Elektrinės transporto priemonės: istorija ir ateitis

Elektrinės transporto priemonės nėra naujiena, o „Tesla“ yra tik vienas iš daugelio prekių ženklų, kurie siekė elektrinio mobilumo svajonės.

Elektromobilis arba EV yra bet kokia transporto priemonė, kuri varymui naudoja elektros energiją. Ta galia gali būti gaunama iš įvairių šaltinių, jei tik ji yra elektrinė.

Naudojant elektrą automobiliai tampa lengviau valdomi, ekologiškesni, mažiau triukšmingi ir apskritai patogesni visai šeimai.

Šiame įraše atidžiau apžvelgiami elektromobiliai, ką jie reiškia žmonijai ir kokia ateitis.

Pirmieji elektromobiliai

Elektrinės transporto priemonės atsirado XIX amžiuje, kai vidaus degimo variklis nepasiekė tokio didelio efektyvumo, kokį žinome šiandien. Ankstyviausias įrašytas elektros variklis yra iš vengrų kunigo Anyosas Jedlikas 1827 m., o pirmą kartą elektra automobiliui varyti buvo panaudota 1835 m.

1838 m. dėmesio centre taip pat atsidūrė lokomotyvai. Prancūzo Gustave'o Trouvé išrastas 5 metrų ilgio Le Téléphone laivas 5.6 m. pasiekė 1818 mylios per valandą greitį, o 1900-ųjų pradžioje masinės elektrinės transporto priemonės tapo realybe.

Tačiau jų greitis ir atstumas buvo riboti, tačiau elektra tuo metu buvo daug geresnė alternatyva nei garo variklis, kuriam šaltomis dienomis sušilti dažnai prireikdavo daugiau nei pusvalandžio.

Švino rūgštis ir kolibriai

Pagrindinė elektrinės transporto priemonės sėkmės priežastis gali būti siejama su švino rūgšties akumuliatoriaus išradimu, kurį 1859 m. išrado prancūzų mokslininkas Gastonas Planté. Tobulėjant technologijai, elektra varomi automobiliai tapo labai praktiški, nes galėjo prieš naudodami juos įkraukite.

Pavyzdžiui, 1897 m. Londonas gavo baterijomis varomų taksi automobilių parką ir jie buvo mielai vadinami „kolibriais“ dėl tylaus, dūzgiančio triukšmo. Elektromobiliai sulaukė tokio pasisekimo, kad 1900 metais JAV 38 % automobilių buvo varomi elektra, 40 % – garais ir tik 22 % turėjo vidaus degimo variklį (varomus benzinu).

Tačiau jie dažnai buvo vadinami moteriškais automobiliais, nes moterys iš jų naudojo daugiausiai naudos. Jų ribotas diapazonas ir ribotas įkrovimo stotelių prieinamumas taip pat reiškė, kad jie buvo naudingiausi kaip miesto automobiliai.

T modelis ir elektromobilių kritimas

Visą tą laiką vidaus degimo variklis buvo tobulinamas. Keliai išsiplėtė už miestų ribų ir virto greitkeliais, ICE galėjo važiuoti greičiau ir toliau, o elektromobiliai dažnai buvo ribojami iki 20 mylių per valandą didžiausio greičio ir 40 mylių atstumo.

Ši plėtra pradėjo pakreipti skalę ICE naudai. Taigi, kai Henris Fordas pristatė savo masinės gamybos sistemą ir pristatė Model-T, viskas pradėjo keistis.

Vidaus degimo varikliu varomos transporto priemonės atpigo, o elektrinių transporto priemonių plėtra sustojo, o 1913 m. benzininis automobilis kainavo maždaug pusę elektromobilio kainos. Taip elektromobiliai pamažu išnyko iš masinės rinkos, daugiausia dėl Ford.

Nauja pradžia

Nauji elektromobilių technologijų tyrimai vėl prasidėjo maždaug septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose. Daugelis kompanijų per šį laikotarpį kėlė įvairių ryškių idėjų, tačiau nė viena nesusilaukė komercinės sėkmės.

70-ųjų ir 80-ųjų energetikos krizė taip pat padėjo sukurti didesnį spaudimą ieškant alternatyvių energijos ir mobilumo sprendimų. Šios pastangos buvo nukreiptos į degalų efektyvumą ir sumažintą variklio emisiją iki 1990 m. Elektros automobiliai vis dar buvo gaminami ten ir ten, tačiau nė vienas iš jų dar nesulaukė didelės komercinės sėkmės.

Ličio jonų ir Tesla

„Tesla Motors“ pradėjo kurti „Tesla Roadster“ 2004 m., o pirmuosius agregatus pristatė 2008 m. Jie veikė su ličio jonų baterijomis – technologija, išrasta devintajame dešimtmetyje ir daugiausia naudojama elektroniniuose prietaisuose.

