Yli 100 vuotta sitten käyttöön otetun sähköautojen suosio kasvaa nykyään monista samoista syistä, jotka olivat ensimmäistä kertaa suosittuja.
Olipa kyse hybridistä, plug-in-hybridistä tai täysin sähköstä, sähkökäyttöisten ajoneuvojen kysyntä kasvaa edelleen, kun hinnat laskevat ja kuluttajat etsivät tapoja säästää rahaa pumpussa. Tällä hetkellä yli 3 prosenttia uusien ajoneuvojen myynnistä sähköajoneuvojen myynti voi kasvaa lähes 7 prosenttiin – 6,6 miljoonaan vuodessa – maailmanlaajuisesti vuoteen 2020 mennessä Navigant Researchin raportin mukaan.
Tällä kasvava kiinnostus sähköajoneuvoja kohtaan, katsomme, missä tämä tekniikka on ollut ja mihin se on menossa. Matkusta kanssamme ajassa taaksepäin, kun tutkimme sähköauton historiaa.
Sähköajoneuvon syntymä
Sähköauton keksintöä on vaikea osoittaa yhdelle keksijälle tai maa. Sen sijaan 1800-luvulla tapahtui joukko läpimurtoja – akusta sähkömoottoriin – joka johti tien ensimmäiseen sähköajoneuvoon.
Vuosisadan alkupuolella innovaattorit Unkarissa , Alankomaat ja Yhdysvallat – mukaan lukien seppä Vermontista – alkoivat leikkiä akkukäyttöisen ajoneuvon käsitteellä ja loivat joitain ensimmäisistä pienimuotoisista sähköautoista. Ja vaikka brittiläinen keksijä Robert Anderson kehitti ensimmäisen raakaöljykuljettimen samaan aikaan, vasta 1800-luvun jälkipuoliskolla ranskalaiset ja englantilaiset keksijät rakensivat joitain ensimmäisistä käytännöllisistä sähköautoista.
Täällä Yhdysvalloissa ensimmäinen onnistunut sähköauto debytoi noin vuonna 1890 kiitos William Morrisonille, kemialle, joka asui Des Moinesissa, Iowassa. Hänen kuuden matkustajan ajoneuvo, jonka huippunopeus oli 14 mailia tunnissa, oli vain sähköistetty vaunu, mutta se auttoi herättämään kiinnostusta sähköajoneuvoihin.
Seuraavien vuosien aikana eri autovalmistajien sähköajoneuvot alkoi ilmestyä ympäri Yhdysvaltoja New York Cityssä oli jopa yli 60 sähkötaksin laivasto. Vuoteen 1900 mennessä sähköautot olivat kukoistuksensa, ja niiden osuus oli noin kolmasosa kaikista tiellä olevista ajoneuvoista. Seuraavien 10 vuoden aikana niiden myynti jatkui vahvana.
Sähköauton varhainen nousu ja lasku
Ymmärtää sähköajoneuvojen suosio noin vuonna 1900 on myös tärkeää ymmärtää henkilökohtaisen ajoneuvon kehitys ja muut käytettävissä olevat vaihtoehdot. 1900-luvun vaihteessa hevonen oli edelleen ensisijainen kuljetusmuoto. Mutta kun amerikkalaiset tulivat vauraammiksi, he kääntyivät äskettäin keksittyjen moottoriajoneuvojen puoleen – saatavilla höyry-, bensiini- tai sähköversioina.
Höyry oli kokeiltu ja todellinen energialähde, joka oli osoittautunut luotettavaksi. tehtaiden ja junien virran saamiseksi. Jotkut ensimmäisistä itsekulkevista ajoneuvoista 1700-luvun lopulla käyttivät höyryä; silti kesti 1870-luvulle asti, kunnes tekniikka tarttui autoihin. Osa tästä johtuu siitä, että höyry ei ollut kovin käytännöllinen henkilökohtaisille ajoneuvoille. Höyryajoneuvot vaativat pitkiä käynnistysaikoja – joskus jopa 45 minuuttia kylmässä – ja ne olisi täytettävä uudelleen vedellä, mikä rajoittaa niiden kantamaa.
