Elektriskie transportlīdzekļi: vēsture un nākotne

Elektriskie transportlīdzekļi nav jauni, un Tesla ir tikai viens no daudzajiem zīmoliem, kas ir īstenojuši sapni par elektrisko mobilitāti.

Elektriskais transportlīdzeklis jeb EV ir jebkurš transportlīdzeklis, kas piedziņai izmanto elektrisko enerģiju. Šo jaudu var iegūt no dažādiem avotiem, ja vien tā ir elektriska.

Elektrības izmantošana padara automašīnas vieglāk vadāmas, videi draudzīgākas, mazāk trokšņainas un kopumā ērtākas visai ģimenei.

Šajā rakstā ir sīkāk aplūkoti EV, to nozīme cilvēcei un nākotne.

Pirmie elektriskie transportlīdzekļi

Elektriskie transportlīdzekļi ir datēti ar 19. gadsimtu, kad iekšdedzes dzinējs nebija sasniedzis tādu augsto efektivitāti, kādu mēs zinām šodien. Agrākais reģistrētais elektromotors ir no Ungārijas priestera Anyoss Džedliks 1827. gadā, savukārt elektrību pirmo reizi automašīnas darbināšanai izmantoja 1835. gadā.

1838. gadā uzmanības centrā nonāca arī lokomotīves. Franča Gustava Truvē izgudrotā 5 metru Le Téléphone laiva 5.6. gadā sasniedza 1818 jūdzes stundā maksimālo ātrumu, un 1900. gadu sākumā masveidā ražoti elektriskie transportlīdzekļi kļuva par realitāti.

Tomēr tiem bija ierobežots ātrums un darbības rādiuss, taču elektrība toreiz bija daudz labāka alternatīva nekā tvaika dzinējs, kam aukstajās dienās uzsildīšanai bieži bija nepieciešama vairāk nekā pusstunda.

Svins-skābe un kolibri

Galvenais elektrisko transportlīdzekļu panākumu iemesls meklējams svina-skābes akumulatora izgudrojumā, ko 1859. gadā veica franču zinātnieks Gastons Plantē. Tehnoloģijai attīstoties, ar elektrību darbināmas automašīnas kļuva ļoti praktiskas, jo tās varēja uzlādēt pirms lietošanas.

Piemēram, Londona 1897. gadā ieguva ar akumulatoru darbināmu taksometru parku, un tos klusā, dūkojošā trokšņa dēļ tos mīļi sauca par “kolibri”. Elektriskās automašīnas kļuva tik veiksmīgas, ka līdz 1900. gadam ASV 38% automašīnu darbināja ar elektrību, 40% ar tvaiku un tikai 22% bija ar iekšdedzes dzinēju (ar benzīnu).

Tomēr tās bieži sauca par sieviešu automašīnām, jo ​​sievietes guva vislielāko labumu no to lietošanas vienkāršības. To ierobežotais diapazons un ierobežotā uzlādes stacijas pieejamība arī nozīmēja, ka tās bija visnoderīgākās kā pilsētas automašīnas.

T modelis un EV kritums

Visu šo laiku iekšdedzes dzinējs vienlīdz piedzīvoja attīstību. Tā kā ceļi paplašinājās ārpus pilsētām un pārvērtās par lielceļiem, ICE varēja pārvietoties ātrāk un tālāk, savukārt EV bieži tika ierobežots līdz 20 jūdžu stundā maksimālajam ātrumam un 40 jūdžu diapazonam.

Šī attīstība sāka noliekt mērogu par labu ICE. Tātad, kad Henrijs Fords ieviesa savu masveida ražošanas sistēmu un ieviesa Model-T, lietas sāka mainīties.

Transportlīdzekļi ar iekšdedzes dzinēju kļuva lētāki, kamēr elektrisko transportlīdzekļu attīstība stagnēja, un 1913. gadā benzīna automašīna maksāja apmēram uz pusi lētāk nekā elektriskā automašīna. Tā EV lēnām pazuda no masu tirgus, galvenokārt pateicoties Ford.

Jauns sākums

Jauni pētījumi elektrisko automobiļu tehnoloģijā atkal sākās aptuveni pagājušā gadsimta 1960. un 70. gados. Daudzi uzņēmumi šajā periodā nāca klajā ar dažādām spilgtām idejām, taču neviena no tām nebija komerciāla veiksmīga.

70. un 80. gadu enerģētikas krīze arī palīdzēja radīt lielāku spiedienu meklēt alternatīvus enerģijas un mobilitātes risinājumus. Līdz 1990. gadiem šie centieni tika virzīti uz degvielas patēriņa efektivitāti un dzinēja emisiju samazināšanu. EV joprojām tika ražoti šeit un tur, taču neviens vēl nebija guvis lielus komerciālus panākumus.

Litija joni un Tesla

Tesla Motors sāka Tesla Roadster izstrādi 2004. gadā un pirmās vienības piegādāja 2008. gadā. Tie darbojās ar litija jonu akumulatoriem — tehnoloģiju, kas tika izgudrota 1980. gados un ko galvenokārt izmantoja elektroniskajos sīkrīkos.

