Introduse acum mai bine de 100 de ani, mașinile electrice cunosc o creștere a popularității astăzi din multe din aceleași motive pentru care au fost populare pentru prima dată.
Fie că este vorba de un hibrid, hibrid plug-in sau complet electric, cererea de vehicule cu acționare electrică va continua să crească pe măsură ce prețurile scad și consumatorii caută modalități de a economisi bani la pompă. În prezent, mai mult de 3% din vânzările de vehicule noi, vânzările de vehicule electrice ar putea crește până la aproape 7% – sau 6,6 milioane pe an – la nivel mondial până în 2020, potrivit unui raport al Navigant Research.
Cu aceasta interes crescând pentru vehiculele electrice, ne uităm unde a fost această tehnologie și unde se îndreaptă. Călătorește înapoi cu noi în timp ce explorăm istoria mașinii electrice.
Nașterea vehiculului electric
Este greu să identifici invenția mașinii electrice unui singur inventator sau țară. În schimb, a fost o serie de descoperiri – de la baterie la motorul electric – în anii 1800 care au dus la primul vehicul electric pe drum.
La începutul secolului, inovatorii din Ungaria , Olanda și Statele Unite – inclusiv un fierar din Vermont – au început să se joace cu conceptul de vehicul alimentat cu baterii și au creat unele dintre primele mașini electrice la scară mică. Și în timp ce Robert Anderson, un inventator britanic, a dezvoltat primul cărucior electric brut în aceeași perioadă, abia în a doua jumătate a secolului al XIX-lea inventatorii francezi și englezi au construit unele dintre primele mașini electrice practice.
Aici, în SUA, prima mașină electrică de succes a debutat în jurul anului 1890 datorită lui William Morrison, un chimist care locuia în Des Moines, Iowa. Vehiculul său cu șase pasageri, capabil de o viteză maximă de 14 mile pe oră, era puțin mai mult decât un vagon electrificat, dar a contribuit la stimularea interesului pentru vehiculele electrice.
În următorii câțiva ani, vehiculele electrice de la diferiți producători auto a început să apară în SUA New York City chiar și avea o flotă de peste 60 de taxiuri electrice. Până în 1900, mașinile electrice erau la apogeul lor, reprezentând aproximativ o treime din toate vehiculele aflate pe drum. În următorii 10 ani, au continuat să prezinte vânzări puternice.
Creșterea și căderea timpurie a mașinii electrice
Pentru a înțelege popularitatea vehiculelor electrice în jurul anului 1900, este de asemenea important pentru a înțelege dezvoltarea vehiculului personal și celelalte opțiuni disponibile. La începutul secolului al XX-lea, calul era încă principalul mod de transport. Dar, pe măsură ce americanii au devenit mai prosperi, s-au orientat spre nou-inventatul autovehicul – disponibil în versiunile cu abur, benzină sau electric – pentru a se deplasa.
Aburul a fost o sursă de energie încercată și adevărată, după ce s-a dovedit de încredere. pentru alimentarea fabricilor și trenurilor. Unele dintre primele vehicule autopropulsate de la sfârșitul anilor 1700 s-au bazat pe abur; totuși, până în anii 1870 a fost nevoie ca tehnologia să se impună în mașini. O parte din aceasta se datorează faptului că aburul nu era foarte practic pentru vehiculele personale. Vehiculele cu abur necesită timp de pornire îndelungat – uneori până la 45 de minute la rece – și ar trebui să fie reumplute cu apă, limitându-le autonomia.
Pe măsură ce vehiculele electrice au intrat pe piață, la fel a făcut o nouă tip de vehicul – mașina pe benzină – datorită îmbunătățirilor aduse motorului cu ardere internă din anii 1800. În timp ce mașinile pe benzină aveau promisiuni, nu erau lipsite de defectele lor. Au necesitat mult efort manual pentru a conduce – schimbarea treptelor de viteză nu a fost o sarcină ușoară și au trebuit să fie pornite cu o manivelă de mână, ceea ce le face dificile pentru unii să funcționeze. De asemenea, erau zgomotoși, iar evacuarea lor era neplăcută.
Mașinile electrice nu aveau niciunul dintre problemele asociate cu aburul sau benzina. Erau liniștiți, ușor de condus și nu emiteau un poluant mirositor ca celelalte mașini ale vremii. Mașinile electrice au devenit rapid populare printre locuitorii din mediul urban – în special femeile. Erau perfecte pentru călătorii scurte prin oraș, iar condițiile de drum proaste în afara orașelor însemnau că puține mașini de orice tip se puteau aventura mai departe. Pe măsură ce mai mulți oameni au obținut acces la electricitate în anii 1910, a devenit mai ușor să se încarce mașinile electrice, adăugându-se popularității lor în toate categoriile de viață (inclusiv unii dintre „cei mai cunoscuți și proeminenți producători de mașini pe benzină”, ca un articol din 1911 din New York Times a subliniat).