Kun sähköajoneuvot tulivat markkinoille, niin uusi ajoneuvotyyppi – bensiinikäyttöinen auto – 1800-luvun polttomoottorin parannusten ansiosta. Vaikka bensa-autoilla oli lupauksia, ne eivät olleet virheettömiä. He tarvitsivat paljon manuaalista ajamista – vaihteiden vaihtaminen ei ollut helppo tehtävä, ja ne oli käynnistettävä käsikammella, mikä vaikeutti joidenkin käyttöä. He olivat myös meluisia, ja niiden pakokaasu oli epämiellyttävää.
Sähköautoilla ei ollut höyryyn tai bensiiniin liittyviä ongelmia. He olivat hiljaisia, helppoja ajaa eivätkä päästäneet haisevaa epäpuhtautta kuin muut tuolloin käytetyt autot. Sähköautoista tuli nopeasti suosittuja kaupunkilaisten – etenkin naisten – keskuudessa. Ne sopivat täydellisesti lyhyille matkoille ympäri kaupunkia, ja huonot tieolosuhteet kaupunkien ulkopuolella tarkoittivat, että harvat minkä tahansa tyyppiset autot voisivat lähteä kauemmas. Kun yhä useammat ihmiset saivat sähköä 1910-luvulla, sähköautojen lataaminen oli helpompaa, mikä lisäsi niiden suosiota kaikilla elämänaloilla (mukaan lukien jotkut ”tunnetuimmista ja tunnetuimmista bensiiniautojen valmistajista” 1911 New York Times -artikkelin mukaan) huomautti).
Monet tuolloin olleet innovaattorit ottivat huomioon sähköajoneuvojen suuren kysynnän ja tutkivat tapoja parantaa tekniikkaa. Esimerkiksi Ferdinand Porsche, saman nimisen urheiluautoyrityksen perustaja, kehitti sähköauton nimeltä P1 vuonna 1898. Noin samaan aikaan hän loi maailman ensimmäisen hybridisähköauton – ajoneuvon, jota käytetään sähköllä ja kaasumoottorilla. Thomas Edison, yksi maailman tuottavimmista keksijöistä, ajatteli sähköajoneuvoja. olivat parempaa tekniikkaa ja pyrkivät rakentamaan paremman sähköauton akun.Jopa Edisonin kanssa ystävystynyt Henry Ford teki yhteistyötä Edisonin kanssa tutkiakseen edullisen sähköauton vaihtoehtoja vuonna 1914 Wiredin mukaan.
Silti kyseessä oli Henry Fordin sarjavalmistettu malli T. isku sähköautoon. Vuonna 1908 käyttöön otettu malli T teki bensiinikäyttöiset autot laajalti saataville ja edullisiksi. Vuoteen 1912 mennessä bensiiniauto maksoi vain 650 dollaria, kun taas sähköinen roadster myi 1750 dollaria. Samana vuonna Charles Kettering esitteli sähkökäynnistimen, jolloin käsipyörän tarvetta ei tarvittu ja bensiinikäyttöisten ajoneuvojen myynti lisääntyi.
Muutkin kehityssuuntaukset vaikuttivat sähköauton laskuun. 1920-luvulla Yhdysvalloissa oli parempi kaupunkien yhdistävä tiejärjestelmä, ja amerikkalaiset halusivat päästä ulos ja tutkia. Texasin raakaöljyn löytämisen jälkeen kaasusta tuli halpaa ja helposti saatavilla amerikkalaisten maaseudulle, ja huoltoasemia alkoi esiintyä ympäri maata. Vertailun vuoksi, hyvin harvoilla amerikkalaisilla kaupunkien ulkopuolella oli silloin sähköä. Loppujen lopuksi sähköajoneuvot hävisivät vuoteen 1935 mennessä.
Kaasupula herättää kiinnostusta sähköajoneuvoihin.
Seuraavien 30 vuoden aikana sähköajoneuvot tulivat eräänlaiseen pimeään aikaan vähän edistystä tekniikassa. Halpa, runsas bensiini ja polttomoottorin jatkuva parantaminen haittasivat vaihtoehtoisten polttoaineiden ajoneuvojen kysyntää.
