Samochody elektryczne, które zostały wprowadzone ponad 100 lat temu, obecnie odnotowują wzrost popularności z wielu tych samych powodów, dla których były popularne.
Niezależnie od tego, czy jest to hybryda, hybryda plug-in czy w pełni elektryczna, popyt na pojazdy z napędem elektrycznym będzie nadal rósł wraz ze spadkiem cen, a konsumenci szukają sposobów na zaoszczędzenie pieniędzy przy pompie. Obecnie ponad 3 procent sprzedaży nowych pojazdów, sprzedaż pojazdów elektrycznych może wzrosnąć do prawie 7 procent – czyli 6,6 miliona rocznie – na całym świecie do 2020 roku, według raportu Navigant Research.
Dzięki temu rosnące zainteresowanie pojazdami elektrycznymi, przyglądamy się, gdzie ta technologia była i dokąd zmierza. Cofnij się z nami w czasie, odkrywając historię samochodu elektrycznego.
Narodziny pojazdu elektrycznego
Trudno jest wskazać wynalazek samochodu elektrycznego jednemu wynalazcy lub kraj. Zamiast tego była to seria przełomów – od akumulatora po silnik elektryczny – w XIX wieku, która doprowadziła do powstania pierwszego pojazdu elektrycznego na drogach.
Na początku wieku innowatorzy na Węgrzech Holandia i Stany Zjednoczone – w tym kowal z Vermont – zaczęły bawić się koncepcją pojazdu zasilanego bateriami i stworzyły jedne z pierwszych małych samochodów elektrycznych. I chociaż Robert Anderson, brytyjski wynalazca, opracował pierwszy prymitywny wózek elektryczny w tym samym czasie, dopiero w drugiej połowie XIX wieku francuscy i angielscy wynalazcy zbudowali jedne z pierwszych praktycznych samochodów elektrycznych.
Tutaj, w USA, pierwszy udany samochód elektryczny zadebiutował około 1890 roku dzięki Williamowi Morrisonowi, chemikowi mieszkającemu w Des Moines w stanie Iowa. Jego sześcioosobowy pojazd zdolny do rozwijania maksymalnej prędkości 14 mil na godzinę był niewiele więcej niż zelektryfikowanym wagonem, ale pomógł wzbudzić zainteresowanie pojazdami elektrycznymi.
W ciągu następnych kilku lat pojazdy elektryczne różnych producentów samochodów zaczął pojawiać się w całych Stanach Zjednoczonych Nowy Jork miał nawet flotę ponad 60 elektrycznych taksówek. Do 1900 roku samochody elektryczne były w szczytowym okresie, stanowiąc około jednej trzeciej wszystkich pojazdów na drogach. W ciągu następnych 10 lat nadal wykazywali dobrą sprzedaż.
Wczesny wzrost i upadek samochodu elektrycznego
Aby zrozumieć popularność pojazdów elektrycznych około 1900 roku, ważne jest również aby zrozumieć rozwój pojazdu osobistego i inne dostępne opcje. Na przełomie XIX i XX wieku koń był nadal podstawowym środkiem transportu. Ale gdy Amerykanie stawali się bardziej zamożni, zwrócili się do nowo wynalezionego pojazdu silnikowego – dostępnego w wersji parowej, benzynowej lub elektrycznej – aby się poruszać.
Para była wypróbowanym i prawdziwym źródłem energii, które okazało się niezawodne do zasilania fabryk i pociągów. Niektóre z pierwszych pojazdów samobieżnych pod koniec XVIII wieku opierały się na parze; Jednak dopiero w latach siedemdziesiątych XIX wieku technologia zapanowała w samochodach. Częściowo wynika to z tego, że para nie była zbyt praktyczna w pojazdach osobistych. Pojazdy parowe wymagały długiego czasu rozruchu – czasami nawet 45 minut na mrozie – i musiały być uzupełnione wodą, co ograniczyło ich zasięg.
Wraz z pojawieniem się pojazdów elektrycznych na rynku pojawił się nowy rodzaj pojazdu – samochód benzynowy – dzięki ulepszeniom silnika spalinowego w XIX wieku. Chociaż samochody benzynowe były obiecujące, nie były pozbawione wad. Prowadzenie ich wymagało dużego wysiłku manualnego – zmiana biegów nie była łatwym zadaniem i trzeba było je uruchamiać ręczną korbą, co utrudniało niektórym obsługę. Były też hałaśliwe, a ich spaliny były nieprzyjemne.
