Elektriske køretøjer: Historie og fremtid

Elbiler er ikke nye, og Tesla er blot et ud af mange mærker, der har forfulgt drømmen om elektrisk mobilitet.

Et elektrisk køretøj eller EV er ethvert køretøj, der bruger elektrisk strøm til fremdrift. Den strøm kan komme fra en lang række kilder, så længe den er elektrisk.

Brugen af ​​elektricitet gør biler lettere at køre, mere miljøvenlige, mindre støjende og generelt mere behagelige for hele familien.

Dette indlæg ser nærmere på elbiler, hvad de betyder for menneskeheden, og hvad fremtiden bringer.

De første elbiler

Elektriske køretøjer dateres tilbage til det 19. århundrede, hvor forbrændingsmotoren ikke havde opnået den høje effektivitet, vi kender i dag. Den tidligste registrerede elektriske motor er fra den ungarske præst Anyos Jedlik i 1827, mens den første brug af elektricitet til at drive en bil kom i 1835.

Lokomotiver kom også i søgelyset i 1838. Den 5 meter lange Le Téléphone-båd, der blev opfundet af franskmanden Gustave Trouvé, nåede en tophastighed på 5.6 km/t i 1818, og i begyndelsen af ​​1900-tallet var masseproducerede elektriske køretøjer en realitet.

De var dog begrænset i hastighed og rækkevidde, men elektricitet var et meget bedre alternativ dengang end dampmaskinen, som ofte krævede over en halv time at varme op på kolde dage.

Blysyre og kolibri

Hovedårsagen til det elektriske køretøjs succes kan spores tilbage til opfindelsen af ​​blysyrebatteriet af Gaston Planté, en fransk videnskabsmand, i 1859. Og efterhånden som teknologien udviklede sig, førte det til, at elektriske biler var meget praktiske, fordi man kunne oplad dem før brug.

London, for eksempel, fik en flåde af batteridrevne taxaer i 1897, og de blev kærligt kaldt "Kolibrier" for deres stille, brummende støj. Elbiler fik så stor succes, at i 1900 var 38% af bilerne i USA drevet af elektricitet, 40% af damp, og kun 22% havde en forbrændingsmotor (benzindrevet).

Alligevel blev de ofte omtalt som kvindebiler, fordi kvinder havde størst fordel af deres brugervenlighed. Deres begrænsede rækkevidde og den begrænsede tilgængelighed af ladestation betød også, at de var mest anvendelige som bybiler.

Model T og elbilernes fald

Forbrændingsmotoren oplevede lige så meget udvikling alt dette imens. Og da vejene udvidede sig uden for byerne og blev til motorveje, kunne ICE'er rejse hurtigere og længere, mens elbiler ofte var begrænset til en tophastighed på 20 mph og en rækkevidde på 40 miles.

Denne udvikling begyndte at vippe skalaen til fordel for ICE. Så da Henry Ford introducerede sit masseproduktionssystem og bragte Model-T i stand, begyndte tingene at ændre sig.

Forbrændingsmotorkøretøjer blev billigere, mens udviklingen af ​​elbiler stagnerede, og i 1913 kostede en benzinbil omkring halvdelen af ​​prisen for en elbil. Sådan forsvandt elbiler langsomt fra massemarkedet, mest takket være Ford.

En ny begyndelse

Ny forskning i elbilteknologi begyndte igen omkring 1960'erne og 70'erne. Mange virksomheder kom med forskellige lyse ideer i denne periode, men ingen var en kommerciel succes.

Energikrisen i 70'erne og 80'erne var også med til at skabe mere pres på at finde alternative energi- og mobilitetsløsninger. Disse bestræbelser skiftede til brændstofeffektivitet og lavere motoremissioner i 1990'erne. Der blev stadig lavet elbiler hist og her, men ingen var endnu en stor kommerciel succes.

Lithium-Ion og Teslaen

Tesla Motors begyndte udviklingen af ​​Tesla Roadster i 2004 og leverede de første enheder i 2008. De kørte på lithium-ion-batterier, en teknologi, der blev opfundet i 1980'erne og primært brugt i elektroniske gadgets.