Siirtyminen eteenpäin 1960-luvun lopulle ja 1970-luvun alkuun. Öljyn hinnan nousu ja bensiinipula – huipussaan vuoden 1973 Arab Oil Embargossa – loivat kasvavan kiinnostuksen vähentää Yhdysvaltojen riippuvuutta ulkomaisesta öljystä ja löytää kotimaisia polttoainelähteitä. Kongressi pani merkille ja hyväksyi vuoden 1976 sähkö- ja hybridiajoneuvojen tutkimus-, kehitys- ja demonstrointilain, joka valtuutti energiaosaston tukemaan sähkö- ja hybridiajoneuvojen tutkimusta ja kehitystä. Samanaikaisesti monet suuret ja suuret ajoneuvot pienet autovalmistajat alkoivat tutkia vaihtoehtoja vaihtoehtoisten polttoaineiden ajoneuvoille, mukaan lukien sähköautot. Esimerkiksi General Motors kehitti kaupunkien sähköautojen prototyypin, joka esiteltiin Ympäristönsuojeluviraston ensimmäisessä symposiumissa vähäpäästöisten sähköjärjestelmien kehityksestä vuonna 1973, ja American Motor Company tuotti sähkökäyttöisiä jeeppejä, joita Yhdysvaltain postilaitos käytti Vuoden 1975 testiohjelma. Jopa NASA auttoi nostamaan sähköajoneuvon profiilia, kun sen sähköisestä Lunar-kuljettajasta tuli ensimmäinen miehitetty ajoneuvo, joka ajoi kuuhun vuonna 1971.
Kuitenkin 1970-luvulla kehitetyt ja valmistetut ajoneuvot kärsivät edelleen haitoista verrattuna bensiinikäyttöisiin autoihin. Sähköajoneuvoilla oli tänä aikana rajallinen suorituskyky – tavallisesti ne ylittivät nopeuden 45 mailia tunnissa – ja niiden tyypillinen kantama oli rajoitettu 40 mailiin, ennen kuin ne tarvitsivat ladata.
Ympäristönäkökohdat ajavat sähköajoneuvot eteenpäin
Nopeasti eteenpäin – tällä kertaa 1990-luvulle. 1970-luvun pitkien kaasuputkien jälkeen kuluneiden 20 vuoden aikana kiinnostus sähköajoneuvoihin oli enimmäkseen lakannut. Mutta uudet liittovaltion ja osavaltion asetukset alkavat muuttaa asioita. Vuoden 1990 puhtaan ilman lakia koskevan muutoksen ja vuoden 1992 energiapolitiikkaa koskevan lain hyväksyminen – sekä Kalifornian ilmailuresurssilautakunnan antamat uudet kuljetuspäästösäännökset – auttoivat luomaan uutta kiinnostusta sähköajoneuvoihin Yhdysvalloissa.
Aikana tällä kertaa autovalmistajat alkoivat muuttaa joitain suosittuja ajoneuvomallejaan sähköajoneuvoiksi. Tämä tarkoitti sitä, että sähköajoneuvot saavuttivat nyt nopeuden ja suorituskyvyn paljon lähempänä bensiinikäyttöisiä ajoneuvoja, ja monien niiden kantama oli 60 mailia.
Yksi tunnetuimmista sähköautoista tänä aikana oli GM: t EV1, auto, joka oli vahvasti esillä vuoden 2006 dokumentissa Who Killed Electric Car? Olemassa olevan ajoneuvon muuttamisen sijaan GM suunnitteli ja kehitti EV1: n alusta alkaen. 80 mailin etäisyydellä ja kyvyllä kiihdyttää 0-50 mailia tunnissa vain seitsemässä sekunnissa EV1 sai nopeasti kultin. Mutta korkeiden tuotantokustannusten vuoksi EV1 ei ollut koskaan kaupallisesti kannattava, ja GM lopetti sen vuonna 2001.
Monet kuluttajat eivät tehneet kukoistavan talouden, kasvavan keskiluokan ja matalien kaasun hintojen myötä 1990-luvun lopulla. älä huoli polttoainetehokkaista ajoneuvoista. Vaikka sähköajoneuvoille ei tällä hetkellä kiinnitetty paljon huomiota, kulissien takana tutkijat ja insinöörit – energiaosaston tukemana – pyrkivät parantamaan sähköajoneuvotekniikkaa, mukaan lukien akut.
Uusi alku sähköautoille
Vaikka kaikki sähköajoneuvoteollisuuden aloitukset ja pysähdykset 1900-luvun jälkipuoliskolla auttoivat osoittamaan maailmalle tekniikan lupauksia, sähköajoneuvojen todellinen elpyminen ei onnistunut se tapahtuu vasta noin 2000-luvun alussa. Riippuen siitä, keneltä kysyt, se oli yksi kahdesta tapahtumasta, joka herätti kiinnostusta sähköajoneuvoihin.
