Introduceret for mere end 100 år siden ser elbiler en stigning i popularitet i dag af mange af de samme grunde, som de først var populære.
Uanset om det er en hybrid, plug-in hybrid eller helelektrisk, vil efterspørgslen efter elektriske køretøjer fortsat stige, når priserne falder, og forbrugerne ser efter måder at spare penge på pumpen. I øjeblikket kan mere end 3 procent af salget af nye køretøjer, salget af elbiler vokse til næsten 7 procent – eller 6,6 millioner om året – overalt i 2020 ifølge en rapport fra Navigant Research.
Med dette stigende interesse for elektriske køretøjer, vi ser på, hvor denne teknologi har været, og hvor den skal hen. Rejs tilbage i tiden med os, når vi udforsker elbilens historie.
Det elektriske køretøjs fødsel
Det er svært at finde opfindelsen af elbilen til en opfinder eller Land. I stedet var det en række gennembrud – fra batteriet til elmotoren – i 1800erne, der førte til det første elektriske køretøj på vejen.
I den tidlige del af århundredet var innovatører i Ungarn , Holland og USA – inklusive en smed fra Vermont – begyndte at lege med konceptet med et batteridrevet køretøj og skabte nogle af de første små elektriske biler. Og mens Robert Anderson, en britisk opfinder, udviklede den første rå el-vogn omkring samme tid, var det først i anden halvdel af det 19. århundrede, at franske og engelske opfindere byggede nogle af de første praktiske elbiler.
Her i USA debuterede den første succesrige elektriske bil omkring 1890 takket være William Morrison, en kemiker, der boede i Des Moines, Iowa. Hans seks personbiler, der var i stand til en tophastighed på 14 miles i timen, var lidt mere end en elektrificeret vogn, men det hjalp med til at skabe interesse for elbiler.
I løbet af de næste par år har elbiler fra forskellige bilproducenter. begyndte at dukke op over det amerikanske New York City havde endda en flåde på mere end 60 elektriske taxaer. I 1900 var elbiler i deres storhedstid og tegnede sig for omkring en tredjedel af alle køretøjer på vejen. I løbet af de næste 10 år viste de fortsat et stærkt salg.
Elbilens tidlige stigning og fald
For at forstå populariteten af elbiler omkring 1900 er det også vigtigt at forstå udviklingen af det personlige køretøj og de andre tilgængelige muligheder. Ved begyndelsen af det 20. århundrede var hesten stadig den primære transportform. Men efterhånden som amerikanerne blev mere velstående, vendte de sig til det nyopfundne motorkøretøj – tilgængeligt i damp-, benzin- eller el-versioner – for at komme rundt.
Steam var en gennemprøvet og ægte energikilde, der havde vist sig pålidelig til at drive fabrikker og tog. Nogle af de første selvkørende køretøjer i slutningen af 1700erne var afhængige af damp; alligevel tog det indtil 1870erne for teknologien at få fat i biler. En del af dette skyldes, at damp ikke var særlig praktisk for personbiler. Dampkøretøjer krævede lange opstartstider – nogle gange op til 45 minutter i kulden – og skulle genopfyldes med vand, hvilket begrænsede deres rækkevidde.
Da elbiler kom på markedet, gjorde en ny køretøjstype – den benzindrevne bil – takket være forbedringer af forbrændingsmotoren i 1800erne. Mens benzinbiler havde løfte, var de ikke uden deres fejl. De krævede en masse manuel indsats for at køre – at skifte gear var ingen nem opgave, og de skulle startes med en håndsving, hvilket gjorde dem vanskelige for nogle at betjene. De støjede også, og deres udstødning var ubehagelig.
Elbiler havde ikke noget af problemerne forbundet med damp eller benzin. De var stille, lette at køre og udsendte ikke et ildelugtende forurenende stof som tidens andre biler. Elbiler blev hurtigt populære blandt bybeboere – især kvinder. De var perfekte til korte ture rundt i byen, og dårlige vejforhold uden for byer betød, at få biler af enhver type kunne vove sig længere. Da flere mennesker fik adgang til elektricitet i 1910erne, blev det lettere at oplade elbiler, hvilket øgede deres popularitet med alle samfundslag (inklusive nogle af de “mest kendte og fremtrædende producenter af benzinbiler” som en artikel fra New York Times fra 1911 påpegede.).