Mulți inovatori de la acea vreme au luat act de cererea mare a vehiculului electric, explorând modalități de îmbunătățire a tehnologiei. De exemplu, Ferdinand Porsche, fondatorul companiei de mașini sport cu același nume, a dezvoltat o mașină electrică numită P1 în 1898. Cam în același timp, el a creat prima mașină electrică hibridă din lume – un vehicul alimentat de electricitate și un motor pe gaz. Thomas Edison, unul dintre cei mai prolifici inventatori din lume, a crezut vehicule electrice au fost tehnologia superioară și au lucrat pentru a construi o baterie mai bună pentru vehiculele electrice.Chiar și Henry Ford, care era prieten cu Edison, a colaborat cu Edison pentru a explora opțiunile pentru o mașină electrică ieftină în 1914, potrivit Wired.
Cu toate acestea, modelul T fabricat în serie de Henry Ford a fost cel care s-a ocupat o lovitură la mașina electrică. Introdus în 1908, Modelul T a făcut mașinile cu motor pe benzină disponibile pe scară largă și accesibile. Până în 1912, mașina pe benzină costa doar 650 de dolari, în timp ce un roadster electric s-a vândut cu 1.750 de dolari. În același an, Charles Kettering a introdus demarorul electric, eliminând necesitatea manivelei și dând naștere la mai multe vânzări de vehicule pe benzină.
Alte evoluții au contribuit, de asemenea, la declinul vehiculului electric. În anii 1920, SUA aveau un sistem mai bun de drumuri care leagă orașele, iar americanii doreau să iasă și să exploreze. Odată cu descoperirea țițeiului din Texas, gazul a devenit ieftin și ușor disponibil pentru americanii din mediul rural, iar stațiile de alimentare au început să apară în toată țara. În comparație, foarte puțini americani din afara orașelor aveau electricitate la acel moment. În cele din urmă, vehiculele electrice au dispărut aproape în 1935.
Lipsa de gaze stârnește interesul vehiculelor electrice
În următorii 30 de ani, vehiculele electrice au intrat într-un fel de epoci întunecate cu puține progrese în tehnologie. Benzina ieftină, abundentă și îmbunătățirea continuă a motorului cu ardere internă au împiedicat cererea de vehicule cu combustibil alternativ.
Avansăm rapid spre sfârșitul anilor 1960 și începutul anilor 1970. Creșterea prețurilor petrolului și a penuriei benzinei – atingând punctul culminant cu Embargoul Arab din 1973 – a creat un interes tot mai mare în scăderea dependenței SUA de petrolul străin și găsirea surselor de combustibil autohtone. Congresul a luat act și a adoptat Legea de cercetare, dezvoltare și demonstrație a vehiculelor electrice și hibride din 1976, autorizând Departamentul Energiei să sprijine cercetarea și dezvoltarea vehiculelor electrice și hibride.
În aceeași perioadă, micii producători auto au început să exploreze opțiuni pentru vehicule cu combustibil alternativ, inclusiv mașini electrice. De exemplu, General Motors a dezvoltat un prototip pentru o mașină electrică urbană pe care a afișat-o în primul simpozion al Agenției pentru Protecția Mediului privind dezvoltarea sistemelor de alimentare cu poluare redusă în 1973, iar American Motor Company a produs jeepuri de livrare electrică pe care serviciul poștal al Statelor Unite le-a folosit Programul de testare din 1975. Chiar și NASA a contribuit la creșterea profilului vehiculului electric atunci când roverul său lunar electric a devenit primul vehicul cu echipaj care a condus pe Lună în 1971. Cu toate acestea, vehiculele dezvoltate și produse în anii 1970 sufereau încă de dezavantaje la mașinile alimentate cu benzină. Vehiculele electrice în acest timp au avut performanțe limitate – de obicei depășind viteza de 45 mile pe oră – și autonomia lor tipică a fost limitată la 40 mile înainte de a fi necesară reîncărcarea.
Preocuparea de mediu conduce vehiculele electrice înainte
Înainte rapid din nou – de data aceasta până în anii 1990. În cei 20 de ani de la lungile linii de gaz din anii 1970, interesul pentru vehiculele electrice a scăzut în mare parte. Dar noile reglementări federale și de stat încep să schimbe lucrurile. Adoptarea modificării Legii privind aerul curat din 1990 și a Legii politicii energetice din 1992 – plus noile reglementări privind emisiile de transport emise de California Air Resources Board – au contribuit la crearea unui interes reînnoit pentru vehiculele electrice din SUA
de data aceasta, producătorii de automobile au început să modifice unele dintre modelele lor populare de vehicule în vehicule electrice. Acest lucru a însemnat că vehiculele electrice au atins acum viteze și performanțe mult mai apropiate de vehiculele pe benzină, iar multe dintre ele aveau o rază de acțiune de 60 de mile.