Šis Tesla rodsteris taip pat galėtų nuvažiuoti iki 200 mylių (320 km) vienu įkrovimu. Jame buvo 53 kWh akumuliatorius ir 185 kW vardinis 3 fazių kintamosios srovės variklis, išvystantis 248 arklio galias. Tai padėjo jam įsibėgėti nuo 0 iki 60 per 2.9 sekundės, nors jis buvo apribotas iki 5.7 sekundės ir pasiekia 130 mylių per valandą greitį.

Žmonės mėgo Roadsterį. Atrodė šauniai, moderniai ir madingai. Taigi, „Tesla“ pardavė toną jų ir 2,450 m. pasiekė 2012 vienetų, o visa kita yra istorija.

Elektromobilių problema

Didžiausia elektromobilių problema yra energijos perkeliamumas. Tai yra, energijos gamybos arba kaupimo sistema, kuri yra pakankamai kompaktiška, kad tilptų beveik visur, tačiau vis tiek gamina pakankamai energijos šimtams, jei ne tūkstančiams mylių.

Dvi pagrindinės programos yra vandenilio elementų generatorius ir akumuliatoriaus saugykla. Abi technologijos turi savo privalumų ir trūkumų, palyginti su viena kita.

Buvo įrodyta, kad kuro elementai, veikiantys vandeniliu ir gaminantys pakankamai galios automobiliams pajudinti, buvo pademonstruoti, tačiau jie dar nėra praktiški. Pagrindinis jų trūkumas yra didelė kuro elementų generatoriaus kaina, kuriai pagaminti reikia retų ir brangių medžiagų. Dėl to kuro elementų ateitis atrodo niūri, palyginti su akumuliatoriaus saugykla. Tačiau vandeniliniai traukiniai ir kiti specializuoti naudojimo atvejai galėtų būti praktiškesni.

Baterijų atveju įkraunamų elektrinių transporto priemonių atgimimas atėjo patobulinus saugojimo technologijas. Tačiau nepaisant daugybės ličio jonų akumuliatoriaus patobulinimų ir tobulinimo, vis dar yra keletas problemų.

Pavyzdžiui, daugumos elektromobilių, atsižvelgiant į jų dydį, baterijų keitimas vis dar neįmanomas. Ličio jonų baterijos taip pat linkusios perkaisti, ypač sugadintos avarijos metu. Ir tai gali sukelti gaisrus.

Trečia, nors apie 90 % akumuliatoriaus sukauptos energijos paverčiama mechanine energija, ši energija vis tiek sumažėja iki maždaug 60 % visos tinklo energijos, sunaudojamos akumuliatoriui įkrauti. Taigi, tobulėti dar yra kur.

Įprasti elektromobilių terminai

Dažnai elektromobiliams būdingi tam tikri su EV susiję terminai ir kai kuriems tai gali būti painu. Taigi, čia yra pagrindiniai ir ką jie reiškia.

• HEV – Hibridinė elektrinė transporto priemonė. Ši transporto priemonė naudoja skystąjį kurą energijai, kuri įkrauna akumuliatorių ir varo ratus, generuoti. Negalite jo prijungti arba įkrauti iš išorės.
  
  
• EKP – Įkraunamas elektrinis automobilis. Šis terminas reiškia bet kokią transporto priemonę, kurią galite prijungti prie įkrovimo. Nesvarbu, ar jis vis tiek naudoja skystąjį kurą, ar ne.
  
  
• PHEV – Įkraunama hibridinė elektrinė transporto priemonė. PHEV sujungia skystąjį kurą ir įjungiamus šaltinius, kad generuotų savo energiją. Tai daro juos universalesnius ir padidina jų diapazoną, nes išsikrovus akumuliatoriui galite lengvai pereiti prie skystojo kuro.
  
  
• AEV – Visiškai elektra varomas automobilis. Tai bet kuri transporto priemonė, kurios galia visiškai priklauso nuo elektros. Tai apima įkraunamas transporto priemones ir tas, kurias galite tiesiog pakeisti baterijomis.

Kitos elektrinės transporto priemonės

Elektrinis mobilumas neapsiriboja vien automobiliais. Taigi, terminas „elektrinė transporto priemonė“ reiškia ir kitas transporto priemones. Štai neautomobilinės elektrinės transporto priemonės:

• Dviračiai – E-dviračiai yra brandi technologija, atsižvelgiant į jų santykinai paprastesnę konstrukciją ir galios poreikius. Jie nuolat populiarėja ir yra visų stilių, nuo kalnų, kreiserinių, krovininių, sulankstomų ir pan.
  
  
• Valtys – Elektrinės valtys ir laivai taip pat buvo prieinami daugiau nei šimtmetį. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad jūrose nėra įkrovimo stotelių, jas geriausia naudoti pakrantėse ir nedideliais atstumais. Tolimųjų reisų elektriniai laivai įmanomi tik su saulės baterijomis.
  
  Jei, pavyzdžiui, keltas turi fiksuotą maršrutą, galimi ir vežimėliai. Taigi jis gali gauti energiją iš vielos, persuktos per upę.
  
