Електротранспорт: Короткий урок історії

Думаєте, електромобілі – це мода 21 століття? Ні! EVs мають історію, яка охоплює майже два століття.

Перші електромобілі їздили по дорозі з кінними та паровими екіпажами протягом багатьох років, перш ніж на сцені з’явилися автомобілі на газовому двигуні. і вони зростали в популярності, оскільки прогрес у технології акумуляторів і зростаюча доступність електроенергії зробили їх ще зручнішими діяти.

Широка доступність недорогого газу на початку 20-го століття допомогла виштовхнути електромобілі з ринку. громадська свідомість, але різні автовиробники продовжували працювати над відповідними технологіями протягом багатьох років. Завдяки подальшому прогресу в технології акумуляторів і прагненню до зниження викидів транспортних засобів, сучасний електромобіль був готовий знову з’явитися на початку 21 століття.

Перші електромобілі

Протягом двох століть електромобілі проїжджали довгими звивистими дорогами. Важко точно визначити, де починається історія електромобілів, але основна ідея з’явилася поруч із першими електромоторами.

1828 - 1839

Угорському фізику Аньошу Єдліку приписують створення деяких з перших практичних двигунів постійного струму 1827, а до 1828 року він використав один зі своїх ранніх електродвигунів, щоб побудувати те, що можна було б назвати моделлю електричного автомобіль.

Деякий час між 1832 і 1839 роками шотландський винахідник Роберт Андерсон придумав ідею раннього електрокаретки. Подробиць небагато, але дизайн страждав від серйозної проблеми, яку не можна було вирішити деякий час: обмежена потужність акумулятора. В електрокаретці Андерсона використовувалися неперезаряджувані батареї, що обмежувало практичність такого транспортного засобу.

1859 - 1881

У 1859 році Франція стала лідером у розробці електромобілів. Свинцево-кислотний акумулятор був винайдений у Франції Гастоном Планте. Пізніше в 1881 році його вдосконалив Камілла Альфонс Фор, і з роками його змінювали та вдосконалювали. Поява свинцево-кислотного акумулятора означало, що нарешті стало можливим для практичних електромобілів вирушити в дорогу.

1890 - початок 1900-х років

Гюстав Трув з Франції продемонстрував електричний триколісний велосипед у 1881 році, а Томас Паркер з Англії побудував перший серійний електромобіль, який нагадував традиційну карету без коней у 1884 році.

У Сполучених Штатах Вільям Моррісон у 1890 році розробив електромобіль, який міг перевозити шість пасажирів і рухатися з неймовірною швидкістю 14 миль на годину. Всього через шість років електромобіль, виготовлений компанією Riker Electric Vehicle Company, переміг у перегонах безкінь, які, можливо, були одними з перших зареєстрованих автомобільних перегонів у Сполучених Штатах.

Популярність електромобілів зросла наприкінці 19-го і на початку 20-го століття. Вони створювали менше шуму, ніж ранні бензинові транспортні засоби, забезпечували більш плавну їзду і часто вважалися легшими в управлінні та експлуатації.

З появою більш ефективних свинцево-кислотних акумуляторів з більшою ємністю зберігання в кінці 1800-х років, ряд винахідників у більшій кількості країн почали створювати практичні електромобілі.

Автопарки електричних таксі з'явилися в Лондоні, Парижі та Нью-Йорку, і навіть Томас Едісон намагався включитися в гру в 1906 р. шляхом розробки лужних батарей, які забезпечували б більшу ємність і важать менше, ніж свинцево-кислотні батареї день.

Електромобілі 20-го століття

Електромобілі залишалися досить популярними на зорі 20 століття. Приблизно одна третина всіх транспортних засобів на дорозі були електричними приблизно в 1900 році, але з роками ця популярність почала спадати. Незважаючи на прогрес у технології акумуляторів, доступність недорогого бензину та відсутність електроенергії за межами великих міст допомогли підвищити популярність транспортних засобів, що працюють на газі.

Ранні електромобілі були не в змозі встигати за своїми газовими аналогами з точки зору дальності та швидкості; виробники автомобілів майже повністю перейшли на бензинові транспортні засоби до 1935 року.

Автомобільна промисловість ніколи не забувала про електромобілі, і дослідження акумуляторів та інших пов’язаних технологій спокійно тривали.

1959: Ключовий рік

Винахід МОП-транзистор (напівпровідник) у Bell Labs в 1959 році вважається одним із ключових поворотних моментів в історії сучасних електромобілів. Це призвело до створення силового MOSFET компанією Hitachi, мікропроцесорів і мікроконтролерів, які є важливими компонентами сучасних електромобілів.

На відміну від ранніх електромобілів, які просто підключали свинцево-кислотний акумулятор до електродвигуна, сучасні електромобілі спираються на такі технології, як живлення MOSFET і мікроконтролерів, щоб вичавлювати постійно зростаючі рівні ефективності з нещодавно розроблених технологій батареї та електричного приводу компонентів.

1971 - 1996

Ці новітні технології акумуляторів призвели до винаходу літій-іонних акумуляторів у 1980-х роках, що стало ще одним важливим будівельним елементом для сучасних електромобілів. Там, де перші електромобілі покладалися на неефективні та важкі свинцево-кислотні акумулятори, розробка літій-іонних акумуляторів обіцяла меншу вагу та більш ефективну альтернативу. Сьогодні дві основні технології акумуляторів, які використовуються в електромобілях, NCA і NMC, засновані на літій-іонних.

