Elektromobily, které byly představeny před více než 100 lety, dnes zaznamenávají nárůst popularity, a to z mnoha důvodů, proč byly poprvé populární.
Ať už se jedná o hybridní, plug-in hybridní nebo plně elektrický pohon, poptávka po vozidlech s elektrickým pohonem bude i nadále stoupat, jak ceny klesají a zákazníci hledají způsoby, jak ušetřit peníze na pumpě. Podle zprávy společnosti Navigant Research by v současné době více než 3 procenta z prodeje nových vozidel mohla do roku 2020 celosvětově vzrůst prodej elektrických vozidel na téměř 7 procent – neboli 6,6 milionu ročně – na celém světě.
S tímto rostoucí zájem o elektrická vozidla, zkoumáme, kde tato technologie byla a kam směřuje. Cestujte s námi v čase, když prozkoumáváme historii elektrického automobilu.
Zrození elektrického vozidla
Je těžké přesně určit vynález elektrického automobilu u jednoho vynálezce nebo země. Místo toho to byla řada průlomů – od baterie po elektromotor – v roce 1800, která vedla k prvnímu elektrickému vozidlu na silnici.
Na počátku století si inovátoři v Maďarsku , Nizozemsko a Spojené státy – včetně kováře z Vermontu – si začaly pohrávat s konceptem vozidla na baterii a vytvořily některé z prvních malých elektrických automobilů. A zatímco britský vynálezce Robert Anderson vyvinul přibližně ve stejnou dobu první surový elektrický vozík, až ve druhé polovině 19. století francouzští a angličtí vynálezci postavili některé z prvních praktických elektrických automobilů.
Zde v USA debutoval první úspěšný elektromobil kolem roku 1890 díky chemikovi Williamovi Morrisonovi, který žil v Des Moines v Iowě. Jeho šestimístné vozidlo s maximální rychlostí 14 mil za hodinu nebylo o nic víc než elektrifikovaný vůz, ale pomohlo vzbudit zájem o elektrická vozidla.
V příštích několika letech budou elektrická vozidla od různých výrobců automobilů se začaly objevovat napříč USA New York City dokonce měl flotilu více než 60 elektrických taxíků. Do roku 1900 byla elektrická auta v době největšího rozkvětu, což představovalo zhruba třetinu všech vozidel na silnici. Během příštích 10 let pokračovaly v silném prodeji.
Raný vzestup a pokles elektromobilu
Abychom pochopili popularitu elektrických vozidel kolem roku 1900, je také důležité pochopit vývoj osobního vozidla a další dostupné možnosti. Na přelomu 20. století byl kůň stále primárním způsobem dopravy. Ale jak Američané začali prosperovat, obrátili se k nově vynalezenému motorovému vozidlu – dostupnému v parní, benzinové nebo elektrické verzi -, aby se dostali kolem.
Pára byla vyzkoušeným a opravdovým zdrojem energie, který se ukázal jako spolehlivý pro napájení továren a vlaků. Některá z prvních samohybných vozidel na konci 17. století se spoléhala na páru; přesto trvalo, než se technologie ujala v automobilech až do 70. let 18. století. Součástí toho je, že pára nebyla pro osobní vozidla příliš praktická. Parní vozidla vyžadovala dlouhé spouštěcí časy – někdy až 45 minut za studena – a bylo by třeba je znovu naplnit vodou, což by omezilo jejich dojezd.
Vzhledem k tomu, že na trh přišla elektrická vozidla, udělala to i nová typ vozidla – benzínový vůz – díky vylepšením spalovacího motoru v 19. století. Zatímco benzínová auta slibovala, nebyla bez chyb. K řízení vyžadovali hodně manuálního úsilí – přeřazování nebylo snadným úkolem a bylo nutné je nastartovat ruční klikou, což některým znesnadňovalo ovládání. Byly také hlučné a jejich výfuk byl nepříjemný.
Elektromobily neměly problémy spojené s párou nebo benzínem. Byly tiché, snadno ovladatelné a nevypouštěly páchnoucí znečišťující látky jako ostatní auta té doby. Elektromobily si rychle získaly populaci u obyvatel měst, zejména u žen. Byli ideální pro krátké výlety po městě a špatné podmínky na silnicích mimo města znamenaly, že několik automobilů jakéhokoli typu se mohlo vydat dál. Jak více lidí získalo přístup k elektřině v 10. letech 20. století, bylo snazší nabíjet elektromobily a zvyšovaly jejich popularitu u všech oblastí života (včetně některých „nejznámějších a nejvýznamnějších výrobců benzínových automobilů“ jako článek New York Times z roku 1911. zdůrazněno).