Samochody elektryczne nie miały żadnych problemów związanych z parą lub benzyną. Były ciche, łatwe w prowadzeniu i nie emitowały śmierdzących zanieczyszczeń, jak inne samochody tamtych czasów. Samochody elektryczne szybko stały się popularne wśród mieszkańców miast – zwłaszcza kobiet. Idealnie sprawdzały się na krótkich wycieczkach po mieście, a kiepskie warunki drogowe poza miastami sprawiały, że niewiele samochodów jakiegokolwiek typu mogło zapuścić się dalej. Ponieważ w latach 1910-tych coraz więcej osób uzyskało dostęp do energii elektrycznej, ładowanie samochodów elektrycznych stało się łatwiejsze, co zwiększyło ich popularność we wszystkich dziedzinach życia (w tym wśród „najbardziej znanych i wybitnych producentów samochodów benzynowych”, jak w artykule z 1911 roku w New York Times) wskazał).
Wielu innowatorów w tamtym czasie zwróciło uwagę na duże zapotrzebowanie na pojazdy elektryczne, badając sposoby ulepszenia technologii. Na przykład Ferdinand Porsche, założyciel firmy produkującej samochody sportowe o tej samej nazwie, opracował samochód elektryczny nazwany P1 w 1898 roku. Mniej więcej w tym samym czasie stworzył pierwszy na świecie hybrydowy samochód elektryczny – pojazd zasilany energią elektryczną i silnikiem gazowym. Thomas Edison, jeden z najbardziej płodnych wynalazców na świecie, pomyślał, że pojazdy elektryczne były zaawansowaną technologią i pracowały nad zbudowaniem lepszego akumulatora pojazdu elektrycznego.Nawet Henry Ford, który był przyjacielem Edisona, współpracował z Edisonem, aby zbadać opcje taniego samochodu elektrycznego w 1914 r., Według Wired.
Jednak to masowo produkowany model T Henryego Forda zajmował się cios w samochód elektryczny. Wprowadzony w 1908 roku Model T sprawił, że samochody napędzane benzyną były szeroko dostępne i przystępne cenowo. W 1912 roku samochód benzynowy kosztował zaledwie 650 dolarów, a roadster elektryczny – 1750 dolarów. W tym samym roku Charles Kettering wprowadził rozrusznik elektryczny, eliminując potrzebę ręcznej korby i zwiększając sprzedaż pojazdów z silnikiem benzynowym.
Inne zmiany również przyczyniły się do spadku liczby pojazdów elektrycznych. W latach dwudziestych Stany Zjednoczone miały lepszy system dróg łączących miasta, a Amerykanie chcieli się wydostać i odkrywać. Wraz z odkryciem teksańskiej ropy naftowej gaz stał się tani i łatwo dostępny dla Amerykanów z obszarów wiejskich, a stacje benzynowe zaczęły pojawiać się w całym kraju. Dla porównania, bardzo niewielu Amerykanów poza miastami miało wówczas prąd. Ostatecznie pojazdy elektryczne prawie zniknęły do 1935 roku.
Niedobory gazu wzbudzają zainteresowanie pojazdami elektrycznymi
W ciągu następnych 30 lat pojazdy elektryczne weszły w swego rodzaju ciemne czasy z niewielki postęp w technologii. Tania, obfita benzyna i ciągłe udoskonalanie silnika spalinowego ograniczyły popyt na pojazdy napędzane paliwami alternatywnymi.
Przenieśmy się szybko do późnych lat 60. i wczesnych 70. Gwałtownie rosnące ceny ropy i niedobory benzyny – osiągające szczyt wraz z embargo na ropę arabską z 1973 r. – spowodowały rosnące zainteresowanie zmniejszeniem zależności USA od zagranicznej ropy i znalezieniem własnych źródeł paliwa. Kongres przyjął do wiadomości i uchwalił ustawę o badaniach, rozwoju i demonstracji pojazdów elektrycznych i hybrydowych z 1976 r., Upoważniającą Departament Energii do wspierania badań i rozwoju pojazdów elektrycznych i hybrydowych.
