Introdotte più di 100 anni fa, le auto elettriche stanno vedendo un aumento di popolarità oggi per molti degli stessi motivi per cui furono inizialmente popolari.
Che si tratti di un ibrido, ibrido plug-in o completamente elettrico, la domanda di veicoli a trazione elettrica continuerà a salire man mano che i prezzi scendono ei consumatori cercano modi per risparmiare denaro alla pompa. Attualmente più del 3% delle vendite di veicoli nuovi, le vendite di veicoli elettrici potrebbero crescere fino a quasi il 7% – o 6,6 milioni allanno – in tutto il mondo entro il 2020, secondo un rapporto di Navigant Research.
Con questo crescente interesse per i veicoli elettrici, stiamo esaminando dove è stata questa tecnologia e dove sta andando. Viaggia indietro nel tempo con noi mentre esploriamo la storia dellauto elettrica.
La nascita del veicolo elettrico
È difficile indicare linvenzione dellauto elettrica a un inventore o nazione. Invece fu una serie di scoperte – dalla batteria al motore elettrico – nel 1800 che portarono al primo veicolo elettrico su strada.
Nella prima parte del secolo, gli innovatori in Ungheria , Paesi Bassi e Stati Uniti – compreso un fabbro del Vermont – hanno iniziato a giocare con il concetto di un veicolo a batteria e hanno creato alcune delle prime auto elettriche su piccola scala. E mentre Robert Anderson, un inventore britannico, sviluppò la prima rozza carrozza elettrica più o meno nello stesso periodo, fu solo nella seconda metà del XIX secolo che gli inventori francesi e inglesi costruirono alcune delle prime auto elettriche pratiche.
Qui negli Stati Uniti, la prima auto elettrica di successo fece il suo debutto intorno al 1890 grazie a William Morrison, un chimico che viveva a Des Moines, Iowa. Il suo veicolo da sei passeggeri in grado di raggiungere una velocità massima di 14 miglia allora era poco più di un vagone elettrificato, ma ha contribuito a suscitare linteresse per i veicoli elettrici.
Negli anni successivi, veicoli elettrici di diverse case automobilistiche iniziò a spuntare negli Stati Uniti New York City aveva anche una flotta di oltre 60 taxi elettrici. Nel 1900, le auto elettriche erano al loro apice, rappresentando circa un terzo di tutti i veicoli in circolazione. Durante i successivi 10 anni, hanno continuato a mostrare forti vendite.
Lascesa e la caduta precoci delle auto elettriche
Per comprendere la popolarità dei veicoli elettrici intorno al 1900, è anche importante per capire lo sviluppo del veicolo personale e le altre opzioni disponibili. Allinizio del XX secolo, il cavallo era ancora il mezzo di trasporto principale. Ma quando gli americani sono diventati più prosperi, si sono rivolti al veicolo a motore di recente invenzione – disponibile nelle versioni a vapore, benzina o elettrica – per spostarsi.
Il vapore era una vera e provata fonte di energia, essendosi dimostrata affidabile per alimentare fabbriche e treni. Alcuni dei primi veicoli semoventi alla fine del 1700 facevano affidamento sul vapore; eppure ci volle fino al 1870 perché la tecnologia prendesse piede nelle automobili. In parte questo è dovuto al fatto che il vapore non era molto pratico per i veicoli personali. I veicoli a vapore richiedevano lunghi tempi di avvio, a volte fino a 45 minuti al freddo, e dovevano essere riempiti con acqua, limitando la loro autonomia.
Con larrivo sul mercato dei veicoli elettrici, anche un nuovo tipo di veicolo – lauto a benzina – grazie ai miglioramenti del motore a combustione interna nell800. Sebbene le auto a benzina fossero promettenti, non erano prive di difetti. Richiedevano un grande sforzo manuale per guidare: cambiare marcia non era un compito facile e dovevano essere avviati con una manovella, rendendoli difficili da azionare per alcuni. Erano anche rumorosi e il loro scarico era sgradevole.
Le auto elettriche non avevano nessuno dei problemi associati al vapore o alla benzina. Erano silenziosi, facili da guidare e non emettevano un inquinante maleodorante come le altre auto dellepoca. Le auto elettriche sono diventate rapidamente popolari tra i residenti urbani, soprattutto le donne. Erano perfetti per brevi viaggi in città e le cattive condizioni stradali fuori dalle città significavano che poche auto di qualsiasi tipo potevano avventurarsi più lontano. Man mano che più persone hanno ottenuto laccesso allelettricità negli anni 10, è diventato più facile ricaricare le auto elettriche, aumentando la loro popolarità con tutti i ceti sociali (inclusi alcuni dei “produttori più noti e importanti di auto a benzina” come un articolo del New York Times del 1911 sottolineato).
