Ηλεκτρικά Οχήματα: Ιστορία και μέλλον

Τα ηλεκτρικά οχήματα δεν είναι καινούργια και η Tesla είναι μόνο μία από τις πολλές μάρκες που έχουν ακολουθήσει το όνειρο της ηλεκτροκίνησης.

Ηλεκτρικό όχημα ή EV είναι κάθε όχημα που χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για πρόωση. Αυτή η ισχύς θα μπορούσε να προέρχεται από ένα ευρύ φάσμα πηγών, αρκεί να είναι ηλεκτρική.

Η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας κάνει τα αυτοκίνητα ευκολότερα στην οδήγηση, πιο φιλικά προς το περιβάλλον, λιγότερο θορυβώδη και γενικά πιο άνετα για όλη την οικογένεια.

Αυτή η ανάρτηση εξετάζει πιο προσεκτικά τα EV, τι σημαίνουν για την ανθρωπότητα και τι επιφυλάσσει το μέλλον.

Τα πρώτα ηλεκτρικά οχήματα

Τα ηλεκτρικά οχήματα χρονολογούνται από τον 19ο αιώνα, όταν ο κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν είχε επιτύχει την υψηλή απόδοση που γνωρίζουμε σήμερα. Ο παλαιότερος καταγεγραμμένος ηλεκτροκινητήρας είναι από τον Ούγγρο ιερέα Anyos Jedlik το 1827, ενώ η πρώτη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για την τροφοδοσία ενός αυτοκινήτου ήρθε το 1835.

Οι ατμομηχανές ήρθαν επίσης στο προσκήνιο το 1838. Το 5 μέτρων σκάφος Le Téléphone που εφευρέθηκε από τον Γάλλο Gustave Trouvé έφτασε σε τελική ταχύτητα 5.6 mph το 1818, και στις αρχές του 1900, τα ηλεκτρικά οχήματα μαζικής παραγωγής ήταν πραγματικότητα.

Ωστόσο, ήταν περιορισμένες σε ταχύτητα και εμβέλεια, αλλά ο ηλεκτρισμός ήταν μια πολύ καλύτερη εναλλακτική λύση τότε από την ατμομηχανή, η οποία συχνά απαιτούσε πάνω από μισή ώρα για να ζεσταθεί τις κρύες μέρες.

Μολύβδου-οξύ και Humming Birds

Ο κύριος λόγος για την επιτυχία του ηλεκτρικού οχήματος μπορεί να αναχθεί στην εφεύρεση της μπαταρίας μολύβδου-οξέος από τον Gaston Planté, έναν Γάλλο επιστήμονα, το 1859. Και καθώς η τεχνολογία αναπτύχθηκε, οδήγησε τα ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα να είναι πολύ πρακτικά, επειδή μπορούσες να τα φορτίσεις πριν τη χρήση.

Το Λονδίνο, για παράδειγμα, απέκτησε ένα στόλο ταξί με μπαταρίες το 1897 και τα αποκαλούσαν χαϊδευτικά «Hummingbirds» για τον ήσυχο, βουητό τους. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είχαν τόσο μεγάλη επιτυχία που μέχρι το 1900, το 38% των αυτοκινήτων στις Ηνωμένες Πολιτείες κινούνταν με ηλεκτρισμό, το 40% με ατμό και μόνο το 22% είχε κινητήρα εσωτερικής καύσης (βενζινοκίνητο).

Ωστόσο, συχνά αναφέρονται ως γυναικεία αυτοκίνητα, επειδή οι γυναίκες επωφελήθηκαν περισσότερο από την ευκολία χρήσης τους. Η περιορισμένη εμβέλειά τους και η περιορισμένη διαθεσιμότητα σταθμών φόρτισης σήμαιναν επίσης ότι ήταν πιο χρήσιμοι ως αυτοκίνητα πόλης.