Mniej więcej w tym samym czasie wiele dużych i mali producenci samochodów zaczęli badać opcje pojazdów napędzanych paliwami alternatywnymi, w tym samochodów elektrycznych. Na przykład General Motors opracował prototyp miejskiego samochodu elektrycznego, który zaprezentował podczas pierwszego sympozjum Agencji Ochrony Środowiska na temat rozwoju systemów zasilania o niskim zanieczyszczeniu w 1973 r., A firma American Motor Company wyprodukowała elektryczne jeepy dostawcze, które poczta Stanów Zjednoczonych wykorzystywała w Program testów z 1975 roku. Nawet NASA pomogła w podniesieniu rangi pojazdu elektrycznego, kiedy jej elektryczny łazik księżycowy stał się pierwszym pojazdem załogowym, który jeździł na Księżycu w 1971 roku.
Jednak pojazdy opracowane i wyprodukowane w latach 70. nadal miały wady w porównaniu do samochodów benzynowych. Pojazdy elektryczne w tym czasie miały ograniczone osiągi – zwykle osiągały szczyt przy prędkościach 45 mil na godzinę – a ich typowy zasięg był ograniczony do 40 mil, zanim wymagały ładowania.
Troska o środowisko napędza pojazdy elektryczne
Znowu przewijamy do przodu – tym razem do lat 90. W ciągu 20 lat od długich linii gazowych w latach 70. zainteresowanie pojazdami elektrycznymi w większości zmalało. Ale nowe przepisy federalne i stanowe zaczynają wszystko zmieniać. Przejście nowelizacji do ustawy o czystym powietrzu z 1990 r. I ustawy o polityce energetycznej z 1992 r. Oraz nowe przepisy dotyczące emisji w transporcie wydane przez Radę ds. Zasobów Powietrza stanu Kalifornia – pomogły wzbudzić ponowne zainteresowanie pojazdami elektrycznymi w USA.
Podczas tym razem producenci samochodów zaczęli modyfikować niektóre ze swoich popularnych modeli pojazdów na pojazdy elektryczne. Oznaczało to, że pojazdy elektryczne osiągały teraz prędkości i osiągi znacznie bliższe samochodom benzynowym, a wiele z nich miało zasięg 60 mil.
Jednym z najbardziej znanych samochodów elektrycznych w tym czasie był samochód GM. EV1, samochód, który był szeroko prezentowany w filmie dokumentalnym z 2006 roku Who Killed the Electric Car? Zamiast modyfikować istniejący pojazd, GM zaprojektował i opracował EV1 od podstaw. Dzięki zasięgowi 80 mil i możliwości przyspieszenia od 0 do 50 mil na godzinę w zaledwie siedem sekund, EV1 szybko zyskał popularność. Jednak ze względu na wysokie koszty produkcji EV1 nigdy nie był opłacalny komercyjnie, a GM zaprzestał jego produkcji w 2001 roku.
Z dynamicznie rozwijającą się gospodarką, rosnącą klasą średnią i niskimi cenami gazu pod koniec lat 90. XX wieku wielu konsumentów tego nie zrobiło. martwić się o pojazdy o niskim zużyciu paliwa. Mimo że w tamtym czasie pojazdy elektryczne nie zwracały uwagi opinii publicznej, za kulisami naukowcy i inżynierowie – wspierani przez Departament Energii – pracowali nad ulepszeniem technologii pojazdów elektrycznych, w tym akumulatorów.
Nowy początek dla samochodów elektrycznych
Podczas gdy wszystkie starty i zatrzymania branży pojazdów elektrycznych w drugiej połowie XX wieku pomogły pokazać światu obietnicę technologii, prawdziwe odrodzenie pojazdu elektrycznego nie zdarzyło się to mniej więcej na początku XXI wieku. W zależności od tego, kogo zapytasz, było to jedno z dwóch wydarzeń, które wywołały zainteresowanie, jakie obserwujemy dzisiaj pojazdami elektrycznymi.