Šis Tesla rodsters varētu arī nobraukt līdz 200 jūdzēm (320 km) ar vienu uzlādi. Tam bija 53 kWh akumulators un 185 kW nominālais 3 fāžu maiņstrāvas motors, kas ražoja 248 zirgspēkus. Tas palīdzēja tam paātrināties no 0 līdz 60 2.9 sekundēs, lai gan tas tika ierobežots līdz 5.7 sekundēm un sasniedz 130 jūdzes stundā.

Cilvēkiem patika rodsters. Tas izskatījās forši, moderni un moderni. Tātad Tesla pārdeva tonnu tonnu, 2,450. gadā sasniedzot 2012 vienības, un pārējais ir vēsture.

Problēma ar elektromobiļiem

Vienīgā lielākā problēma ar elektriskajiem automobiļiem ir enerģijas pārnesamība. Tas ir, enerģijas ražošanas vai uzglabāšanas sistēma, kas ir pietiekami kompakta, lai ietilptu gandrīz visur, bet joprojām ražo pietiekami daudz enerģijas simtiem, ja ne tūkstošiem jūdžu.

Divi galvenie lietojumi šeit ir ūdeņraža šūnu ģenerators un akumulatora uzglabāšana. Abām tehnoloģijām salīdzinājumā ar otru ir savas priekšrocības un trūkumi.

Degvielas elementi, kas darbojas ar ūdeņradi un ražo pietiekami daudz jaudas, lai pārvietotu automašīnas, ir demonstrēti, taču tie vēl nav praktiski. To galvenais trūkums ir kurināmā elementu ģeneratora augstās izmaksas, kuru ražošanai nepieciešami reti un dārgi materiāli. Tas padara degvielas elementu nākotni drūmu, salīdzinot ar akumulatora uzglabāšanu. Tomēr ūdeņraža vilcieni un citi specializēti izmantošanas gadījumi varētu izrādīties praktiskāki.

Attiecībā uz akumulatoriem uzlādējamo elektrisko transportlīdzekļu atdzimšana notika, uzlabojot uzglabāšanas tehnoloģiju. Bet, neskatoties uz litija jonu akumulatora daudzajiem uzlabojumiem un attīstību, joprojām pastāv dažas problēmas.

Piemēram, akumulatoru nomaiņa joprojām nav iespējama lielākajai daļai elektrisko automašīnu, ņemot vērā to izmēru. Litija jonu akumulatori mēdz arī pārkarst, īpaši, ja tie tiek bojāti avārijā. Un tas var izraisīt ugunsgrēkus.

Treškārt, lai gan aptuveni 90% no akumulatora uzkrātās enerģijas tiek pārveidoti mehāniskajā enerģijā, šī enerģija joprojām ir aptuveni 60% no kopējās tīkla enerģijas, kas tiek izmantota akumulatora uzlādēšanai. Tātad vēl ir kur uzlaboties.

Izplatīti elektrisko transportlīdzekļu termini

Jūs bieži atradīsit noteiktus ar EV saistītus terminus ap elektriskajām automašīnām, un tas dažiem var radīt neskaidrības. Tātad, šeit ir galvenie un to nozīme.

• HEV - Hibrīda elektriskā automašīna. Šis transportlīdzeklis izmanto šķidro degvielu, lai radītu enerģiju, kas uzlādē tā akumulatoru un darbina riteņus. To nevar pievienot vai uzlādēt ārēji.
  
  
• EKP – Pieslēdzams elektromobilis. Šis termins attiecas uz jebkuru transportlīdzekli, kuru var pievienot uzlādēšanai. Nav svarīgi, vai tas joprojām izmanto šķidro degvielu vai nē.
  
  
• PHEV – Pieslēdzams hibrīda elektriskais transportlīdzeklis. PHEV apvieno šķidro degvielu un pievienojamās enerģijas avotus, lai radītu savu enerģiju. Tas padara tos daudzpusīgākus un paplašina to darbības rādiusu, jo jūs varat viegli pārslēgties uz šķidro degvielu, kad akumulators ir izlādējies.
  
  
• AEV - Pilnīgi elektrisks transportlīdzeklis. Tas ir jebkurš transportlīdzeklis, kura jauda ir pilnībā atkarīga no elektrības. Tas ietver transportlīdzekļus ar spraudni un tos, kuru akumulatorus varat vienkārši nomainīt.

Citi elektriskie transportlīdzekļi

Elektriskā mobilitāte neaprobežojas tikai ar automašīnām. Tātad termins “elektriskais transportlīdzeklis” apzīmē arī citus pārvietošanās veidus. Šeit ir elektriskie transportlīdzekļi, kas nav paredzēti automašīnām:

• Velosipēdi – E-velosipēdi ir nobriedusi tehnoloģija, ņemot vērā to salīdzinoši vienkāršāku uzbūvi un vajadzības pēc jaudas. Tie pastāvīgi gūst arvien lielāku popularitāti un ir pieejami visos stilos, sākot no kalnu, kreiseru, kravas, salokāmu utt.
  