Το μοντέλο Τ και η πτώση των EV

Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης γνώριζε εξίσου εξέλιξη όλο αυτό το διάστημα. Και καθώς οι δρόμοι επεκτάθηκαν εκτός πόλεων και μετατράπηκαν σε αυτοκινητόδρομους, τα ICE μπορούσαν να ταξιδέψουν πιο γρήγορα και μακρύτερα, ενώ τα EV περιορίζονταν συχνά σε τελική ταχύτητα 20 μίλια/ώρα και εμβέλεια 40 μιλίων.

Αυτή η εξέλιξη άρχισε να γέρνει την κλίμακα υπέρ του ICE. Έτσι, όταν ο Henry Ford εισήγαγε το σύστημα μαζικής παραγωγής του και έφερε το Model-T στην ύπαρξη, τα πράγματα άρχισαν να αλλάζουν.

Τα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης γίνονταν φθηνότερα ενώ η ανάπτυξη των ηλεκτρικών οχημάτων παρέμενε στάσιμη, και μέχρι το 1913, ένα αυτοκίνητο βενζίνης κόστιζε περίπου τη μισή τιμή ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Έτσι τα EV εξαφανίστηκαν σιγά σιγά από τη μαζική αγορά, κυρίως χάρη στη Ford.

Μια νέα αρχή

Νέα έρευνα στην τεχνολογία των ηλεκτρικών αυτοκινήτων ξεκίνησε ξανά γύρω στις δεκαετίες του 1960 και του 70. Πολλές εταιρείες είχαν διαφορετικές λαμπερές ιδέες αυτή την περίοδο, αλλά καμία δεν είχε εμπορική επιτυχία.

Η ενεργειακή κρίση των δεκαετιών του '70 και του '80 συνέβαλε επίσης στη δημιουργία μεγαλύτερης πίεσης για την εξεύρεση εναλλακτικών λύσεων ενέργειας και κινητικότητας. Αυτές οι προσπάθειες μετατράπηκαν στην απόδοση καυσίμου και στις χαμηλότερες εκπομπές του κινητήρα μέχρι τη δεκαετία του 1990. Τα EV εξακολουθούσαν να κατασκευάζονται εδώ κι εκεί, αλλά κανένα δεν είχε ακόμη μεγάλη εμπορική επιτυχία.

Ιόν λιθίου και το Tesla

Η Tesla Motors ξεκίνησε την ανάπτυξη του Tesla Roadster το 2004 και παρέδωσε τις πρώτες μονάδες το 2008. Λειτουργούσαν με μπαταρίες ιόντων λιθίου, μια τεχνολογία που εφευρέθηκε τη δεκαετία του 1980 και χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε ηλεκτρονικά gadget.

Αυτό το roadster της Tesla θα μπορούσε επίσης να ταξιδέψει έως και 200 ​​μίλια (320 km) ανά φόρτιση. Διέθετε μια μπαταρία 53 kWh και έναν τριφασικό κινητήρα AC ονομαστικής ισχύος 185 kW που απέδιδε 3 ίππους. Αυτό το βοήθησε να επιταχύνει από τα 248 στα 0 σε 60 δευτερόλεπτα, αν και περιορίστηκε στα 2.9 δευτερόλεπτα και ξεπέρασε τα 5.7 mph.

Ο κόσμος αγάπησε το Roadster. Φαινόταν δροσερό, μοντέρνο και μοντέρνο. Έτσι, η Tesla πούλησε έναν τόνο από αυτά, φτάνοντας τις 2,450 μονάδες το 2012 και τα υπόλοιπα είναι ιστορία.

Το πρόβλημα με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα

Το μεγαλύτερο πρόβλημα με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι η φορητότητα της ενέργειας. Δηλαδή, ένα σύστημα παραγωγής ή αποθήκευσης ενέργειας που είναι αρκετά συμπαγές ώστε να χωράει σχεδόν παντού, αλλά εξακολουθεί να παράγει αρκετή ισχύ για εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες, μίλια.

Δύο κύριες εφαρμογές εδώ είναι η γεννήτρια κυψελών υδρογόνου και η αποθήκευση μπαταρίας. Και οι δύο τεχνολογίες έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους η μία έναντι της άλλης.