Pierwszym punktem zwrotnym, który wielu sugeruje, było wprowadzenie Toyoty Prius. Wypuszczony w Japonii w 1997 roku, Prius stał się pierwszym na świecie produkowanym masowo hybrydowym pojazdem elektrycznym. W 2000 roku Prius został wypuszczony na całym świecie i od razu odniósł sukces wśród celebrytów, pomagając podnieść rangę samochodu. Aby Prius stał się rzeczywistością, Toyota zastosowała akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy – technologię, która była wspierana przez badania Departamentu Energii. Od tego czasu rosnące ceny benzyny i rosnące zaniepokojenie zanieczyszczeniem węglem sprawiły, że Prius stał się najlepiej sprzedającą się hybrydą na świecie w ciągu ostatniej dekady.
(Przypis historyczny: Zanim Prius mógł zostać wprowadzony w USA, Honda wypuścił hybrydę Insight w 1999 roku, co czyni ją pierwszą hybrydą sprzedawaną w Stanach Zjednoczonych od początku XX wieku).
Innym wydarzeniem, które pomogło w przekształceniu pojazdów elektrycznych było ogłoszenie w 2006 roku, że mały startup z Doliny Krzemowej, Tesla Motors, zacznie produkować luksusowy elektryczny samochód sportowy, który może przejechać ponad 200 mil na jednym ładowaniu. W 2010 roku Tesla otrzymała pożyczkę w wysokości 465 milionów dolarów od Biura Programów Pożyczkowych Departamentu Energii – pożyczkę, którą Tesla spłacił całe dziewięć lat wcześniej – na założenie zakładu produkcyjnego w Kalifornii. W krótkim czasie od tego czasu Tesla zdobyła szerokie uznanie za swoje samochody i stała się największym pracodawcą w branży motoryzacyjnej w Kalifornii.
Ogłoszenie Tesli i późniejszy sukces skłoniły wielu dużych producentów samochodów do przyspieszenia prac nad własnymi samochodami elektrycznymi. . Pod koniec 2010 roku na rynku amerykańskim pojawiły się Chevy Volt i Nissan LEAF. Volt, pierwsza dostępna na rynku hybryda typu plug-in, ma silnik benzynowy, który uzupełnia jego napęd elektryczny po rozładowaniu akumulatora, umożliwiając konsumentom jazdę na napędzie elektrycznym podczas większości podróży i benzyną, aby zwiększyć zasięg pojazdu. Dla porównania LEAF to pojazd w pełni elektryczny (często nazywany pojazdem akumulatorowo-elektrycznym, pojazdem elektrycznym lub w skrócie po prostu EV), co oznacza, że jest napędzany wyłącznie silnikiem elektrycznym.
w ciągu następnych kilku lat inni producenci samochodów zaczęli wprowadzać samochody elektryczne w USA; jednak konsumenci wciąż borykali się z jednym z wczesnych problemów związanych z pojazdami elektrycznymi – gdzie ładować swoje pojazdy w podróży. Poprzez ustawę Recovery Act Departament Energii zainwestował ponad 115 milionów dolarów, aby pomóc w budowie ogólnokrajowej infrastruktury ładowania, instalując ponad 18 000 ładowarek mieszkaniowych, komercyjnych i publicznych w całym kraju. Producenci samochodów i inne firmy prywatne również zainstalowali własne ładowarki w kluczowych lokalizacjach w Stanach Zjednoczonych, dzięki czemu dzisiejsza liczba publicznych ładowarek do pojazdów elektrycznych w ponad 8 000 różnych lokalizacjach i ponad 20 000 punktów ładowania.
Jednocześnie Nowa technologia akumulatorów – wspierana przez Biuro ds. Technologii Pojazdów Departamentu Energii – zaczęła trafiać na rynek, pomagając zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych typu plug-in. Oprócz technologii akumulatorów w prawie wszystkich hybrydach pierwszej generacji, badania Departamentu pomogły również w opracowaniu technologii akumulatorów litowo-jonowych stosowanej w Volcie. Niedawno inwestycje Departamentu w badania i rozwój akumulatorów pomogły obniżyć koszty akumulatorów pojazdów elektrycznych o 50 procent w ciągu ostatnich czterech lat, jednocześnie poprawiając ich wydajność (tj. Ich moc, energię i trwałość). To z kolei pomogło obniżyć koszty pojazdów elektrycznych, czyniąc je bardziej przystępnymi dla konsumentów.