Una dintre cele mai cunoscute mașini electrice în acest timp a fost GM EV1, o mașină care a fost puternic prezentată în documentarul din 2006 Cine a ucis mașina electrică? În loc să modifice un vehicul existent, GM a proiectat și dezvoltat EV1 de la bază. Cu o autonomie de 80 de mile și capacitatea de a accelera de la 0 la 50 de mile pe oră în doar șapte secunde, EV1 a câștigat rapid un cult. Dar, din cauza costurilor ridicate de producție, EV1 nu a fost niciodată viabil din punct de vedere comercial, iar GM l-a întrerupt în 2001.
Cu o economie în plină expansiune, o clasă mijlocie în creștere și prețuri scăzute la gaz la sfârșitul anilor 1990, mulți consumatori nu Nu vă faceți griji cu privire la vehiculele cu consum redus de combustibil. Chiar dacă în acest moment nu s-a acordat prea multă atenție publicului vehiculelor electrice, în culise, oamenii de știință și inginerii – susținuți de Departamentul Energie – lucrau la îmbunătățirea tehnologiei vehiculelor electrice, inclusiv a bateriilor.
Un nou început pentru mașinile electrice
În timp ce toate pornirile și opririle industriei vehiculelor electrice din a doua jumătate a secolului XX au ajutat să arate lumii promisiunea tehnologiei, adevărata renaștere a vehiculului electric nu a Nu se întâmplă până la începutul secolului XXI. În funcție de cine întrebați, a fost unul dintre cele două evenimente care au stârnit interesul pe care îl vedem astăzi pentru vehiculele electrice.
Primul punct de cotitură pe care mulți l-au sugerat a fost introducerea Toyota Prius. Lansat în Japonia în 1997, Prius a devenit primul vehicul electric hibrid produs în serie din lume. În 2000, Prius a fost lansat în întreaga lume și a devenit un succes instantaneu cu vedetele, contribuind la creșterea profilului mașinii. Pentru a face Priusul o realitate, Toyota a folosit o baterie de hidrură de nichel metalic – o tehnologie care a fost susținută de cercetările Departamentului Energie. De atunci, creșterea prețurilor benzinei și îngrijorarea crescândă cu privire la poluarea cu carbon au contribuit la transformarea Prius în cel mai bine vândut hibrid din întreaga lume în ultimul deceniu.
(Notă istorică: Înainte ca Prius să poată fi introdus în SUA, Honda a lansat hibridul Insight în 1999, devenind primul hibrid vândut în SUA de la începutul anilor 1900.)
Celălalt eveniment care a ajutat la remodelarea vehiculelor electrice a fost anunțul din 2006 că o mică pornire din Silicon Valley, Tesla Motors, ar începe să producă o mașină sport electrică de lux, care ar putea merge mai mult de 200 de mile cu o singură încărcare. În 2010, Tesla a primit un împrumut de 465 milioane de dolari de la Biroul de programe de împrumut al Departamentului Energiei – un împrumut pe care Tesla l-a rambursat cu nouă ani mai devreme – pentru a înființa o fabrică de producție în California. În scurtul timp de atunci, Tesla a câștigat o apreciere largă pentru mașinile sale și a devenit cel mai mare angajator al industriei auto din California.
Anunțul și succesul ulterior al Tesla au determinat mulți mari producători de automobile să accelereze activitatea cu propriile lor vehicule electrice. . La sfârșitul anului 2010, Chevy Volt și Nissan LEAF au fost lansate pe piața SUA. Primul hibrid plug-in disponibil în comerț, Volt are un motor pe benzină care își completează acționarea electrică odată ce bateria este epuizată, permițând consumatorilor să conducă electric pentru majoritatea călătoriilor, iar benzina să extindă autonomia vehiculului. În comparație, LEAF este un vehicul complet electric (denumit adesea vehicul electric-baterie, vehicul electric sau doar un EV pe scurt), ceea ce înseamnă că este alimentat doar de un motor electric.
în câțiva ani, alți producători de automobile au început să lanseze vehicule electrice în SUA; totuși, consumatorii se confruntau încă cu una dintre problemele timpurii ale vehiculului electric – unde să își încarce vehiculele în deplasare. Prin Legea de recuperare, Departamentul Energie a investit peste 115 milioane de dolari pentru a ajuta la construirea unei infrastructuri de încărcare la nivel național, instalând peste 18.000 de încărcătoare rezidențiale, comerciale și publice în toată țara. Producătorii de automobile și alte companii private și-au instalat propriile încărcătoare în locații cheie din SUA, aducând astăzi totalul încărcătoarelor de vehicule electrice publice în peste 8.000 de locații diferite, cu peste 20.000 de prize de încărcare.
