Električna vozila: povijest i budućnost

Električna vozila nisu novost i Tesla je samo jedan od mnogih brendova koji su slijedili san o električnoj mobilnosti.

Električno vozilo ili EV je svako vozilo koje za pogon koristi električnu energiju. Ta bi energija mogla dolaziti iz širokog raspona izvora, sve dok je električna.

Korištenje električne energije čini automobil lakšim za vožnju, ekološki prihvatljivijim, manje bučnim i općenito udobnijim za cijelu obitelj.

Ovaj post pobliže razmatra električna vozila, što ona znače za čovječanstvo i što nosi budućnost.

Prva električna vozila

Električna vozila datiraju iz 19. stoljeća kada motor s unutarnjim izgaranjem nije postigao visoku učinkovitost kakvu poznajemo danas. Najraniji zabilježeni električni motor je od mađarskog svećenika Anyos Jedlik 1827. godine, dok se prva uporaba električne energije za pogon automobila dogodila 1835. godine.

Lokomotive su također dospjele u središte pozornosti 1838. 5-metarski čamac Le Téléphone koji je izumio Francuz Gustave Trouvé postigao je maksimalnu brzinu od 5.6 mph 1818., a do ranih 1900-ih, masovna proizvodnja električnih vozila bila je stvarnost.

Međutim, bili su ograničeni u brzini i dometu, ali je tada električna energija bila puno bolja alternativa od parnog stroja, kojemu je često trebalo više od pola sata da se zagrije u hladnim danima.

Olovna kiselina i kolibrići

Glavni razlog uspjeha električnih vozila može se pronaći unatrag do izuma olovne baterije Gastona Plantéa, francuskog znanstvenika, 1859. godine. Kako se tehnologija razvijala, dovela je do toga da su automobili na električni pogon vrlo praktični jer možete napunite ih prije upotrebe.

London je, na primjer, dobio flotu taksija na baterije 1897. godine i od milja su ih zvali "Kolibri" zbog njihove tihe, brujeće buke. Električni automobili postali su toliko uspješni da je do 1900. godine 38% automobila u Sjedinjenim Državama bilo pogonjeno električnom energijom, 40% parom, a samo 22% imalo je motor s unutarnjim izgaranjem (na benzinski pogon).

Ipak, često su ih nazivali ženskim automobilima, jer su žene najviše profitirale od njihove jednostavnosti korištenja. Njihov ograničeni domet i ograničena dostupnost stanica za punjenje također su značili da su bili najkorisniji kao gradski automobili.

Model T i pad električnih vozila

Motor s unutarnjim izgaranjem sve je to vrijeme jednako doživljavao razvoj. I kako su se ceste širile izvan gradova i pretvarale u autoceste, ICE su mogli putovati brže i dalje, dok su električna vozila često bila ograničena na najveću brzinu od 20 mph i domet od 40 milja.

Ovaj razvoj događaja počeo je naginjati vagu u korist ICE-a. Dakle, kada je Henry Ford predstavio svoj sustav masovne proizvodnje i stvorio Model-T, stvari su se počele mijenjati.

Vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem postajala su sve jeftinija dok je razvoj električnih vozila stagnirao, a do 1913. benzinski je automobil koštao otprilike upola manje od električnog automobila. Tako su električna vozila polako nestajala s masovnog tržišta, ponajviše zahvaljujući Fordu.

Novi početak

Nova istraživanja tehnologije električnih automobila ponovno su započela oko 1960-ih i 70-ih godina. Mnoge su tvrtke u tom razdoblju imale različite pametne ideje, ali nijedna nije imala komercijalni uspjeh.

Energetska kriza 70-ih i 80-ih također je pomogla stvoriti veći pritisak na pronalaženje alternativne energije i rješenja mobilnosti. Ti su se napori preusmjerili na učinkovitost goriva i niže emisije motora do 1990-ih. EV vozila su se i dalje izrađivala tu i tamo, ali nijedno još nije postiglo veliki komercijalni uspjeh.

Litij-ion i Tesla

Tesla Motors započeo je s razvojem Tesla Roadstera 2004. i isporučio prve jedinice 2008. Radile su na litij-ionskim baterijama, tehnologiji koja je izumljena 1980-ih i prvenstveno se koristila u elektroničkim napravama.