Molti innovatori allepoca hanno preso atto dellelevata domanda del veicolo elettrico, esplorando modi per migliorare la tecnologia. Ad esempio, Ferdinand Porsche, fondatore dellomonima azienda di auto sportive, ha sviluppato unauto elettrica chiamata P1 nel 1898. Più o meno nello stesso periodo, creò la prima auto elettrica ibrida al mondo, un veicolo alimentato da elettricità e un motore a gas. Thomas Edison, uno degli inventori più prolifici del mondo, pensò ai veicoli elettrici erano la tecnologia superiore e lavoravano per costruire una migliore batteria per veicoli elettrici.Persino Henry Ford, che era amico di Edison, ha collaborato con Edison per esplorare le opzioni per unauto elettrica a basso costo nel 1914, secondo Wired.
Eppure, è stato il modello T prodotto in serie di Henry Ford che ha affrontato un colpo allauto elettrica. Introdotto nel 1908, il modello T rese le auto a benzina ampiamente disponibili e convenienti. Nel 1912, lauto a benzina costava solo $ 650, mentre una roadster elettrica veniva venduta per $ 1.750. Nello stesso anno, Charles Kettering ha introdotto lavviamento elettrico, eliminando la necessità della manovella e dando origine a maggiori vendite di veicoli a benzina.
Anche altri sviluppi hanno contribuito al declino del veicolo elettrico. Negli anni 20, gli Stati Uniti avevano un migliore sistema di strade che collegavano le città e gli americani volevano uscire ed esplorare. Con la scoperta del petrolio greggio del Texas, il gas divenne economico e prontamente disponibile per gli americani delle zone rurali, e le stazioni di rifornimento iniziarono a spuntare in tutto il paese. In confronto, pochissimi americani al di fuori delle città avevano lelettricità a quel tempo. Alla fine, i veicoli elettrici scomparvero del tutto nel 1935.
La carenza di gas suscitò interesse per i veicoli elettrici
Nei successivi 30 anni circa, i veicoli elettrici entrarono in una sorta di età oscura con piccolo progresso nella tecnologia. La benzina economica e abbondante e il continuo miglioramento del motore a combustione interna hanno ostacolato la domanda di veicoli a carburante alternativo.
Avanti veloce alla fine degli anni 60 e allinizio degli anni 70. Limpennata dei prezzi del petrolio e la carenza di benzina – che ha raggiunto il picco con lembargo petrolifero arabo del 1973 – ha creato un interesse crescente nellabbassare la dipendenza degli Stati Uniti dal petrolio straniero e nel trovare fonti di carburante locali. Il Congresso ha preso atto e ha approvato lElectric and Hybrid Vehicle Research, Development, and Demonstration Act del 1976, che autorizza il Dipartimento per lenergia a sostenere la ricerca e lo sviluppo nei veicoli elettrici e ibridi.
Più o meno nello stesso periodo, molti grandi e le piccole case automobilistiche iniziarono a esplorare opzioni per veicoli a carburante alternativo, comprese le auto elettriche. Ad esempio, General Motors ha sviluppato un prototipo per unauto elettrica urbana che ha mostrato al primo simposio dellAgenzia per la protezione ambientale sullo sviluppo di sistemi di alimentazione a basso inquinamento nel 1973, e la American Motor Company ha prodotto jeep per le consegne elettriche che il servizio postale degli Stati Uniti ha utilizzato in un 1975 programma di test. Anche la NASA ha contribuito a migliorare il profilo del veicolo elettrico quando il suo rover elettrico Lunar è diventato il primo veicolo con equipaggio a guidare sulla luna nel 1971.
Tuttavia, i veicoli sviluppati e prodotti negli anni 70 soffrivano ancora di inconvenienti rispetto alle auto a benzina. I veicoli elettrici durante questo periodo avevano prestazioni limitate, di solito fino a una velocità di 45 miglia allora, e la loro autonomia tipica era limitata a 40 miglia prima di dover essere ricaricati.
La preoccupazione ambientale spinge i veicoli elettrici in avanti
Di nuovo avanti veloce, questa volta fino agli anni 90. Nei 20 anni trascorsi dalle lunghe linee del gas degli anni 70, linteresse per i veicoli elettrici era per lo più diminuito. Ma i nuovi regolamenti federali e statali iniziano a cambiare le cose. Lapprovazione dellemendamento al Clean Air Act del 1990 e dellEnergy Policy Act del 1992, oltre alle nuove normative sulle emissioni dei trasporti emanate dal California Air Resources Board, ha contribuito a creare un rinnovato interesse per i veicoli elettrici negli Stati Uniti
Durante questa volta, le case automobilistiche hanno iniziato a modificare alcuni dei loro popolari modelli di veicoli in veicoli elettrici. Ciò significava che i veicoli elettrici ora raggiungevano velocità e prestazioni molto più vicine ai veicoli a benzina e molti di loro avevano unautonomia di 60 miglia.