Mange innovatorer på det tidspunkt noterede sig det elektriske køretøjs store efterspørgsel og udforskede måder at forbedre teknologien på. F.eks. udviklede Ferdinand Porsche, grundlægger af sportsbilselskabet med samme navn, f.eks. en elektrisk bil kaldet P1 i 1898. Omkring samme tid skabte han verdens første hybridelektriske bil – et køretøj, der drives af elektricitet og en gasmotor. Thomas Edison, en af verdens mest produktive opfindere, tænkte elektriske køretøjer. var den overlegne teknologi og arbejdede med at bygge et bedre elektrisk køretøjsbatteri.Selv Henry Ford, som var venner med Edison, samarbejdede med Edison for at undersøge mulighederne for en billig elbil i 1914 ifølge Wired.
Alligevel var det Henry Fords masseproducerede Model T, der handlede et slag mod elbilen. Model T blev introduceret i 1908 og lavede benzindrevne biler bredt tilgængelige og overkommelige. I 1912 kostede benzinbilen kun $ 650, mens en elektrisk roadster blev solgt for $ 1.750. Samme år introducerede Charles Kettering den elektriske starter, hvilket eliminerede behovet for håndsving og gav anledning til mere salg af benzindrevne køretøjer.
Anden udvikling bidrog også til faldet i elbilen. I 1920erne havde USA et bedre system med veje, der forbinder byer, og amerikanere ønskede at komme ud og udforske. Da opdagelsen af råolie fra Texas blev gas billig og let tilgængelig for amerikanere i landdistrikterne, og tankstationer begyndte at dukke op over hele landet. Til sammenligning havde meget få amerikanere uden for byerne strøm på det tidspunkt. I sidste ende forsvandt elbiler næsten, men i 1935.
Gasmangel skaber interesse for elbiler
I løbet af de næste 30 år gik elektriske køretøjer ind i en slags mørke tider med lidt fremskridt inden for teknologien. Billig, rigelig benzin og fortsat forbedring af forbrændingsmotoren hæmmede efterspørgslen efter køretøjer med alternativt brændstof.
Hurtigt frem til slutningen af 1960erne og begyndelsen af 1970erne. Stigende oliepriser og benzinmangel – som toppede med den arabiske olieembargo fra 1973 – skabte en voksende interesse i at sænke USAs afhængighed af udenlandsk olie og finde hjemmegårde brændstofkilder. Kongressen noterede sig og vedtog loven om forskning, udvikling og demonstration af el- og hybridkøretøjer fra 1976 og bemyndigede energiafdelingen til at støtte forskning og udvikling i elektriske og hybridbiler.
Omkring samme tid var mange store og små bilproducenter begyndte at undersøge mulighederne for køretøjer med alternativt brændstof, herunder elbiler. F.eks. Udviklede General Motors en prototype for en byelektrisk bil, som den viste på Environmental Protection Agencys første symposium om udvikling af lavt forurenende kraftsystemer i 1973, og American Motor Company producerede elektriske leveringsjeeps, som United States Postal Service brugte i en 1975 testprogram. Selv NASA hjalp med at hæve det elektriske køretøjs profil, da dets elektriske Lunar-rover blev det første bemandede køretøj, der kørte på månen i 1971. Alligevel led de køretøjer, der blev udviklet og produceret i 1970erne, stadig under ulemper sammenlignet til benzin-drevne biler. Elektriske køretøjer i løbet af denne tid havde begrænset ydelse – normalt toppede med hastigheder på 45 miles i timen – og deres typiske rækkevidde var begrænset til 40 miles, før de skulle genoplades.
Miljøhensyn driver elektriske køretøjer fremad
Spol frem igen – denne gang til 1990erne. I de 20 år siden de lange gasledninger i 1970erne var interessen for elektriske køretøjer for det meste død. Men nye føderale og statslige regler begynder at ændre ting. Vedtagelsen af 1990 Clean Air Act-ændringen og 1992s Energy Policy Act – plus nye regler for transportemissioner udstedt af California Air Resources Board – hjalp med til at skabe en fornyet interesse for elektriske køretøjer i USA
Under denne gang begyndte bilproducenter at ændre nogle af deres populære køretøjsmodeller til elektriske køretøjer. Dette betød, at elbiler nu opnåede hastigheder og ydeevne meget tættere på benzindrevne køretøjer, og mange af dem havde en rækkevidde på 60 miles.