Ovaj Tesla roadster također bi mogao prijeći do 200 milja (320 km) po punjenju. Sadržao je bateriju od 53 kWh i 185-fazni AC motor snage 3 kW koji je proizvodio 248 konjskih snaga. To mu je pomoglo da ubrza od 0 do 60 za 2.9 sekundi, iako je ograničen na 5.7 sekundi, a najveća je brzina od 130 mph.

Ljudi su voljeli Roadster. Izgledalo je cool, moderno i trendi. Dakle, Tesla ih je prodao tonu, dosegnuvši 2,450 jedinica u 2012. i ostalo je povijest.

Problem s električnim automobilima

Najveći pojedinačni problem električnih automobila je prenosivost energije. To jest, sustav za proizvodnju ili skladištenje energije koji je dovoljno kompaktan da stane gotovo posvuda, ali još uvijek proizvodi dovoljno energije za stotine, ako ne i tisuće milja.

Dvije glavne primjene ovdje su generator vodikovih ćelija i skladištenje baterija. Obje tehnologije imaju svoje prednosti i nedostatke jedna u odnosu na drugu.

Pokazane su gorive ćelije koje rade na vodik i proizvode dovoljno energije za pokretanje automobila, ali još nisu praktične. Njihov glavni nedostatak je visoka cijena generatora na gorive ćelije, za čiju proizvodnju su potrebni rijetki i skupi materijali. Zbog toga se budućnost gorivih ćelija čini mračnom u usporedbi sa skladištenjem baterija. Međutim, vlakovi na vodik i drugi specijalizirani slučajevi uporabe mogli bi se pokazati praktičnijima.

Što se tiče baterija, ponovno rođenje punjivih električnih vozila došlo je s poboljšanjima u tehnologiji skladištenja. Ali bez obzira na brojna poboljšanja i razvoj litij-ionske baterije, još uvijek postoji nekoliko problema.

Zamjena baterija, na primjer, još uvijek nije moguća kod većine električnih automobila, s obzirom na njihovu veličinu. Litij-ionske baterije također su sklone pregrijavanju, posebno kada su oštećene u sudaru. A to može dovesti do požara.

Treće, iako se oko 90% pohranjene energije iz baterije pretvara u mehaničku energiju, ta se energija još uvijek svodi na oko 60% ukupne energije mreže koja se koristi za ponovno punjenje baterije. Dakle, još ima prostora za napredak.

Uobičajeni pojmovi za električna vozila

Često ćete naići na određene izraze vezane uz električna vozila oko električnih automobila i to bi za neke moglo biti zbunjujuće. Dakle, evo glavnih i njihova značenja.

• HEV – Hibridno električno vozilo. Ovo vozilo koristi tekuće gorivo za stvaranje energije koja puni bateriju i pokreće kotače. Ne možete ga priključiti ili puniti izvana.
  
  
• ENP – Električno vozilo na utičnicu. Ovaj izraz odnosi se na bilo koje vozilo koje možete priključiti za ponovno punjenje. Nije važno koristi li i dalje tekuće gorivo ili ne.
  
  
• PHEV – Plug-in hibridno električno vozilo. PHEV-ovi kombiniraju tekuće gorivo i priključne izvore za proizvodnju energije. To ih čini svestranijima i proširuje njihov domet, jer se lako možete prebaciti na tekuće gorivo nakon što se baterija isprazni.
  
  
• AEV – Potpuno električno vozilo. Ovo je svako vozilo čije napajanje u potpunosti ovisi o električnoj energiji. To uključuje plug-in vozila i ona kojima samo možete zamijeniti baterije.

Ostala električna vozila

Električna mobilnost nije ograničena samo na automobile. Dakle, pojam “električno vozilo” označava i druga prijevozna sredstva. Evo električnih vozila koja nisu automobili:

• Bicikli – E-bicikli su zrela tehnologija, s obzirom na njihovu relativno jednostavniju konstrukciju i potrebu za napajanjem. Stalno dobivaju na popularnosti i dostupni su u svim stilovima, od brdskih, cruiser, cargo, sklopivih i tako dalje.
  
  
• Brodovi – Električni čamci i brodovi također su dostupni više od jednog stoljeća. Ali s obzirom na nedostatak stanica za punjenje u morima, najbolje ih je koristiti oko obale i na kratkim udaljenostima. Električni brodovi za velike udaljenosti mogući su samo sa solarnim pločama.
  
  Trolejbusi su također mogući, ako trajekt ima fiksnu rutu, na primjer. Tako da može primati snagu od žice ispredene preko rijeke.
  