Denne Tesla roadster kan også køre op til 200 km pr. opladning. Den indeholdt en 320 kWh batteripakke og en 53 kW vurderet 185-faset vekselstrømsmotor, der producerede 3 hestekræfter. Dette hjalp den med at accelerere fra 248 til 0 på 60 sekunder, selvom den blev begrænset til 2.9 sekunder og topper med 5.7 mph.

Folk elskede Roadster. Det så cool, moderne og trendy ud. Så Tesla solgte et ton af dem og nåede 2,450 enheder i 2012, og resten er historie.

Problemet med elbiler

Det største enkeltproblem med elbiler er energiportabilitet. Det vil sige et energigenererings- eller lagringssystem, der er kompakt nok til at passe næsten overalt, men som stadig producerer nok strøm til hundreder, hvis ikke tusinder, af miles.

To store applikationer her er brintcellegeneratoren og batterilagring. Begge teknologier har deres fordele og ulemper i forhold til hinanden.

Brændselsceller, der kører på brint og producerer nok strøm til at flytte biler, er blevet demonstreret, men de er endnu ikke praktiske. Deres største ulempe er de høje omkostninger ved brændselscellegeneratoren, som kræver sjældne og dyre materialer at producere. Dette får brændselscellens fremtid til at se dyster ud sammenlignet med batteriopbevaring. Imidlertid kunne brinttog og andre specialiserede anvendelsestilfælde vise sig at være mere praktiske.

For batterier kom genfødslen af ​​genopladelige elektriske køretøjer med forbedringer i opbevaringsteknologi. Men på trods af de mange forbedringer og udvikling af lithium-ion-batteriet, er der stadig et par problemer.

Batteribytte er for eksempel stadig ikke muligt med de fleste elbiler på grund af deres størrelse. Lithium-ion-batterier har også tendens til at overophedes, især når de bliver beskadiget ved et styrt. Og det kan føre til brande.

For det tredje, mens omkring 90 % af den lagrede energi fra et batteri omdannes til mekanisk energi, koger denne energi stadig ned til omkring 60 % af den samlede netenergi, der bruges til at genoplade batteriet. Så der er stadig plads til forbedringer.

Almindelige termer for elbiler

Du vil ofte finde visse EV-relaterede termer smidt rundt om elbiler, og det kan være forvirrende for nogle. Så her er de vigtigste, og hvad de betyder.

• HEV – Hybrid elbil. Dette køretøj bruger flydende brændstof til at generere den energi, der oplader dets batteri og driver hjulene. Du kan ikke tilslutte den eller oplade den eksternt.
  
  
• ENP – Plug-in elbil. Dette udtryk refererer til ethvert køretøj, som du kan tilslutte til genopladning. Det er lige meget, om den stadig bruger flydende brændstof eller ej.
  
  
• PHEV – Plug-in hybrid elbil. PHEV'er kombinerer flydende brændstof og plug-in-kilder for at generere deres strøm. Dette gør dem mere alsidige og udvider deres rækkevidde, da du nemt kan skifte til flydende brændstof, når batteriet løber tør.
  
  
• AEV – Al-elektrisk køretøj. Dette er ethvert køretøj, der udelukkende afhænger af elektricitet for at få strøm. Dette inkluderer plug-in-køretøjer og dem, som du bare kan bytte deres batterier.

Andre elbiler

Elektrisk mobilitet er ikke begrænset til biler alene. Så udtrykket "elbil" står også for andre transportmidler. Her er ikke-bil elektriske køretøjer:

• Cykler – E-cykler er en moden teknologi på grund af deres relativt simplere konstruktion og strømbehov. De vinder konstant i popularitet og fås i alle stilarter, fra bjerg, cruiser, last, foldning og så videre.
  
  
• Både – Elektriske både og skibe har også været tilgængelige i over et århundrede. Men i betragtning af manglen på ladestandere ude i havet, er de bedst brugt omkring kystlinjer og på korte afstande. Langdistance elektriske både er kun mulige med solpaneler.
  
  Trolleybåde er også mulige, hvis en færge for eksempel har en fast rute. Så den kan modtage sin kraft fra en ledning, der er spundet over floden.
  