  
• lėktuvai – Elektriniai orlaiviai nuolat vystėsi dešimtmečius – buvo gaminami ir išbandomi tiek pilotuojami, tiek nepilotuojami lėktuvai. Tačiau jiems trukdo baterijų energijos tankio problemos, nes net saulės energija varomiems orlaiviams reikia baterijų.
  
  Taigi, kad komerciniai elektriniai lėktuvai taptų realybe, pasauliui reikia lengvesnės nei ličio jonų baterijos, kuri gali sukaupti vienodą arba didesnį energijos kiekį tam tikriems matmenims, o kainuoti tiek pat arba dar pigiau.
  
  
• Motociklai – Pastaruoju metu prekės ženklai nuo Piaggio iki BMW ir Harley Davidson pristatė elektrinius paspirtukus ir dviračius. „Harley LiveWire“ turi 78 kW variklį ir pasiekia 95 mylių per valandą (153 km/h) greitį. Tuo tarpu Vespa Electtrica siūlo 62 mylių (100 km) atstumą.
  
  Tačiau vienas žymus elektroninių dviračių prekės ženklas yra „Zero Motorcycles“. Jis naudoja ličio jonų maitinimo blokus 102 voltų sistemoje, kad maitintų savo 3 fazių kintamosios srovės variklius be šepetėlių. Jie gaminami gatvėse, gatvės lenktynėse ir motokroso lenktynėse.
  
  
• E formulė – Elektrinė Formulės 1 lenktynių versija. Transporto priemonės atrodo panašiai, bet jų varikliai ne riaumoja, o verkšlena.
  
  
• Traukiniai ir tramvajai – Elektriniai traukiniai ir tramvajai gyvuoja jau daug dešimtmečių. Dažniausiai naudojami viešajam transportui, jie turi tam skirtą maitinimo šaltinį. Vokietijos ICE, prancūzų TGV ir Transrapid maglev yra puikūs greitųjų elektrinių traukinių pavyzdžiai.
  
  
• Autobusai – Tam tikruose pasaulio miestuose, pavyzdžiui, Ciuriche, Šveicarijoje, taip pat rasite elektrinių autobusų su tam skirtomis elektros linijomis. Tačiau pastaraisiais metais Kinija pirmauja viešojo transporto pramonėje naudojamų elektrinių autobusų rinkoje, o šalyje veikia šimtai tūkstančių akumuliatoriais varomų autobusų.

Būsimi EV modeliai

Atrodo, kad dauguma automobilių gamintojų užsiminė apie visiškai elektrinės ateities neišvengiamumą ir todėl imasi milžiniškų žingsnių. Toliau pateikiami žymūs būsimi super sunkvežimiai, po kurių – kiti įdomūs elektromobiliai.

• „Tesla CyberTruck“. – Gerbėjai dėl to šėlsta. Tikimasi iki 2021 m. Kalėdų, jis žada neperšaunamą išorę ir ypač tvirtą nerūdijančio plieno konstrukciją. Yra 100 kub. Ft saugyklos, 7,500+ svarų vilkimo galia ir 250 mylių nuotolis.
  
  
• Hummer EV – GMC taip pat įstojo ir žada visiškai elektrinį Hummer supersunkvežimį. Šis gali vaikščioti krabais įstrižai, 100 mylių įkrauna per 10 minučių, turi 350 mylių atstumą, automatinio kreiserio funkciją, 1,000 arklio galių ir 0–60 mylių per 3 sekundes. Taip, jūs perskaitėte teisingai.
  
  
• Ford F-150 – „Ford“ taip pat žada visiškai elektrinę savo sunkvežimio F-150 versiją. Jis turėtų būti su dviem varikliais, turėti didelę bagažinę (priekinę bagažinę) ir taip pat tapti galingiausiu „Ford“ sunkvežimiu iki šiol. Gamyba ir pardavimas turėtų prasidėti 2022 m.
  
  
• „Aspark Owl“ – Japoniškas ribotos gamybos EV su keturiais varikliais ir stulbinančiu dizainu. Jis užtikrina 1,984 280 arklio galias, 249 mylių atstumą, 3.2 mylių maksimalų greitį ir skausmingą XNUMX mln.
  
  
• BMW i4 – Mažiau egzotiško dizaino nei i3, bet vis tiek itin stilingas. Iki 80 % 80 kWh akumuliatoriaus įkraunama per 35 minutes, o tikimasi, kad jo galia viršys 500 arklio galių.

Kiti būsimi automobiliai yra 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 ir daug daugiau.

Išvada – kokia ateitis

Nors niekas negali tiksliai pasakyti, kas laukia ateityje, elektromobiliai greičiausiai pasiliks. Be to, jie visada gali būti geresni.

Reikia toliau dirbti siekiant sutrumpinti įkrovimo laiką, pagerinti efektyvumą ir vieno įkrovimo atstumą, pagerinti saugumą, sukurti daugiau įkrovimo stotelių ir standartų bei sumažinti bendras elektros mobilumo išlaidas.