Ensimmäinen käännekohta, jonka monet ovat ehdottaneet, oli Toyota Prius -mallin esittely. Japanissa vuonna 1997 julkaistusta Priusista tuli maailman ensimmäinen sarjatuotettu hybridiajoneuvo. Vuonna 2000 Prius julkaistiin maailmanlaajuisesti, ja siitä tuli välitön menestys julkkisten kanssa auttaen nostamaan auton profiilia. Tehdäkseen Prius-todellisuudesta Toyota käytti nikkelimetallihydridiakkua – tekniikkaa, jota energiaosaston tutkimus tuki. Siitä lähtien bensiinin hintojen nousu ja kasvava huoli hiilidioksidipäästöistä ovat auttaneet Priusta tekemään maailman myydyimmistä hybrideistä viimeisen vuosikymmenen aikana.
(Historiallinen alaviite: Ennen kuin Prius otettiin käyttöön Yhdysvalloissa, Honda julkaisi Insight-hybridin vuonna 1999, joten se oli ensimmäinen Yhdysvalloissa myyty hybridi 1900-luvun alkupuolelta lähtien.)
Toinen tapahtuma, joka auttoi muotoilemaan sähköajoneuvoja, oli vuonna 2006 annettu ilmoitus, että pieni Silicon Valley -yritys, Tesla Motors aloittaisi ylellisen sähköisen urheiluauton tuottamisen, joka voisi kulkea yli 200 mailia yhdellä latauksella. Vuonna 2010 Tesla sai 465 miljoonan dollarin lainan Energiaministeriön lainaohjelmatoimistolta – lainan, jonka Tesla maksoi takaisin yhdeksän vuotta aikaisemmin – perustaa tuotantolaitos Kaliforniaan. Lyhyessä ajassa sen jälkeen Tesla on voittanut suuren suosion autoistaan ja siitä on tullut Kalifornian suurin autoteollisuuden työnantaja.
Teslan ilmoitus ja myöhempi menestys kannustivat monia suuria autovalmistajia nopeuttamaan omien sähköajoneuvojensa työtä. . Loppuvuodesta 2010 Chevy Volt ja Nissan LEAF julkaistiin Yhdysvaltain markkinoilla. Ensimmäinen kaupallisesti saatavana oleva plug-in-hybridi, Volt, on bensiinimoottori, joka täydentää sähkökäyttöään, kun akku on tyhjentynyt, jolloin kuluttajat voivat ajaa sähköllä useimmissa matkoissa ja bensiini laajentaa ajoneuvon kantamaa. Vertailun vuoksi LEAF on täysin sähkökäyttöinen ajoneuvo (jota usein kutsutaan akkua käyttäväksi sähköajoneuvoksi, sähköajoneuvoksi tai vain lyhytaikaisesti sähköautoksi), eli sitä käyttää vain sähkömoottori.
Yli muutaman seuraavan vuoden aikana muut autovalmistajat alkoivat ottaa käyttöön sähköajoneuvoja Yhdysvalloissa; silti kuluttajat joutuivat edelleen kohtaamaan yhden sähköajoneuvon varhaisista ongelmista – mistä ladata ajoneuvojaan tien päällä. Palautuslain kautta energiaosasto investoi yli 115 miljoonaa dollaria auttamaan rakentamaan valtakunnallista latausinfrastruktuuria asentamalla yli 18 000 asuin-, kauppa- ja julkista laturia eri puolille maata. Autonvalmistajat ja muut yksityiset yritykset asensivat myös omat laturinsa tärkeimpiin paikkoihin Yhdysvalloissa, mikä tuo nykyisten julkisten sähköautojen laturien yli 8000 eri paikkaan yli 20 000 latauspisteen kanssa.
Samanaikaisesti uusi akkutekniikka – jota energiaosaston ajoneuvotekniikkatoimisto tukee – alkoi tulla markkinoille, mikä auttoi parantamaan plug-in-sähköajoneuvojen valikoimaa. Lähes kaikkien ensimmäisen sukupolven hybridien akkuteknologian lisäksi laitoksen tutkimus auttoi myös kehittämään Voltissa käytettyä litiumioniakkutekniikkaa. Viime aikoina osaston investoinnit akkututkimukseen ja -kehitykseen ovat auttaneet vähentämään sähköajoneuvojen akkukustannuksia 50 prosenttia viimeisten neljän vuoden aikana ja parantaneet samalla ajoneuvojen akkujen suorituskykyä (eli niiden tehoa, energiaa ja kestävyyttä). alentaa sähköajoneuvojen kustannuksia, mikä tekee niistä kuluttajille edullisempia.
