Elektromobily: Historie a budoucnost

Elektromobily nejsou novinkou a Tesla je jen jednou z mnoha značek, které šly za snem elektrické mobility.

Elektrické vozidlo nebo EV je jakékoli vozidlo, které využívá elektrickou energii k pohonu. Tato energie může pocházet ze široké škály zdrojů, pokud je elektrická.

Díky využití elektřiny se auta snáze řídí, jsou ekologičtější, méně hlučná a celkově pohodlnější pro celou rodinu.

Tento příspěvek se blíže podívá na EV, co znamenají pro lidstvo a co přinese budoucnost.

První elektromobily

Elektromobily pocházejí z 19. století, kdy spalovací motor nedosahoval tak vysoké účinnosti, jakou známe dnes. Nejstarší zaznamenaný elektromotor je od maďarského kněze Anyos Jedlík v roce 1827, zatímco první použití elektřiny pro pohon automobilu přišlo v roce 1835.

Lokomotivy se také dostaly do centra pozornosti v roce 1838. 5metrový člun Le Téléphone vynalezený Francouzem Gustavem Trouvé dosáhl v roce 5.6 maximální rychlosti 1818 mph a na počátku 1900. století byla sériově vyráběná elektrická vozidla realitou.

Byly však omezeny rychlostí a dosahem, ale elektřina byla tehdy mnohem lepší alternativou než parní stroj, který v chladných dnech často vyžadoval přes půl hodiny na zahřátí.

Olovnatý a kolibříci

Hlavní důvod úspěchu elektrického vozidla lze vysledovat až k vynálezu olověné baterie Gastonem Plantém, francouzským vědcem, v roce 1859. A jak se technologie vyvíjela, vedla k tomu, že elektricky poháněná auta byla velmi praktická, protože jste je mohli před použitím nabít.

Například Londýn dostal v roce 1897 flotilu taxíků poháněných bateriemi a pro jejich tichý hučivý zvuk se jim s oblibou říkalo „kolibříci“. Elektromobily byly tak úspěšné, že v roce 1900 bylo 38 % automobilů ve Spojených státech poháněno elektřinou, 40 % párou a pouze 22 % mělo spalovací motor (benzínový).

Přesto se o nich často mluvilo jako o dámských autech, protože z jejich snadného používání nejvíce těžily ženy. Jejich omezený dojezd a omezená dostupnost nabíjecích stanic také znamenaly, že byly nejužitečnější jako městská auta.

Model T a pád EV

Spalovací motor po celou dobu stejně procházel vývojem. A jak se silnice rozšiřovaly mimo města a měnily se v dálnice, mohly ICE cestovat rychleji a dále, zatímco elektromobily byly často omezeny na maximální rychlost 20 mil za hodinu a dojezd 40 mil.

Tento vývoj začal naklánět měřítko ve prospěch ICE. Takže když Henry Ford představil svůj systém hromadné výroby a uvedl Model-T na svět, věci se začaly měnit.

Vozidla se spalovacím motorem byla stále levnější, zatímco vývoj elektrických vozidel stagnoval a v roce 1913 stál benzínový vůz asi polovinu ceny elektrického vozu. Tak pomalu mizely EV z masového trhu, hlavně díky Fordu.

Nový začátek

Nový výzkum technologie elektromobilů začal znovu kolem 1960. a 70. let XNUMX. století. Mnoho společností přišlo v tomto období s různými chytrými nápady, ale žádná nezaznamenala komerční úspěch.

Energetická krize 70. a 80. let také pomohla vytvořit větší tlak na hledání alternativních energetických a mobilních řešení. Tyto snahy se do 1990. let přesunuly do palivové účinnosti a nižších emisí motorů. Stále se tu a tam vyráběly elektromobily, ale žádný zatím nezaznamenal velký komerční úspěch.

Lithium-Ion a Tesla

Tesla Motors zahájila vývoj Tesla Roadster v roce 2004 a první jednotky dodala v roce 2008. Běžely na lithium-iontové baterie, což je technologie vynalezená v 1980. letech a používaná především v elektronických zařízeních.

Tento roadster Tesla mohl také ujet až 200 mil (320 km) na jedno nabití. Vyznačoval se 53 kWh baterií a třífázovým střídavým motorem o výkonu 185 kW, který produkoval 3 koňských sil. To mu pomohlo zrychlit z 248 na 0 za 60 sekundy, i když bylo omezeno na 2.9 sekundy, a dosahovalo maximální rychlosti 5.7 mph.