În același timp, noua tehnologie a bateriilor – susținută de Biroul de tehnologii pentru vehicule al Departamentului Energiei – a început să intre pe piață, contribuind la îmbunătățirea gamei de vehicule electrice plug-in. În plus față de tehnologia bateriei în aproape toți hibrizii de primă generație, cercetările Departamentului au contribuit și la dezvoltarea tehnologiei bateriilor litiu-ion utilizate în Volt. Mai recent, investiția Departamentului în cercetarea și dezvoltarea bateriilor a contribuit la reducerea costurilor bateriei vehiculelor electrice cu 50% în ultimii patru ani, îmbunătățind în același timp performanța bateriilor vehiculului (ceea ce înseamnă puterea, energia și durabilitatea acestora). reduceți costurile vehiculelor electrice, făcându-le mai accesibile pentru consumatori.
Consumatorii au acum mai multe opțiuni decât oricând atunci când vine vorba de cumpărarea unui vehicul electric. Astăzi, există 23 de modele electrice și 36 de modele hibrid plug-in. disponibil într-o varietate de dimensiuni – de la Smart ED cu doi pasageri până la mijlocul Ford C-Max Energi până la SUV-ul de lux BMW i3. Pe măsură ce prețurile benzinei continuă să crească și prețurile vehiculelor electrice continuă să scadă, vehiculele electrice câștigă în popularitate – cu peste 234.000 de vehicule electrice plug-in și 3,3 milioane de hibrizi pe șosea în SUA astăzi.
Viitorul mașinilor electrice
Este greu de spus unde viitorul va lua electric v vehicule, dar este clar că dețin un mare potențial pentru crearea unui viitor mai durabil. Dacă am tranziționa toate vehiculele ușoare din SUA către hibrizi sau vehicule electrice plug-in folosind tehnologia noastră actuală, ne-am putea reduce dependența de petrolul străin cu 30-60%, reducând în același timp poluarea cu carbon din sectorul transporturilor cu până la 20 la sută.
Pentru a contribui la realizarea acestor economii de emisii, în 2012 președintele Obama a lansat EV Everywhere Grand Challenge – o inițiativă a Departamentului Energiei care reunește cei mai buni și mai străluciți oameni de știință, ingineri și companii din America pentru a realiza vehicule electrice plug-in mai accesibile ca vehiculele actuale pe benzină până în 2022.În ceea ce privește bateria, Centrul Comun al Departamentului pentru Cercetarea Depozitării Energiei de la Laboratorul Național Argonne lucrează pentru a depăși cele mai mari bariere științifice și tehnice care împiedică îmbunătățirea pe scară largă a bateriilor.
Și Agenția pentru proiecte de cercetare avansată a Departamentului -Energy (ARPA-E) avansează tehnologii care schimbă jocul, care ar putea modifica modul în care ne gândim la vehiculele electrice. De la investiții în noi tipuri de baterii care ar putea merge mai departe cu o singură încărcare la alternative rentabile la materialele esențiale pentru motoarele electrice, proiectele ARPA-E ar putea transforma vehiculele electrice.
În cele din urmă, numai timpul va spune ce vor lua vehiculele electrice rutiere în viitor.
Care este diferența?
- Un vehicul electric hibrid (sau HEV pe scurt) este un vehicul fără capacitate de conectare, dar are un sistem de acționare electric și baterie . Energia de conducere provine numai din combustibil lichid. Aflați despre istoria hibridului – de la primul din lume până la cel mai bine vândut din lume.
- Un vehicul electric hibrid plug-in (numit și PHEV) este un vehicul cu priză – în capacitate și poate folosi energie pentru a conduce fie de la baterie, fie din combustibil lichid. Citiți despre primul hibrid plug-in disponibil în comerț.
- Un vehicul complet electric (denumit adesea vehicul electric-baterie, vehicul electric sau EV sau AEV pe scurt) este un vehicul care primește energie pentru a conduce în întregime de la baterie și trebuie să fie conectat pentru a fi reîncărcat. Explorați evoluția vehiculului electric, acoperind totul, de la popularitatea sa timpurie până la evul mediu până la renașterea de astăzi.
- Un vehicul electric plug-in (sau PEV) este orice vehicul care poate fi conectat (fie un vehicul complet hibrid sau complet electric). Aflați cum vehiculele electrice conectate ne-ar putea ajuta să creăm un viitor mai durabil.