Una delle auto elettriche più famose in questo periodo era la GM EV1, unauto che è stata ampiamente descritta nel documentario del 2006 Who Killed the Electric Car? Invece di modificare un veicolo esistente, GM ha progettato e sviluppato EV1 da zero. Con unautonomia di 80 miglia e la capacità di accelerare da 0 a 50 miglia allora in soli sette secondi, lEV1 ha rapidamente guadagnato un seguito di culto. Ma a causa degli alti costi di produzione, lEV1 non è mai stato commercialmente redditizio e GM lo ha interrotto nel 2001.
Con uneconomia in forte espansione, una classe media in crescita e bassi prezzi del gas alla fine degli anni 90, molti consumatori non lhanno fatto “. Non preoccuparti dei veicoli a basso consumo di carburante. Anche se in quel momento non cera molta attenzione del pubblico verso i veicoli elettrici, dietro le quinte, scienziati e ingegneri – supportati dal Dipartimento per lenergia – stavano lavorando per migliorare la tecnologia dei veicoli elettrici, comprese le batterie.
Un nuovo inizio per le auto elettriche
Mentre tutti gli avviamenti e gli arresti dellindustria dei veicoli elettrici nella seconda metà del XX secolo hanno contribuito a mostrare al mondo la promessa della tecnologia, il vero revival del veicolo elettrico non ha non accadrà fino allinizio del 21 ° secolo. A seconda di chi chiedi, è stato uno dei due eventi che ha suscitato linteresse che vediamo oggi nei veicoli elettrici.
La prima svolta che molti hanno suggerito è stata lintroduzione della Toyota Prius. Lanciata in Giappone nel 1997, la Prius è diventata il primo veicolo ibrido elettrico al mondo prodotto in serie. Nel 2000, la Prius è stata rilasciata in tutto il mondo, ed è diventata un successo immediato tra le celebrità, contribuendo ad aumentare il profilo dellauto. Per rendere la Prius una realtà, Toyota ha utilizzato una batteria al nichel-metallo idruro, una tecnologia supportata dalla ricerca del Dipartimento per lenergia. Da allora, laumento dei prezzi della benzina e la crescente preoccupazione per linquinamento da carbonio hanno contribuito a rendere la Prius librido più venduto al mondo negli ultimi dieci anni.
(Nota storica: prima che la Prius potesse essere introdotta negli Stati Uniti, Honda ha rilasciato Insight ibrido nel 1999, rendendolo il primo ibrido venduto negli Stati Uniti dallinizio del 1900).
Laltro evento che ha contribuito a rimodellare i veicoli elettrici è stato lannuncio nel 2006 che una piccola startup della Silicon Valley, Tesla Motors, inizierebbe a produrre unauto sportiva elettrica di lusso che potrebbe percorrere più di 200 miglia con una singola carica. Nel 2010, Tesla ha ricevuto un prestito di 465 milioni di dollari dallUfficio per i programmi di prestito del Dipartimento dellEnergia – un prestito che Tesla ha rimborsato con ben nove anni di anticipo – per stabilire un impianto di produzione in California. Da allora, Tesla ha ottenuto ampi consensi per le sue auto ed è diventata il più grande datore di lavoro dellindustria automobilistica in California.
Lannuncio di Tesla e il successivo successo hanno spinto molte grandi case automobilistiche ad accelerare il lavoro sui propri veicoli elettrici . Alla fine del 2010, la Chevy Volt e la Nissan LEAF sono state lanciate sul mercato statunitense. Il primo ibrido plug-in disponibile in commercio, il Volt ha un motore a benzina che integra la sua trazione elettrica una volta che la batteria è scarica, consentendo ai consumatori di guidare con lelettrico per la maggior parte dei viaggi e la benzina per estendere lautonomia del veicolo. In confronto, la LEAF è un veicolo completamente elettrico (spesso chiamato veicolo elettrico a batteria, veicolo elettrico o semplicemente un veicolo elettrico in breve), il che significa che è alimentato solo da un motore elettrico.
pochi anni dopo, altre case automobilistiche iniziarono a lanciare veicoli elettrici negli Stati Uniti; tuttavia, i consumatori dovevano ancora affrontare uno dei primi problemi del veicolo elettrico: dove caricare i loro veicoli in movimento. Attraverso il Recovery Act, il Dipartimento per lenergia ha investito più di 115 milioni di dollari per aiutare a costruire uninfrastruttura di ricarica a livello nazionale, installando più di 18.000 caricatori residenziali, commerciali e pubblici in tutto il paese. Anche le case automobilistiche e altre aziende private hanno installato i propri caricatori in luoghi chiave negli Stati Uniti, portando il totale attuale di caricabatterie per veicoli elettrici pubblici in più di 8.000 località diverse con più di 20.000 punti di ricarica.