Mnoho inovátorů v té době vzalo na vědomí vysokou poptávku po elektrickém vozidle a zkoumalo způsoby, jak tuto technologii vylepšit. Například Ferdinand Porsche, zakladatel stejnojmenné společnosti pro sportovní automobily, vyvinul elektromobil s názvem P1 v roce 1898. Přibližně ve stejné době vytvořil první hybridní elektromobil na světě – vozidlo poháněné elektřinou a plynovým motorem. Thomas Edison, jeden z nejplodnějších vynálezců na světě, si myslel, že jde o elektromobily. byly špičkovou technologií a pracovaly na výrobě lepší baterie pro elektromobily.Dokonce Henry Ford, který byl přítelem Edisona, spolupracoval s Edisonem, aby prozkoumal možnosti nízkonákladového elektrického automobilu v roce 1914, podle Wired.
Přesto to byl sériově vyráběný Model T Henryho Forda, který se zabýval rána do elektromobilu. Model T, který byl představen v roce 1908, učinil automobily s benzínovým pohonem široce dostupnými a cenově dostupnými. Do roku 1912 stál benzínový vůz pouze 650 $, zatímco elektrický roadster se prodával za 1750 $. V témže roce představil Charles Kettering elektrický startér, čímž eliminoval potřebu ruční kliky a vedl k většímu prodeji vozidel na benzínový pohon.
K poklesu elektrického vozidla přispěl i další vývoj. Do 20. let 20. století měly USA lepší systém silnic spojujících města a Američané chtěli vystoupit a prozkoumat. S objevem texaské ropy se plyn stal levným a snadno dostupným pro venkovské Američany a po celé zemi se začaly objevovat čerpací stanice. Pro srovnání, v té době mělo jen velmi málo Američanů mimo města elektřinu. Nakonec elektrická vozidla téměř do roku 1935 zmizela.
Nedostatek plynu vyvolává zájem o elektrická vozidla
Asi po příštích 30 letech vstoupila elektrická vozidla do jakési temné doby s malý pokrok v technologii. Levný, bohatý benzín a neustálé zlepšování spalovacího motoru brzdily poptávku po vozidlech na alternativní paliva.
Rychle vpřed do konce 60. a začátku 70. let. Rostoucí ceny ropy a nedostatek benzinu – vrcholící arabským ropným embargem z roku 1973 – vyvolaly rostoucí zájem o snížení závislosti USA na zahraniční ropě a hledání domácích zdrojů pohonných hmot. Kongres vzal na vědomí a schválil zákon o výzkumu, vývoji a demonstraci elektrických a hybridních vozidel z roku 1976, kterým se energetické oddělení zmocnilo k podpoře výzkumu a vývoje elektrických a hybridních vozidel.
Přibližně ve stejnou dobu mnoho velkých a malé automobilky začaly zkoumat možnosti vozidel na alternativní paliva, včetně elektromobilů. Například General Motors vyvinul prototyp městského elektrického automobilu, který vystavil na prvním sympoziu Agentury pro ochranu životního prostředí o vývoji energetických systémů s nízkým znečištěním v roce 1973, a společnost American Motor Company vyrobila džípy na dodávku elektřiny, které americká poštovní služba použila v 1975 testovací program. Dokonce i NASA pomohla zviditelnit elektrické vozidlo, když se jeho elektrický Lunar rover stal prvním vozidlem s posádkou, které jezdilo na Měsíci v roce 1971.
Přesto vozidla vyvinutá a vyrobená v 70. letech stále trpěla nevýhodami ve srovnání na benzínová auta. Elektrická vozidla během této doby měla omezený výkon – obvykle dosahovala rychlosti 45 mil za hodinu – a jejich typický dojezd byl omezen na 40 mil před tím, než bylo nutné je dobít.
Environmentální aspekty pohánějí elektrická vozidla vpřed
Znovu rychle vpřed – tentokrát do 90. let. Za 20 let od dlouhých plynovodů v 70. letech zájem o elektrická vozidla většinou utichl. Nové federální a státní předpisy však začínají věci měnit. Přijetí novely zákona o ovzduší z roku 1990 a zákona o energetické politice z roku 1992 – plus nové předpisy o emisích z dopravy vydané Kalifornskou radou pro letecké zdroje – pomohly vytvořit obnovený zájem o elektrická vozidla v USA.