Kuluttajilla on nyt enemmän valintoja kuin koskaan sähköajoneuvojen ostamisessa. Nykyään on 23 pistorasialla olevaa sähkö- ja 36 hybridimallia. saatavana erikokoisina – kahden matkustajan Smart ED: stä keskikokoiseen Ford C-Max Energiin BMW i3 -maastureihin.Kun bensiinin hinnat nousevat edelleen ja sähköajoneuvojen hinnat laskevat, sähköajoneuvot ovat kasvussa suosio – yli 234 000 sähköautolla ja 3,3 miljoonalla hybridillä tien päällä Yhdysvalloissa.
Sähköautojen tulevaisuus
On vaikea sanoa missä tulevaisuus vie sähköisen v mutta on selvää, että niillä on paljon mahdollisuuksia luoda kestävämpi tulevaisuus. Jos siirrämme kaikki kevyet ajoneuvot Yhdysvalloissa hybriditekniikkaan tai sähköautoihin, käyttämällä nykyistä tekniikkayhdistelmäämme, voisimme vähentää riippuvuuttamme ulkomaisesta öljystä 30-60 prosenttia ja samalla vähentää liikenteen hiilidioksidipäästöjä peräti 20 prosenttia.
Näiden päästösäästöjen saavuttamiseksi presidentti Obama käynnisti vuonna 2012 EV Everywhere Grand Challengen – energiaosasto-aloitteen, joka kokoaa yhteen Amerikan parhaat ja kirkkaimmat tutkijat, insinöörit ja yritykset. kytkettävät sähköajoneuvot ovat yhtä edullisia kuin nykyiset bensiinikäyttöiset ajoneuvot vuoteen 2022 mennessä.Akkujen osalta osaston yhteinen energian varastoinnin tutkimuskeskus Argonnen kansallisessa laboratoriossa pyrkii voittamaan suurimmat tieteelliset ja tekniset esteet, jotka estävät paristojen laajamittaisen parantamisen.
Ja laitoksen edistyneiden tutkimusprojektien virasto -Energia (ARPA-E) kehittää pelinmuutosteknologiaa, joka voi muuttaa ajatteluamme sähköajoneuvoista. ARPA-E: n hankkeet voivat muuttaa sähköajoneuvoja investoimalla uuden tyyppisiin akuihin, jotka voisivat edetä yhdellä latauksella, kustannustehokkaisiin vaihtoehtoihin sähkömoottoreille kriittisille materiaaleille.
Loppujen lopuksi vain aika näyttää, mitä tie-sähköajoneuvot jatkossa käyttävät.
Mitä eroa on?
- Hybridi-sähköauto (tai HEV lyhyesti) on ajoneuvo, johon ei voida kytkeä virtaa, mutta jolla on sähköinen käyttöjärjestelmä ja akku Se käyttää energiaa vain nestemäisestä polttoaineesta. Tutustu hybridin historiaan – maailman ensimmäisestä maailman myydyimpään.
- Plug-in hybrid-sähköauto (jota kutsutaan myös PHEV: ksi) on ajoneuvo, jossa on pistoke -kapasiteetissa, ja se voi käyttää energiaa ajamiseen joko akusta tai nestemäisestä polttoaineesta. Lue ensimmäisestä kaupallisesti saatavana olevasta plug-in-hybridistä.
- Täyssähköauto (jota usein kutsutaan akkukäyttöiseksi sähköajoneuvoksi, sähköajoneuvoksi tai lyhytaikaisesti EV: ksi tai AEV: ksi) on ajoneuvo, joka saa sen energiaa ajamiseen kokonaan akusta ja se on kytkettävä verkkovirtaan ladattavaksi. Tutustu sähköajoneuvon kehitykseen, joka kattaa kaiken sen varhaisesta suosiosta keskiaikaan nykypäivän elpymiseen.
- Pistokkeella varustettu sähköajoneuvo (tai PEV) on mikä tahansa ajoneuvo, joka voidaan kytkeä verkkovirtaan (joko plug-in-hybridi tai täysin sähkökäyttöinen ajoneuvo). Opi kuinka sähköautot, jotka voidaan liittää sähköverkkoon, voivat auttaa meitä luomaan kestävämmän tulevaisuuden.