Allo stesso tempo, la nuova tecnologia delle batterie, supportata dallufficio per le tecnologie del veicolo del dipartimento dellenergia, ha iniziato a raggiungere il mercato, contribuendo a migliorare lautonomia di un veicolo elettrico plug-in. Oltre alla tecnologia delle batterie in quasi tutti gli ibridi di prima generazione, la ricerca del Dipartimento ha anche contribuito a sviluppare la tecnologia delle batterie agli ioni di litio utilizzata nel Volt. Più recentemente, gli investimenti del Dipartimento nella ricerca e sviluppo delle batterie hanno contribuito a ridurre del 50% i costi delle batterie dei veicoli elettrici negli ultimi quattro anni, migliorando al contempo le prestazioni delle batterie dei veicoli (ovvero la loro potenza, energia e durata). Ciò a sua volta ha aiutato ridurre i costi dei veicoli elettrici, rendendoli più convenienti per i consumatori.
I consumatori ora hanno più scelte che mai quando si tratta di acquistare un veicolo elettrico. Oggi, ci sono 23 modelli elettrici plug-in e 36 ibridi disponibile in una varietà di dimensioni: dalla Smart ED a due passeggeri alla Ford C-Max Energi di medie dimensioni fino al SUV di lusso BMW i3. Poiché i prezzi della benzina continuano a salire ei prezzi dei veicoli elettrici continuano a scendere, i veicoli elettrici stanno guadagnando in popolarità – con più di 234.000 veicoli elettrici plug-in e 3,3 milioni di ibridi sulle strade negli Stati Uniti oggi.
Il futuro delle auto elettriche
È difficile dire dove il il futuro prenderà lelettrico v veicoli, ma è chiaro che hanno un grande potenziale per creare un futuro più sostenibile. Se trasferissimo tutti i veicoli leggeri negli Stati Uniti a veicoli ibridi o elettrici plug-in utilizzando il nostro attuale mix tecnologico, potremmo ridurre la nostra dipendenza dal petrolio straniero del 30-60 percento, riducendo al contempo linquinamento di carbonio dal settore dei trasporti di fino al 20 percento.
Per contribuire a raggiungere questi risparmi sulle emissioni, nel 2012 il presidente Obama ha lanciato la EV Everywhere Grand Challenge, uniniziativa del Dipartimento dellEnergia che riunisce i migliori e più brillanti scienziati, ingegneri e aziende dAmerica per realizzare veicoli elettrici plug-in più convenienti quanto i veicoli a benzina di oggi entro il 2022.Sul fronte delle batterie, il Centro comune del Dipartimento per la ricerca sullimmagazzinamento dellenergia presso lArgonne National Laboratory sta lavorando per superare le maggiori barriere scientifiche e tecniche che impediscono miglioramenti su larga scala delle batterie.
E lAgenzia per i progetti di ricerca avanzata del Dipartimento -Energy (ARPA-E) sta portando avanti tecnologie rivoluzionarie che potrebbero alterare il modo in cui pensiamo ai veicoli elettrici. Dallinvestimento in nuovi tipi di batterie che potrebbero andare oltre con una singola carica ad alternative economiche ai materiali critici per i motori elettrici, i progetti di ARPA-E potrebbero trasformare i veicoli elettrici.
Alla fine, solo il tempo dirà cosa prenderanno i veicoli elettrici stradali in futuro.
Qual è la differenza?
- Un veicolo elettrico ibrido (o HEV in breve) è un veicolo senza la capacità di collegamento ma ha un sistema di trasmissione elettrica e una batteria Lenergia motrice proviene solo dal carburante liquido. Scopri la storia dellibrido, dal primo al mondo a quello più venduto al mondo.
- Un veicolo ibrido elettrico plug-in (chiamato anche PHEV) è un veicolo con presa -in capacità e può utilizzare lenergia per la guida dalla sua batteria o dal carburante liquido. Leggi informazioni sul primo ibrido plug-in disponibile in commercio.
- Un veicolo completamente elettrico (spesso chiamato veicolo elettrico a batteria, veicolo elettrico o EV o AEV in breve) è un veicolo che ottiene il suo energia per la guida interamente dalla sua batteria e deve essere collegata per essere ricaricata. Esplora levoluzione del veicolo elettrico, coprendo tutto, dalla sua popolarità iniziale al Medioevo fino alla sua rinascita odierna.
- Un veicolo elettrico plug-in (o PEV) è qualsiasi veicolo che può essere collegato (o un ibrido plug-in o un veicolo completamente elettrico). Scopri come i veicoli elettrici plug-in potrebbero aiutarci a creare un futuro più sostenibile.