  
• airplanes – Elektriske fly har oplevet en stabil udvikling i årtier, med både bemandede og ubemandede fly bygget og testet. De er dog hæmmet af batteriernes energitæthedsproblemer, da selv solcelledrevne fly kræver batterier.
  
  Så for at elektriske kommercielle fly kan blive en realitet, har verden brug for et mere let batteri end lithium-ion, som kan lagre en lige så stor eller større mængde energi pr. givne dimensioner, samtidig med at det koster det samme eller er endnu billigere.
  
  
• motorcykler - Mærker fra Piaggio til BMW og Harley Davidson har løftet sløret for elektriske scootere og cykler i den seneste tid. Harley LiveWire har en 78-KW motor og topper ved 95 mph (153 km/t). Mens Vespa Electtrica tilbyder en rækkevidde på 62 km.
  
  Et bemærkelsesværdigt e-cykelmærke er imidlertid Zero Motorcycles. Den bruger lithium-ion power packs i et 102-volt system til at drive sine børsteløse 3-fasede vekselstrømsmotorer. De er bygget i gadebrug, street racing og motocross racing varianter.
  
  
• Formel E – Den elektriske version af Formel 1-racing. Køretøjerne ligner hinanden, men deres motorer brøler ikke, de klynker.
  
  
• Tog og sporvogne – Elektriske tog og sporvogne har eksisteret i mange årtier. De bruges mest til offentlig transport og har en dedikeret strømforsyning. Det tyske ICE, franske TGV og Transrapid maglev er perfekte eksempler på elektriske højhastighedstog.
  
  
• Busser – Du vil også finde elektriske busser med dedikerede elledninger i visse verdensbyer som Zürich, Schweiz. I de senere år er Kina dog førende inden for elektriske busser til den offentlige transportindustri med hundredtusindvis af batteridrevne busser, der kører i landet.

Kommende EV-modeller

De fleste bilproducenter ser ud til at have set det uundgåelige i en al-elektrisk fremtid og tager derfor gigantiske skridt. Følgende er bemærkelsesværdige kommende superlastbiler efterfulgt af andre interessante elbiler.

• Tesla CyberTruck - Fans er begejstrede for denne. Forventet til jul 2021 lover den et skudsikkert ydre med en ekstra hård rustfri stålkonstruktion. Der er 100 cu. Ft lagerplads, 7,500+ lbs trækkapacitet og en rækkevidde på 250 mil.
  
  
• Hummer EV – GMC er også hoppet med på vognen og lover en helelektrisk Hummer-superlastbil. Denne kan krabbe-gå diagonalt, oplader 100 miles på 10 minutter, har en rækkevidde på 350 miles, auto-cruiser-funktion, 1,000 hestekræfter og 0-60 mph på 3 sekunder. Ja, du læste rigtigt.
  
  
• Ford F-150 – Ford lover også en helelektrisk version af sin F-150 lastbil. Den skulle komme med dobbelte motorer, have en stor front (forreste bagagerum) og ligeså blive den mest kraftfulde Ford-lastbil til dato. Produktion og salg skal starte i 2022.
  
  
• Aspark ugle – Japansk EV i begrænset produktion med fire motorer og et fantastisk design. Den leverer 1,984 hestekræfter, 280 miles rækkevidde, 249 miles tophastighed og en smertefuld pris på 3.2 millioner dollars.
  
  
• BMW i4 – Mindre eksotisk design end i3, men stadig super stilfuldt. Den vil have op til 80 % opladning af sit 80 kWh batteri på 35 minutter og forventes at levere op mod 500 hestekræfter.

Andre kommende køretøjer omfatter 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 , og så mange flere.

Konklusion - Hvad fremtiden bringer

Selvom ingen med sikkerhed kan sige, hvad fremtiden bringer, er elbiler højst sandsynligt kommet for at blive. Derudover kan de altid blive bedre.

Der er behov for yderligere arbejde for at reducere ladetiden, forbedre effektiviteten og rækkevidden pr. opladning, forbedre sikkerheden, udvikle flere ladestationer og standarder og sænke de samlede omkostninger ved elektrisk mobilitet.