Během tentokrát začaly automobilky upravovat některé ze svých oblíbených modelů vozidel na elektrická vozidla. To znamenalo, že elektrická vozidla nyní dosahovala rychlostí a výkonu mnohem blíže vozidlům s benzínovým pohonem a mnoho z nich mělo dojezd 60 mil.
Jedním z nejznámějších elektromobilů v této době byl GM EV1, automobil, který byl silně uveden v dokumentu z roku 2006 Kdo zabil elektromobil? Místo úpravy stávajícího vozidla GM navrhl a vyvinul EV1 od základu. S dojezdem 80 mil a schopností zrychlit z 0 na 50 mil za hodinu za pouhých sedm sekund si EV1 rychle získala kultovní pokračování. Ale kvůli vysokým výrobním nákladům nebyla EV1 nikdy komerčně životaschopná a GM ji přerušila v roce 2001.
S vzkvétající ekonomikou, rostoucí střední třídou a nízkými cenami plynu na konci 90. let mnoho spotřebitelů neudělalo Nemusíte si dělat starosti s úspornými vozidly. I když v této době nebyla elektrickým vozidlům věnována velká pozornost, v zákulisí vědci a inženýři – podporovaní energetickým oddělením – pracovali na vylepšení technologie elektrických vozidel, včetně baterií.
Nový začátek pro elektromobily
Zatímco všechny začátky a zastávky odvětví elektrických vozidel ve druhé polovině 20. století pomohly ukázat světu příslib této technologie, skutečné oživení elektromobilu nebylo možné Stává se to až na začátku 21. století. Podle toho, koho se ptáte, to byla jedna ze dvou událostí, které vyvolaly zájem, který dnes vidíme o elektrická vozidla.
Prvním bodem obratu, který mnozí navrhli, bylo zavedení modelu Toyota Prius. Prius, který byl uveden na trh v Japonsku v roce 1997, se stal prvním sériově vyráběným hybridním elektrickým vozidlem na světě. V roce 2000 byl Prius uveden na celém světě a stal se okamžitým úspěchem u celebrit, což pomohlo zviditelnit vůz. Aby se Prius stal skutečností, Toyota použila nikl-metal hydridovou baterii – technologii, která byla podpořena výzkumem energetického oddělení. Od té doby rostoucí ceny benzinu a rostoucí obavy ze znečištění uhlíkem pomohly učinit z modelu Prius celosvětově nejprodávanější hybrid za poslední desetiletí.
(Historická poznámka pod čarou: Než mohl být Prius představen v USA, společnost Honda uvedl hybrid Insight v roce 1999, čímž se stal prvním hybridem prodávaným v USA od počátku 20. století.)
Další událostí, která pomohla přetvořit elektrická vozidla, bylo oznámení v roce 2006, že malý startup Silicon Valley, Tesla Motors, by začal vyrábět luxusní elektrický sportovní vůz, který by na jedno nabití dokázal ujet více než 200 mil. V roce 2010 společnost Tesla obdržela půjčku ve výši 465 milionů USD od kanceláře ministerstva energetických půjček – půjčku, kterou Tesla splácela o celých devět let dříve – na zřízení výrobního závodu v Kalifornii. Za krátkou dobu od té doby si Tesla získala velký ohlas u svých automobilů a stala se největším zaměstnavatelem v automobilovém průmyslu v Kalifornii.
Oznámení a následný úspěch společnosti Tesla pobídly mnoho velkých výrobců automobilů k urychlení prací na vlastních elektrických vozidlech . Na konci roku 2010 byly na americký trh uvedeny Chevy Volt a Nissan LEAF. První komerčně dostupný plug-in hybrid, Volt, má benzínový motor, který doplňuje svůj elektrický pohon, jakmile je baterie vybitá, což spotřebitelům umožňuje jezdit na elektřinu po většinu výletů a benzín prodloužit dojezd vozidla. Ve srovnání s tím je LEAF čistě elektrickým vozidlem (často se mu říká bateriové elektrické vozidlo, elektrické vozidlo nebo zkráceně jen EV), což znamená, že je poháněno pouze elektromotorem.
v příštích několika letech začaly další automobilky v USA zavádět elektrická vozidla; spotřebitelé však stále čelili jednomu z prvních problémů s elektrickým vozidlem – kde nabíjeli svá vozidla na cestách. Prostřednictvím zákona o zotavení investovalo energetické oddělení více než 115 milionů dolarů do budování celonárodní nabíjecí infrastruktury a instalovalo více než 18 000 bytových, komerčních a veřejných nabíječek po celé zemi. Výrobci automobilů a další soukromé podniky také instalovali své vlastní nabíječky na klíčových místech v USA, čímž se dnešní veřejné nabíječky elektrických vozidel dostaly na více než 8 000 různých míst s více než 20 000 nabíjecích zásuvek.