  
• zrakoplovi – Električni zrakoplovi bilježe stabilan razvoj desetljećima, s izgradnjom i testiranjem zrakoplova s ​​posadom i bez posade. Međutim, ometaju ih problemi s gustoćom energije baterija, jer čak i zrakoplovi na solarni pogon zahtijevaju baterije.
  
  Dakle, da bi električni komercijalni zrakoplovi postali stvarnost, svijetu je potrebna lakša baterija od litij-ionske, koja može pohraniti jednaku ili veću količinu energije po danim dimenzijama, a pritom koštati isto ili čak jeftinije.
  
  
• motoristi – Marke od Piaggia do BMW-a i Harley Davidsona nedavno su predstavile električne skutere i bicikle. Harley LiveWire ima motor od 78 KW i postiže najveću brzinu od 95 km/h. Dok Vespa Electtrica nudi domet od 153 milje (62 km).
  
  Međutim, jedna značajna marka e-bicikala je Zero Motorcycles. Koristi litij-ionske agregate u 102-voltnom sustavu za napajanje svojih 3-faznih AC motora bez četkica. Izrađuju se u varijantama za uličnu upotrebu, ulične utrke i motocross utrke.
  
  
• Formula E – Električna verzija utrka Formule 1. Vozila izgledaju slično, ali im motori ne bruje, već cvile.
  
  
• Vlakovi i tramvaji – Električni vlakovi i tramvaji postoje već desetljećima. Uglavnom se koriste za javni prijevoz, imaju namjensko napajanje. Njemački ICE, francuski TGV i Transrapid maglev savršeni su primjeri brzih električnih vlakova.
  
  
• Autobusi – Također ćete pronaći električne autobuse s namjenskim električnim vodovima u određenim svjetskim gradovima poput Zuricha u Švicarskoj. Međutim, posljednjih godina Kina prednjači u električnim autobusima za industriju javnog prijevoza sa stotinama tisuća autobusa na baterije koji prometuju u zemlji.

Nadolazeći EV modeli

Čini se da je većina proizvođača automobila spriječila neizbježnost potpuno električne budućnosti i stoga poduzimaju goleme korake. Slijede poznati nadolazeći super kamioni, a zatim druga zanimljiva električna vozila.

• Tesla CyberTruck – Obožavatelji su oduševljeni ovim. Očekuje se do Božića 2021., obećava eksterijer otporan na metke, s iznimno čvrstom izradom od nehrđajućeg čelika. Ima 100 cu. Ft prostora za pohranu, 7,500+ lbs kapaciteta vuče i domet od 250 milja.
  
  
• Hummer EV – GMC je također uskočio u akciju i obećava potpuno električni super kamion Hummer. Ovaj može dijagonalno hodati poput rakova, puni se 100 milja za 10 minuta, ima domet od 350 milja, značajku automatskog krstarenja, 1,000 konjskih snaga i ubrzanje od 0-60 mph za 3 sekunde. Da, dobro ste pročitali.
  
  
• Ford F-150 – Ford također obećava potpuno električnu verziju svog kamioneta F-150. Trebao bi doći s dvostrukim motorima, imati veliki prtljažnik (prednji prtljažnik) i jednako tako postati najsnažniji Fordov kamion do sada. Proizvodnja i prodaja trebala bi započeti 2022. godine.
  
  
• Aspark Sova – Japanska ograničena proizvodnja EV s četiri motora i ubojitim dizajnom. Isporučuje 1,984 konjske snage, domet od 280 milja, najveću brzinu od 249 milja i bolnu cijenu od 3.2 milijuna dolara.
  
  
• BMW i4 – Manje egzotičan dizajn od i3, ali još uvijek super moderan. Imat će do 80% punjenja svoje baterije od 80 kWh u 35 minuta i očekuje se da će isporučiti više od 500 konjskih snaga.

Ostala nadolazeća vozila uključuju 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, i još mnogo toga.

Zaključak – Što nosi budućnost

Iako nitko sa sigurnošću ne može reći što budućnost nosi, električna vozila su najvjerojatnije tu da ostanu. Osim toga, uvijek mogu biti bolji.

Potreban je daljnji rad na smanjenju vremena punjenja, poboljšanju učinkovitosti i dometa po punjenju, poboljšanju sigurnosti, razvoju više stanica za punjenje i standarda te smanjenju ukupnih troškova električne mobilnosti.