En af de mest kendte elbiler i løbet af denne tid var GMs EV1, en bil, der var stærkt omtalt i 2006-dokumentaren Who Killed the Electric Car? I stedet for at ændre et eksisterende køretøj designet og udviklet GM EV1 fra bunden. Med en rækkevidde på 80 miles og evnen til at accelerere fra 0 til 50 miles i timen på kun syv sekunder, fik EV1 hurtigt en kultfølelse. Men på grund af høje produktionsomkostninger var EV1 aldrig kommercielt bæredygtig, og GM afbrød den i 2001.
Med en blomstrende økonomi, en voksende middelklasse og lave gaspriser i slutningen af 1990erne, gjorde mange forbrugere det ikke t bekymre dig om brændstofeffektive køretøjer. Selvom der ikke var meget offentlig opmærksomhed på elektriske køretøjer på dette tidspunkt, arbejdede forskere og ingeniører – støttet af energiafdelingen – bag kulisserne for at forbedre teknologien til elbiler, herunder batterier.
En ny begyndelse for elbiler
Mens alle start og stop for el-køretøjsindustrien i anden halvdel af det 20. århundrede hjalp med at vise verden løftet om teknologien, virkede det ikke Det sker først omkring begyndelsen af det 21. århundrede. Afhængigt af hvem du spørger, var det en af to begivenheder, der udløste den interesse, vi ser i dag for elektriske køretøjer.
Det første vendepunkt, som mange har foreslået, var introduktionen af Toyota Prius. Udgivet i Japan i 1997 blev Prius verdens første masseproducerede hybrid-elektriske køretøj. I 2000 blev Prius frigivet over hele verden, og det blev en øjeblikkelig succes med berømtheder, hvilket hjalp med at hæve bilens profil. For at gøre Prius til virkelighed brugte Toyota et nikkelmetalhydridbatteri – en teknologi, der blev understøttet af energiafdelingen. Siden da har stigende benzinpriser og voksende bekymring over kulstofforurening været med til at gøre Prius til den bedst sælgende hybrid på verdensplan i løbet af det sidste årti.
(Historisk fodnote: Før Prius kunne introduceres i USA, Honda frigav Insight-hybrid i 1999, hvilket gjorde den til den første hybrid, der blev solgt i USA siden begyndelsen af 1900-tallet.)
Den anden begivenhed, der hjalp med at omforme elektriske køretøjer, var meddelelsen i 2006 om, at en lille opstart af Silicon Valley, Tesla Motors, ville begynde at producere en luksus elektrisk sportsvogn, der kunne gå mere end 200 miles på en enkelt opladning. I 2010 modtog Tesla et lån på 465 millioner dollars fra Department of Energys Loan Programs Office – et lån, som Tesla tilbagebetalte hele ni år tidligt – til at etablere et produktionsanlæg i Californien. På kort tid siden har Tesla vundet stor anerkendelse for sine biler og er blevet den største arbejdsgiver i bilindustrien i Californien.
Teslas meddelelse og efterfølgende succes tilskyndede mange store bilproducenter til at fremskynde arbejdet med deres egne elektriske køretøjer. . I slutningen af 2010 blev Chevy Volt og Nissan LEAF frigivet på det amerikanske marked. Den første kommercielt tilgængelige plug-in hybrid, Volt har en benzinmotor, der supplerer sit elektriske drev, når batteriet er opbrugt, hvilket giver forbrugerne mulighed for at køre på elektrisk de fleste ture og benzin for at udvide køretøjets rækkevidde. Til sammenligning er LEAF et helelektrisk køretøj (ofte kaldet et batterielektrisk køretøj, et elektrisk køretøj eller bare en EV for kort), hvilket betyder, at det kun drives af en elektrisk motor.
Over de næste par år begyndte andre bilproducenter at rulle elektriske køretøjer ud i USA; alligevel stod forbrugerne stadig over for et af de tidlige problemer med det elektriske køretøj – hvor de skulle oplade deres køretøjer på farten. Gennem Recovery Act investerede energiafdelingen mere end 115 millioner dollars til at hjælpe med at opbygge en landsdækkende opladningsinfrastruktur ved at installere mere end 18.000 bolig-, kommercielle og offentlige opladere over hele landet. Bilproducenter og andre private virksomheder installerede også deres egne opladere på nøglesteder i USA, hvilket bringer nutidens samlede offentlige elektriske køretøjsopladere til mere end 8.000 forskellige steder med mere end 20.000 opladningssteder.