Lidé milovali Roadster. Vypadalo to cool, moderní a trendy. Tesla jich tedy prodala tunu, v roce 2,450 dosáhla 2012 XNUMX kusů a zbytek je historie.

Problém s elektromobily

Jediným největším problémem elektromobilů je přenositelnost energie. To znamená systém pro výrobu nebo skladování energie, který je dostatečně kompaktní, aby se vešel téměř všude, ale přesto produkuje dostatek energie na stovky, ne-li tisíce kilometrů.

Dvě hlavní aplikace jsou zde generátor vodíkových článků a akumulátorové úložiště. Obě technologie mají oproti sobě své výhody a nevýhody.

Palivové články, které běží na vodík a produkují dostatek energie pro pohyb aut, byly předvedeny, ale zatím nejsou praktické. Jejich hlavní nevýhodou je vysoká cena generátoru s palivovými články, jehož výroba vyžaduje vzácné a drahé materiály. Díky tomu se budoucnost palivových článků jeví ve srovnání s bateriovým úložištěm ponurá. Vodíkové vlaky a další specializované případy použití by se však mohly ukázat jako praktičtější.

Pokud jde o baterie, znovuzrození dobíjecích elektrických vozidel přišlo s vylepšeními technologie skladování. Ale navzdory četným vylepšením a vývoji lithium-iontové baterie stále existuje několik problémů.

Například výměna baterií stále není možná u většiny elektromobilů vzhledem k jejich velikosti. Lithium-iontové baterie mají také tendenci se přehřívat, zejména při poškození při nárazu. A to může vést k požárům.

Zatřetí, zatímco asi 90 % uložené energie z baterie je přeměněno na mechanickou energii, tato energie se stále scvrkává na asi 60 % celkové energie sítě použité při dobíjení baterie. Stále je tedy co zlepšovat.

Běžné pojmy elektrických vozidel

Kolem elektrických aut často najdete určité termíny související s EV a pro některé to může být matoucí. Zde jsou tedy ty hlavní a co znamenají.

• HEV – Hybridní elektrické vozidlo. Toto vozidlo využívá kapalné palivo k výrobě energie, která nabíjí jeho baterii a pohání kola. Nemůžete jej připojit ani nabíjet externě.
  
  
• ENP – Zásuvné elektrické vozidlo. Tento termín se vztahuje na jakékoli vozidlo, které můžete připojit pro dobíjení. Nezáleží na tom, zda stále používá kapalné palivo nebo ne.
  
  
• PHEV – Plug-in hybridní elektrické vozidlo. PHEV kombinují kapalné palivo a zásuvné zdroje k výrobě své energie. Díky tomu jsou univerzálnější a prodlužuje se jejich dojezd, protože po vybití baterie můžete snadno přejít na kapalné palivo.
  
  
• AEV – plně elektrické vozidlo. Jedná se o jakékoli vozidlo, které je zcela závislé na elektrické energii. To zahrnuje zásuvná vozidla a ta, u kterých stačí vyměnit baterie.

Ostatní elektrická vozidla

Elektrická mobilita se neomezuje pouze na automobily. Termín „elektrické vozidlo“ tedy znamená i jiné dopravní prostředky. Zde jsou elektrická vozidla mimo auta:

• Jízdní kola – Elektrokola jsou vyspělou technologií vzhledem k jejich relativně jednodušší konstrukci a energetickým potřebám. Neustále získávají na popularitě a jsou k dispozici ve všech stylech, od horských, křižníků, nákladních, skládacích a tak dále.
  
  
• lodě – Elektrické čluny a lodě jsou k dispozici již více než století. Ale vzhledem k nedostatku nabíjecích stanic v mořích se nejlépe používají u pobřeží a na krátké vzdálenosti. Dálkové elektrické čluny jsou možné pouze se solárními panely.
  
  Trolejbusy jsou také možné, pokud má například trajekt pevnou trasu. Takže může přijímat energii z drátu spřádaného přes řeku.
  
  
• letadla – Elektrická letadla zaznamenávají po desetiletí neustálý vývoj, přičemž se vyrábějí a testují letadla s posádkou i bez posádky. Jsou však brzděny problémy s energetickou hustotou baterií, protože dokonce i letadla na solární pohon baterie vyžadují.
  