Konsumenci mają teraz większy niż kiedykolwiek wybór, jeśli chodzi o zakup pojazdu elektrycznego. Obecnie dostępne są 23 modele elektryczne typu plug-in i 36 hybrydowych dostępne w różnych rozmiarach – od dwuosobowego Smart ED do średniej wielkości Forda C-Max Energi do luksusowego SUV-a BMW i3. Ponieważ ceny benzyny nadal rosną, a ceny pojazdów elektrycznych nadal spadają, pojazdy elektryczne zyskują na wartości popularność – ponad 234 000 pojazdów elektrycznych typu plug-in i 3,3 miliona hybryd na drogach w USA.
Przyszłość samochodów elektrycznych
Trudno powiedzieć, gdzie przyszłość zajmie elektryczne v ehicles, ale jasne jest, że mają one duży potencjał do stworzenia bardziej zrównoważonej przyszłości. Gdybyśmy przenieśli wszystkie lekkie pojazdy w USA na hybrydy lub pojazdy elektryczne typu plug-in, korzystając z naszej obecnej mieszanki technologii, moglibyśmy zmniejszyć naszą zależność od zagranicznej ropy o 30-60 procent, jednocześnie zmniejszając zanieczyszczenie węglem z sektora transportu o aż 20 procent.
Aby pomóc w osiągnięciu tych oszczędności emisji, w 2012 roku prezydent Obama uruchomił Wielkie Wyzwanie EV Everywhere – inicjatywę Departamentu Energii, która skupia najlepszych i najzdolniejszych amerykańskich naukowców, inżynierów i przedsiębiorstwa, do 2022 roku pojazdy elektryczne z wtyczką będą tańsze niż dzisiejsze pojazdy benzynowe.Jeśli chodzi o akumulator, Wspólne Centrum Badań nad Magazynowaniem Energii Departamentu w Argonne National Laboratory pracuje nad przezwyciężeniem największych naukowych i technicznych barier, które uniemożliwiają ulepszanie akumulatorów na dużą skalę.
A Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Wydziału -Energy (ARPA-E) rozwija przełomowe technologie, które mogą zmienić nasz sposób myślenia o pojazdach elektrycznych. Projekty ARPA-E mogą przekształcić pojazdy elektryczne, począwszy od inwestycji w nowe typy akumulatorów, które mogłyby posunąć dalej na jednym ładowaniu, po opłacalne alternatywy dla materiałów krytycznych dla silników elektrycznych.
Ostatecznie, tylko czas pokaże, jakie drogowe pojazdy elektryczne będą jeździć w przyszłości.
Jaka jest różnica?
- Hybrydowy pojazd elektryczny (lub w skrócie HEV) to pojazd bez możliwości podłączenia, ale ma napęd elektryczny i akumulator Jego energia napędowa pochodzi wyłącznie z paliwa płynnego. Poznaj historię hybrydy – od pierwszej na świecie do najlepiej sprzedającej się na świecie.
- Pojazd hybrydowy typu plug-in (nazywany również PHEV) to pojazd z wtyczką -w zakresie możliwości i może zużywać energię do jazdy ze swojego akumulatora lub paliwa ciekłego. Przeczytaj o pierwszej dostępnej na rynku hybrydzie typu plug-in.
- Całkowicie elektryczny pojazd (często nazywany pojazdem akumulatorowo-elektrycznym, pojazdem elektrycznym lub w skrócie EV lub AEV) to pojazd, który energii do jazdy w całości z akumulatora i musi być podłączony do prądu, aby można go było naładować. Poznaj ewolucję pojazdu elektrycznego, obejmującą wszystko, od jego wczesnej popularności do średniowiecza do jego dzisiejszego odrodzenia.
- Pojazd elektryczny z wtyczką (lub PEV) to każdy pojazd, który można podłączyć (albo pojazd hybrydowy typu plug-in lub w pełni elektryczny). Dowiedz się, jak pojazdy elektryczne typu plug-in mogą nam pomóc w tworzeniu bardziej zrównoważonej przyszłości.