På samme tid ny batteriteknologi – understøttet af energiafdelingens køretøjsteknologikontor – begyndte at ramme markedet og hjalp med at forbedre et plug-in elbils rækkevidde. Ud over batteriteknologien i næsten alle første generations hybrider hjalp afdelingens forskning også med at udvikle den lithium-ion-batteriteknologi, der blev brugt i Volt. For nylig har afdelingens investering i batteriforskning og -udvikling bidraget til at reducere elbilsbatteriets omkostninger med 50 procent i de sidste fire år og samtidig forbedret ydeevnen til køretøjets batterier (hvilket betyder deres magt, energi og holdbarhed). Dette har igen hjulpet sænk omkostningerne ved elbiler, hvilket gør dem mere overkommelige for forbrugerne.
Forbrugerne har nu flere valgmuligheder end nogensinde, når det kommer til at købe et el-køretøj. I dag er der 23 plug-in elektriske og 36 hybridmodeller fås i forskellige størrelser – fra Smart ED til to passagerer til den mellemstore Ford C-Max Energi til BMW i3 luksus-SUV. Da benzinpriserne fortsætter med at stige, og priserne på elbiler fortsætter med at falde, vinder elektriske køretøjer i popularitet – med mere end 234.000 plug-in elbiler og 3,3 millioner hybrider på vej i USA i dag.
Fremtiden for elbiler
Det er svært at sige, hvor fremtiden vil tage elektrisk v ehicles, men det er klart, at de har et stort potentiale for at skabe en mere bæredygtig fremtid. Hvis vi overgik alle lette køretøjer i USA til hybrider eller elektriske køretøjer med plug-in ved hjælp af vores nuværende teknologimix, kunne vi reducere vores afhængighed af udenlandsk olie med 30-60 procent, mens vi reducerede kulstofforureningen fra transportsektoren med så meget som 20 procent.
For at hjælpe med at nå disse emissionsbesparelser lancerede præsident Obama i 2012 EV Everywhere Grand Challenge – et initiativ fra Energy Department, der samler Amerikas bedste og klareste videnskabsmænd, ingeniører og virksomheder til at skabe plug-in elektriske køretøjer mere overkommelige som nutidens benzin-drevne køretøjer inden 2022.På batterifronten arbejder afdelingens fællescenter for energilagringsforskning ved Argonne National Laboratory for at overvinde de største videnskabelige og tekniske barrierer, der forhindrer store forbedringer af batterier.
Og afdelingens agentur for avancerede forskningsprojekter -Energy (ARPA-E) fremmer teknologier, der skifter spil, der kan ændre, hvordan vi tænker på elektriske køretøjer. Fra at investere i nye typer batterier, der kunne gå længere på en enkelt opladning til omkostningseffektive alternativer til materialer, der er kritiske for elektriske motorer, kunne ARPA-Es projekter transformere elektriske køretøjer.
I sidste ende vil kun tiden vise, hvilke elektriske vejbiler der vil tage i fremtiden.
Hvad er forskellen?
- Et hybridelektrisk køretøj (forkortet HEV) er et køretøj uden kapacitet til at tilslutte, men har et elektrisk drevsystem og batteri . Den drivende energi kommer kun fra flydende brændstof. Lær om hybridens historie – fra verdens første til verdens bedst sælgende.
- Et plug-in hybrid elektrisk køretøj (også kaldet PHEV) er et køretøj med stik -i kapacitet, og det kan bruge energi til at køre fra enten dets batteri eller flydende brændstof. Læs om den første kommercielt tilgængelige plug-in hybrid.
- Et helelektrisk køretøj (ofte kaldet et batterielektrisk køretøj, et elektrisk køretøj eller kort sagt en EV eller AEV) er et køretøj, der får sin energi til helt at køre fra batteriet, og det skal være tilsluttet for at blive genopladet. Udforsk udviklingen af det elektriske køretøj, der dækker alt fra dets tidlige popularitet til middelalderen til dets genoplivning i dag.
- Et plug-in elektrisk køretøj (eller PEV) er ethvert køretøj, der kan tilsluttes (enten en plug-in hybrid eller et helelektrisk køretøj). Lær hvordan plug-in elektriske køretøjer kan hjælpe os med at skabe en mere bæredygtig fremtid.