  Aby se elektrická komerční letadla stala realitou, svět potřebuje lehčí baterii než lithium-iontovou, která dokáže uchovat stejné nebo vyšší množství energie na dané rozměry a přitom stojí stejně nebo je dokonce levnější.
  
  
• Motocykly – Značky od Piaggio po BMW a Harley Davidson v poslední době odhalily elektrické skútry a kola. Harley LiveWire je vybaven motorem o výkonu 78 kW a dosahuje maximální rychlosti 95 mph (153 km/h). Zatímco Vespa Electtrica nabízí dojezd 62 mil (100 km).
  
  Jednou z významných značek elektrokol je však Zero Motorcycles. K napájení svých bezkomutátorových 102-fázových střídavých motorů používá lithium-iontové napájecí zdroje ve 3V systému. Jsou postaveny v pouličním použití, pouličních závodech a motokrosových závodních variantách.
  
  
• Vzorec E – Elektrická verze závodů Formule 1. Vozidla vypadají podobně, ale jejich motory neřvou, kvílí.
  
  
• Vlaky a tramvaje – Elektrické vlaky a tramvaje existují již mnoho desetiletí. Většinou se používají pro veřejnou dopravu, mají vyhrazené napájení. Německé ICE, francouzské TGV a Transrapid maglev jsou dokonalými příklady vysokorychlostních elektrických vlaků.
  
  
• autobusy – Elektrobusy s vyhrazeným elektrickým vedením najdete také v některých světových městech, jako je Curych, Švýcarsko. V posledních letech však Čína vede v elektrických autobusech pro průmysl veřejné dopravy se stovkami tisíc autobusů na baterie provozovaných v zemi.

Připravované modely EV

Zdá se, že většina výrobců automobilů překonala nevyhnutelnost plně elektrické budoucnosti, a proto podniká obrovské kroky. Následují pozoruhodné nadcházející super trucky, následované dalšími zajímavými EV.

• Tesla CyberTruck – Fanoušci o tom šílí. Očekává se do Vánoc 2021 a slibuje neprůstřelný exteriér s extra pevnou konstrukcí z nerezové oceli. Je tam 100 cu. Ft úložného prostoru, 7,500 250+ lb tažné kapacity a dojezd XNUMX mil.
  
  
• Hummer EV – GMC také naskočilo do rozjetého vlaku a slibuje plně elektrický super truck Hummer. Tento může chodit krabí diagonálně, nabije se na 100 mil za 10 minut, má dojezd 350 mil, funkci automatického křižníku, 1,000 koňských sil a zrychlení z 0-60 mph za 3 sekundy. Jo, čtete správně.
  
  
• Ford F-150 – Ford také slibuje plně elektrickou verzi svého kamionu F-150. Měl by být vybaven dvěma motory, měl by mít velký kufr (přední kufr) a stejně tak by se měl stát dosud nejvýkonnějším nákladním automobilem Ford. Výroba a prodej by měly být zahájeny v roce 2022.
  
  
• Asparková sova – Japonský limitovaný elektrický elektromobil se čtyřmi motory a zabijáckým designem. Poskytuje výkon 1,984 280 koní, dojezd 249 mil, maximální rychlost 3.2 mil a bolestivou cenu XNUMX milionu dolarů.
  
  
• BMW i4 – Méně exotický design než i3, ale stále super stylový. Bude obsahovat až 80 % nabití své 80 kWh baterie za 35 minut a očekává se, že bude dodávat výkon až 500 koní.

Mezi další připravované vozy patří Cadillac Lyriq, Cadillac Celestiq, Mercedes-Benz EQA, Genesis Essentia, Hyundai Ioniq 5, Jeep Wrangler Magneto, Lexus EV SUV, Mazda MX-30, Porsche Macan EV, Volvo XC40, Bollinger B1, Faraday FF91 a mnoho dalších.

Závěr – Co přinese budoucnost

I když nikdo nemůže s jistotou říci, co budoucnost přinese, elektrická vozidla tu s největší pravděpodobností zůstanou. Navíc se vždy mohou zlepšit.

Je třeba dále pracovat na zkrácení doby nabíjení, zlepšení účinnosti a dojezdu na jedno nabití, zlepšení bezpečnosti, vývoji více nabíjecích stanic a standardů a snížení celkových nákladů na elektrickou mobilitu.