Οι κυψέλες καυσίμου που λειτουργούν με υδρογόνο και παράγουν αρκετή ισχύ για την κίνηση των αυτοκινήτων έχουν αποδειχθεί, αλλά δεν είναι ακόμη πρακτικές. Το κύριο μειονέκτημά τους είναι το υψηλό κόστος της γεννήτριας κυψελών καυσίμου, η οποία απαιτεί σπάνια και ακριβά υλικά για να παραχθεί. Αυτό κάνει το μέλλον των κυψελών καυσίμου να φαίνεται ζοφερό σε σύγκριση με την αποθήκευση μπαταρίας. Ωστόσο, τα τρένα υδρογόνου και άλλες εξειδικευμένες περιπτώσεις χρήσης, θα μπορούσαν να αποδειχθούν πιο πρακτικά.

Για τις μπαταρίες, η αναγέννηση των επαναφορτιζόμενων ηλεκτρικών οχημάτων ήρθε με βελτιώσεις στην τεχνολογία αποθήκευσης. Ωστόσο, παρά τις πολυάριθμες βελτιώσεις και την ανάπτυξη της μπαταρίας ιόντων λιθίου, εξακολουθούν να υπάρχουν μερικά προβλήματα.

Η αλλαγή μπαταριών, για παράδειγμα, εξακολουθεί να μην είναι δυνατή με τα περισσότερα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, δεδομένου του μεγέθους τους. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου τείνουν επίσης να υπερθερμαίνονται, ειδικά όταν καταστραφούν σε περίπτωση σύγκρουσης. Και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιές.

Τρίτον, ενώ περίπου το 90% της αποθηκευμένης ενέργειας από μια μπαταρία μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια, αυτή η ενέργεια εξακολουθεί να μειώνεται στο 60% περίπου της συνολικής ενέργειας του δικτύου που χρησιμοποιείται για την επαναφόρτιση της μπαταρίας. Άρα, υπάρχει ακόμη περιθώριο βελτίωσης.

Κοινοί όροι ηλεκτρικών οχημάτων

Συχνά θα βρείτε ορισμένους όρους που σχετίζονται με τα ηλεκτρικά ηλεκτρικά αυτοκίνητα και αυτό μπορεί να προκαλέσει σύγχυση για κάποιους. Εδώ είναι λοιπόν τα κυριότερα και τι σημαίνουν.

• HEV – Υβριδικό Ηλεκτρικό Όχημα. Αυτό το όχημα χρησιμοποιεί υγρό καύσιμο για να παράγει την ενέργεια που φορτίζει την μπαταρία του και τροφοδοτεί τους τροχούς. Δεν μπορείτε να το συνδέσετε ή να το φορτίσετε εξωτερικά.
  
  
• PEV – Βυσματωμένο ηλεκτρικό όχημα. Αυτός ο όρος αναφέρεται σε οποιοδήποτε όχημα που μπορείτε να συνδέσετε για επαναφόρτιση. Δεν έχει σημασία αν εξακολουθεί να χρησιμοποιεί υγρό καύσιμο ή όχι.
  
  
• PHEV – Plug-in Hybrid Ηλεκτρικό Όχημα. Τα PHEV συνδυάζουν υγρό καύσιμο και πηγές plug-in για να παράγουν την ισχύ τους. Αυτό τα καθιστά πιο ευέλικτα και επεκτείνει την εμβέλειά τους, καθώς μπορείτε εύκολα να μεταβείτε σε υγρό καύσιμο μόλις τελειώσει η μπαταρία.
  
  
• ΑΕΒ – Πλήρως ηλεκτρικό όχημα. Αυτό είναι οποιοδήποτε όχημα που εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την ηλεκτρική ενέργεια για ισχύ. Αυτό περιλαμβάνει οχήματα με plug-in και εκείνα στα οποία μπορείτε απλώς να αλλάξετε τις μπαταρίες τους.

