและจีน ได้เร็วยิ่งขึ้นไปอีก

ความก้าวหน้าเพิ่มเติมในด้านเทคโนโลยีแบตเตอรี่และการชาร์จ โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่ดีขึ้น และกฎหมาย การกำหนดเป้าหมายการปล่อยยานพาหนะที่ลดลงมีแนวโน้มที่จะช่วยผลักดันตัวเลขเหล่านั้นให้สูงขึ้นในอนาคต ปีที่.

รถยนต์ไฟฟ้าอาจเดินทางบนถนนที่ยาวและคดเคี้ยวในช่วงสองสามศตวรรษที่ผ่านมา แต่ศตวรรษที่ 21 เริ่มดูเหมือนที่ที่พวกเขาจะจบลงที่ด้านบน