Zároveň na trh se začala dostávat nová technologie baterií – podporovaná energetickým oddělením energetického oddělení – a pomohla tak vylepšit dojezd elektromobilu typu plug-in. Kromě technologie baterií u téměř všech hybridů první generace pomohl výzkum oddělení také vyvinout technologii lithium-iontových baterií používanou ve Voltu. V poslední době investice ministerstva do výzkumu a vývoje baterií pomohla snížit náklady na baterie elektrických vozidel za poslední čtyři roky o 50 procent a současně zlepšit výkon baterií vozidla (což znamená jejich výkon, energii a životnost). To zase pomohlo snížit náklady na elektrická vozidla a učinit je cenově dostupnějšími pro spotřebitele.
Spotřebitelé mají nyní při nákupu elektrického vozidla více možností než kdy jindy. Dnes existuje 23 plug-in elektrických a 36 hybridních modelů k dispozici v různých velikostech – od Smart ED pro dva cestující přes střední Ford C-Max Energi až po luxusní SUV BMW i3. Vzhledem k tomu, že ceny benzinu stále rostou a ceny elektrických vozidel stále klesají, elektrická vozidla rostou v popularitě – s více než 234 000 plug-in elektrickými vozidly a 3,3 miliony hybridů dnes na silnicích v USA.
Budoucnost elektrických automobilů
Je těžké určit, kde budoucnost bude mít elektrický v vozidla, ale je jasné, že mají velký potenciál pro vytvoření udržitelnější budoucnosti. Pokud bychom převedli všechna lehká užitková vozidla v USA na hybridní nebo zásuvná elektrická vozidla pomocí naší současné technologické směsi, mohli bychom snížit naši závislost na zahraniční ropě o 30-60 procent a zároveň snížit uhlíkové znečištění z odvětví dopravy o až 20 procent.
Aby pomohl dosáhnout těchto úspor emisí, zahájil v roce 2012 prezident Obama iniciativu EV Everywhere Grand Challenge – iniciativu energetického oddělení, která spojuje nejlepší a nejbystřejší americké vědce, inženýry a podniky, aby zásuvná elektrická vozidla do roku 2022 dostupnější než dnešní benzínová vozidla.Pokud jde o baterie, Společné středisko pro výzkum skladování energie v Národní laboratoři v Argonne pracuje na překonání největších vědeckých a technických překážek, které brání rozsáhlému vylepšování baterií.
A Agentura pro pokročilé výzkumné projekty ministerstva -Energy (ARPA-E) vyvíjí technologie měnící hru, které by mohly změnit naše myšlení o elektrických vozidlech. Od investic do nových typů baterií, které by mohly jít dále na jedno nabití až po nákladově efektivní alternativy k materiálům důležitým pro elektromotory, mohly projekty ARPA-E transformovat elektrická vozidla.
Nakonec jen čas ukáže, jaká silniční elektrická vozidla budou v budoucnu trvat.
V čem je rozdíl?
- Hybridní elektrické vozidlo (nebo zkráceně HEV) je vozidlo bez možnosti připojení, ale má elektrický pohon a baterii Jízdní energie pochází pouze z kapalného paliva. Seznamte se s historií hybridu – od prvního na světě po nejprodávanější na světě.
- Plug-in hybridní elektrické vozidlo (také nazývané PHEV) je vozidlo se zástrčkou -v schopnosti, a to může používat energii pro jízdu buď z baterie nebo kapalného paliva. Přečtěte si o prvním komerčně dostupném plug-in hybridu.
- Celoelektrické vozidlo (často nazývané bateriové elektrické vozidlo, elektrické vozidlo nebo zkráceně EV nebo AEV) je vozidlo, které dostane energii pro úplnou jízdu z baterie a pro dobití musí být zapojena. Prozkoumejte vývoj elektrického vozidla a zahrňte vše od jeho rané popularity až do středověku až po jeho dnešní oživení.
- Plug-in electric vehicle (nebo PEV) je jakékoli vozidlo, které lze zapojit (buď plug-in hybrid nebo plně elektrické vozidlo). Zjistěte, jak nám plug-in elektrická vozidla mohou pomoci vytvořit udržitelnější budoucnost.