Άλλα ηλεκτρικά οχήματα

Η ηλεκτρική κινητικότητα δεν περιορίζεται μόνο στα αυτοκίνητα. Έτσι, ο όρος «ηλεκτρικό όχημα» σημαίνει και άλλα μέσα μεταφοράς. Ακολουθούν τα ηλεκτρικά οχήματα εκτός αυτοκινήτου:

• Ποδήλατα – Τα ηλεκτρονικά ποδήλατα είναι μια ώριμη τεχνολογία, δεδομένης της σχετικά απλούστερης κατασκευής και των αναγκών ισχύος τους. Κερδίζουν συνεχώς σε δημοτικότητα και είναι διαθέσιμα σε όλα τα στυλ, από βουνό, κρουαζιερόπλοιο, φορτίο, πτυσσόμενο κ.λπ.
  
  
• Βάρκες – Ηλεκτρικά σκάφη και πλοία είναι επίσης διαθέσιμα εδώ και έναν αιώνα. Δεδομένης όμως της έλλειψης σταθμών φόρτισης έξω στις θάλασσες, χρησιμοποιούνται καλύτερα γύρω από τις ακτές και για μικρές αποστάσεις. Τα ηλεκτρικά σκάφη μεγάλων αποστάσεων είναι δυνατά μόνο με ηλιακούς συλλέκτες.
  
  Τα τρόλεϊ είναι επίσης δυνατά, εάν ένα πλοίο έχει σταθερή διαδρομή, για παράδειγμα. Έτσι μπορεί να λάβει την ισχύ του από ένα σύρμα που περιστρέφεται κατά μήκος του ποταμού.
  
  
• αεροπλάνα – Τα ηλεκτρικά αεροσκάφη έχουν αναπτυχθεί σταθερά εδώ και δεκαετίες, με επανδρωμένα και μη επανδρωμένα αεροσκάφη να κατασκευάζονται και να δοκιμάζονται. Ωστόσο, παρεμποδίζονται από τα ζητήματα ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών, καθώς ακόμη και τα αεροσκάφη με ηλιακή ενέργεια απαιτούν μπαταρίες.
  
  Έτσι, για να γίνουν πραγματικότητα τα ηλεκτρικά εμπορικά αεροπλάνα, ο κόσμος χρειάζεται μια πιο ελαφριά μπαταρία από ιόντων λιθίου, η οποία μπορεί να αποθηκεύσει ίση ή μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας ανά δεδομένες διαστάσεις, ενώ κοστίζει το ίδιο ή είναι ακόμη φθηνότερη.
  
  
• Μοτοσυκλέτες – Μάρκες από την Piaggio έως τη BMW και τη Harley Davidson έχουν αποκαλύψει ηλεκτρικά σκούτερ και ποδήλατα τον τελευταίο καιρό. Το Harley LiveWire διαθέτει κινητήρα 78 KW και φτάνει τα 95 mph (153 km/h). Ενώ η Vespa Electrica προσφέρει αυτονομία 62 μιλίων (100 km).
  
  Μια αξιοσημείωτη μάρκα ηλεκτρονικών ποδηλάτων, ωστόσο, είναι η Zero Motorcycles. Χρησιμοποιεί πακέτα ισχύος ιόντων λιθίου σε ένα σύστημα 102 Volt για την τροφοδοσία των τριφασικών κινητήρων AC χωρίς ψήκτρες. Κατασκευάζονται σε παραλλαγές χρήσης δρόμου, αγώνων δρόμου και αγώνων μοτοκρός.
  
  
• ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΙ τυποι – Η ηλεκτρική έκδοση των αγώνων Formula 1. Τα οχήματα μοιάζουν, αλλά οι κινητήρες τους δεν βρυχώνται, γκρινιάζουν.
  
  
• Τρένα & Τραμ – Τα ηλεκτρικά τρένα και τα τραμ υπάρχουν εδώ και πολλές δεκαετίες. Χρησιμοποιούνται κυρίως για δημόσιες συγκοινωνίες, διαθέτουν αποκλειστική παροχή ρεύματος. Το γερμανικό ICE, το γαλλικό TGV και το Transrapid maglev είναι τέλεια παραδείγματα ηλεκτρικών τρένων υψηλής ταχύτητας.
  