Поки проводилися всі ці фонові дослідження, електромобілі з’являлися у багатьох місцях протягом 20 століття. Lunar Roving Vehicle, він же місячний баггі, був одночасно електромобілем і першим пілотованим транспортним засобом, який працював на Місяці, коли він прокотився по місячному ландшафту в 1971 році. Повернувшись на землю, за те ж десятиліття компанія Sebring-Vanguard, що базується у Флориді, продала понад 2000 своїх повністю електричних автомобілів CitiCars, кожен із яких мав запас ходу від 50 до 60 миль.

Інші автовиробники також не забули повністю про електромобілі. Багато великих виробників автомобілів продемонстрували безліч концептуальних електромобілів, які так і не потрапили у виробництво, а кульмінацією став GM EV1. Цей повністю електричний автомобіль ніколи не продавався безпосередньо громадськості, але з 1996 року він був доступний для оренди на обмежених ринках.

Електричні транспортні засоби повернулися на дорогу, а технологія акумуляторів майже наздогнала сучасність.

Сучасні електромобілі

Ранні експерименти з сучасними електромобілями, такими як EV1 GM в середині дев’яностих, дали середні результати. Технологія була майже готова, але на шляху стояла низка каменів спотикання.

Усі великі автовиробники бачили електромобілі на горизонті, але консенсус перед початком 21 століття був досягнутий. ця технологія акумулятора все ще не буде достатньо передовою, щоб забезпечити достатній діапазон і надійність протягом кількох десятиліть мінімум.

1999 - 2001

Раптом у 1999 та 2001 роках були розроблені технології, які в кінцевому підсумку потрясли це. Спочатку була винайдена технологія акумуляторів NCA, а невдовзі – технологія акумуляторів MNC. Обидва є варіантами старих літій-іонних елементів, і обидва будуть працювати на сучасних електромобілях.

Ці вдосконалені технології батареї створили можливості для електромобілів, не схожі на інші, які світ бачив раніше. Індустрія вибухнула новими поглядами на електромобілі.

2003 - 2014

Tesla, запущена Ілоном Маском, з’явилася на сцені в 2003 році як стартап, спрямований на створення доступного та практичного електромобіля. Прототипи Tesla Roadster були представлені в 2006 році, а перші родстери були доставлені клієнтам у 2008 році. Забезпечений живленням від акумуляторної технології NCA, Roadster мав запас ходу 244 милі, що було значно вище, ніж попередні повністю електричні транспортні засоби.

З електромобілями Tesla в дорозі, ряд великих автовиробників незабаром наслідували їх приклад. Mitsubishi випустила свій електромобіль iMiEV в Японії в 2009 році та на інших обмежених ринках наступного року, хоча лише для оренди, а не для продажу.

Nissan не відстає від Nissan Leaf, який вийшов на дорогу в США та Японії в 2010 році. До 2014 року на ринку США було 23 різні моделі електромобілів. Протягом наступного десятиліття кожен великий автовиробник представив принаймні один електромобіль.

У Сполучених Штатах розвиток електромобілів приніс значну користь, коли Міністерство енергетики США почало інвестувати в інфраструктуру. У період з 2009 по 2013 рік Департамент енергетики інвестував понад 115 мільйонів доларів, щоб допомогти створити загальнонаціональну інфраструктуру зарядки електромобілів.

У рамках цієї програми було встановлено понад 18 000 зарядних станцій, хоча розбудова зарядної інфраструктури триває й донині через інші державні та приватні ініціативи.

Майбутнє електромобілів

Історія електромобіля була зумовлена ​​в основному акумуляторною технологією, і це, ймовірно, триватиме і в майбутньому, якщо не з’явиться нова технологія, яка зможе ефективно їх замінити. Оскільки загальна вартість батарей падає, а технології продовжують розвиватися, електромобілі, ймовірно, будуть відповідати транспортним засобам, що працюють на газі, за ціною, дальністю та іншими факторами.

Оскільки зарядна інфраструктура продовжує розширюватися, а швидкість зарядки зростає, водіння електромобілем на великі відстані також стане зручнішим. Також можливо, що такі технології, як акумулятори з можливістю гарячої заміни, можуть зробити «заправку» вашого електромобіля ще швидшою та простішою.

Ідея полягає в тому, що замість того, щоб підключатися та чекати, ви можете просто витратити пару хвилин, щоб обміняти свій акумулятор на новий. Інші технології зберігання енергії, такі як паливні елементи з можливістю гарячої заміни, також можуть знадобитися, але вони настільки менш ефективні, ніж сучасні батареї, що це здається малоймовірним.

2018 і далі

У 2018 році кількість електромобілів на дорогах у США вперше перевищила позначку в один мільйон. До 2020 року ця цифра зросла до 1,8 мільйона. Зростання в інших регіонах, таких як Європа та Китай, було ще швидшим.

Подальший розвиток акумуляторів і технологій зарядки, краща інфраструктура зарядки та законодавство орієнтація на зниження викидів транспортних засобів, ймовірно, допоможе підвищити ці цифри в майбутньому років.

Електричні транспортні засоби, можливо, пройшли довгу і звивисту дорогу протягом останніх кількох століть, але 21 століття починає виглядати так, якби вони, нарешті, опиняться на вершині.