  
• Λεωφορεία – Θα βρείτε επίσης ηλεκτρικά λεωφορεία με αποκλειστικές γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας σε ορισμένες πόλεις του κόσμου όπως η Ζυρίχη της Ελβετίας. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, η Κίνα ηγείται στα ηλεκτρικά λεωφορεία για τον κλάδο των δημόσιων μεταφορών με εκατοντάδες χιλιάδες λεωφορεία που λειτουργούν με μπαταρίες στη χώρα.

Ερχόμενα μοντέλα EV

Οι περισσότεροι κατασκευαστές αυτοκινήτων φαίνεται να έχουν σκοτώσει το αναπόφευκτο ενός πλήρως ηλεκτρικού μέλλοντος και, ως εκ τούτου, κάνουν τεράστια βήματα. Ακολουθούν αξιοσημείωτα επερχόμενα σούπερ φορτηγά, ακολουθούμενα από άλλα ενδιαφέροντα EV.

• Tesla CyberTruck – Οι θαυμαστές εκνευρίζονται με αυτό. Αναμενόμενο μέχρι τα Χριστούγεννα του 2021, υπόσχεται ένα αλεξίσφαιρο εξωτερικό, με εξαιρετικά σκληρή κατασκευή από ανοξείδωτο χάλυβα. Υπάρχουν 100 cu. Αποθηκευτικός χώρος, 7,500+ λίβρες ικανότητας ρυμούλκησης και αυτονομία 250 μιλίων.
  
  
• Χούμερ EV – Η GMC έχει επίσης πηδήξει στο δυναμικό και υπόσχεται ένα πλήρως ηλεκτρικό σούπερ φορτηγό Hummer. Αυτός μπορεί να περπατήσει διαγώνια, να φορτίζει 100 μίλια σε 10 λεπτά, έχει αυτονομία 350 μιλίων, δυνατότητα αυτόματης πτήσης, 1,000 ίππους και 0-60 mph σε 3 δευτερόλεπτα. Ναι, καλά διαβάσατε.
  
  
• Ford F-150 – Η Ford υπόσχεται επίσης μια πλήρως ηλεκτρική έκδοση του φορτηγού της F-150. Θα πρέπει να έρχεται με διπλούς κινητήρες, να διαθέτει μεγάλο πορτμπαγκάζ (μπροστινό πορτμπαγκάζ) και εξίσου να γίνει το πιο ισχυρό φορτηγό Ford μέχρι σήμερα. Η παραγωγή και οι πωλήσεις θα πρέπει να ξεκινήσουν το 2022.
  
  
• Aspark κουκουβάγια – Ιαπωνικό EV περιορισμένης παραγωγής με τέσσερις κινητήρες και φονικό σχέδιο. Αποδίδει 1,984 ίππους, αυτονομία 280 μιλίων, τελική ταχύτητα 249 μιλίων και επώδυνη τιμή 3.2 εκατομμυρίων δολαρίων.
  
  
• BMW i4 – Λιγότερο εξωτική σχεδίαση από το i3, αλλά εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά κομψό. Θα διαθέτει έως και 80% φόρτιση της μπαταρίας 80 kWh σε 35 λεπτά και αναμένεται να αποδίδει πάνω από 500 ίππους.

Άλλα επερχόμενα οχήματα περιλαμβάνουν τα 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, Farday και πολλά άλλα.

Συμπέρασμα – Τι επιφυλάσσει το μέλλον

Αν και κανείς δεν μπορεί να πει με βεβαιότητα τι επιφυλάσσει το μέλλον, τα ηλεκτρικά οχήματα είναι πιθανότατα εδώ για να μείνουν. Επιπλέον, μπορούν πάντα να γίνονται καλύτερα.

Απαιτείται περαιτέρω εργασία για τη μείωση των χρόνων φόρτισης, τη βελτίωση της απόδοσης και της εμβέλειας ανά φόρτιση, τη βελτίωση της ασφάλειας, την ανάπτυξη περισσότερων σταθμών και προτύπων φόρτισης και τη μείωση του συνολικού κόστους της ηλεκτρικής κινητικότητας.