  
• Laivas – Jau vairāk nekā gadsimtu ir pieejamas arī elektriskās laivas un kuģi. Taču, ņemot vērā uzlādes staciju trūkumu jūrās, tās vislabāk var izmantot krasta līnijās un nelielos attālumos. Tālbraucienu elektriskās laivas ir iespējamas tikai ar saules paneļiem.
  
  Ir iespējami arī ratiņi, ja, piemēram, prāmim ir noteikts maršruts. Tātad tas var saņemt savu jaudu no stieples, kas vērta pāri upei.
  
  
• lidmašīnas – Elektriskās lidmašīnas ir piedzīvojušas stabilu attīstību gadu desmitiem, un tiek būvētas un pārbaudītas gan pilotētas, gan bezpilota lidmašīnas. Tomēr tos apgrūtina akumulatoru enerģijas blīvuma problēmas, jo pat ar saules enerģiju darbināmām lidmašīnām ir nepieciešamas baterijas.
  
  Tātad, lai elektriskās komerciālās lidmašīnas kļūtu par realitāti, pasaulei ir nepieciešams vieglāks akumulators nekā litija jonu akumulators, kas var uzglabāt vienādu vai lielāku enerģijas daudzumu noteiktos izmēros, vienlaikus maksājot tikpat vai pat lētāk.
  
  
• Motocikli – Zīmoli no Piaggio līdz BMW un Harley Davidson pēdējā laikā ir atklājuši elektriskos skrejriteņus un velosipēdus. Harley LiveWire ir aprīkots ar 78 KW motoru, un tā maksimālais ātrums ir 95 jūdzes stundā (153 km/h). Kamēr Vespa Electtrica piedāvā 62 jūdžu (100 km) darbības rādiusu.
  
  Tomēr viens ievērojams e-velosipēdu zīmols ir Zero Motorcycles. Tas izmanto litija jonu barošanas blokus 102 voltu sistēmā, lai darbinātu bezsuku 3 fāžu maiņstrāvas motorus. Tie ir paredzēti izmantošanai ielu, ielu sacīkstēs un motokrosa sacīkšu variantos.
  
  
• E formula – Formula 1 sacīkšu elektriskā versija. Transportlīdzekļi izskatās līdzīgi, taču to dzinēji nerūc, bet čīkst.
  
  
• Vilcieni un tramvaji – Elektriskie vilcieni un tramvaji pastāv jau daudzus gadu desmitus. Lielākoties izmanto sabiedriskajam transportam, tiem ir speciāls barošanas avots. Vācijas ICE, franču TGV un Transrapid maglev ir lieliski ātrgaitas elektrisko vilcienu piemēri.
  
  
• autobusi – Dažās pasaules pilsētās, piemēram, Cīrihē, Šveicē, jūs atradīsiet arī elektriskos autobusus ar īpašām elektropārvades līnijām. Tomēr pēdējos gados Ķīna ir vadošā elektrisko autobusu ražošanā sabiedriskā transporta nozarē, un valstī darbojas simtiem tūkstošu ar baterijām darbināmu autobusu.

Gaidāmie EV modeļi

Šķiet, ka lielākā daļa autoražotāju ir pamanījuši pilnībā elektriskas nākotnes neizbēgamību un tāpēc sper milzu soļus. Tālāk ir norādītas ievērojamas gaidāmās super kravas automašīnas, kam seko citi interesanti EV.

• Tesla CyberTruck – Fani par šo trako. Sagaidāms līdz 2021. gada Ziemassvētkiem, tas sola ložu necaurlaidīgu ārpusi ar īpaši izturīgu nerūsējošā tērauda konstrukciju. Ir 100 kub. Ft krātuve, vairāk nekā 7,500 mārciņu vilkšanas jauda un 250 jūdžu darbības rādiuss.
  
  
• Hummer EV – Arī GMC ir ielēcis trasē un sola pilnībā elektrisku Hummer superkravu. Šis var staigāt ar krabjiem pa diagonāli, uzlādē 100 jūdzes 10 minūtēs, tam ir 350 jūdžu darbības rādiuss, automātiskā kreisera funkcija, 1,000 zirgspēku jauda un 0–60 jūdzes stundā 3 sekundēs. Jā, jūs izlasījāt pareizi.
  
  
• Ford F-150 – Ford sola arī pilnībā elektrisko F-150 kravas automašīnas versiju. Tam vajadzētu būt aprīkots ar diviem motoriem, lielu bagāžnieku (priekšējais bagāžnieks), un tam vajadzētu kļūt par līdz šim jaudīgāko Ford kravas automašīnu. Ražošanai un tirdzniecībai jāsākas 2022. gadā.
  
  
• Aspark Pūce - Japāņu ierobežotas ražošanas EV ar četriem motoriem un nevainojamu dizainu. Tas nodrošina 1,984 zirgspēkus, 280 jūdžu darbības rādiusu, 249 jūdžu maksimālo ātrumu un sāpīgu 3.2 miljonu dolāru cenu.
  
  
• BMW i4 – Mazāk eksotisks dizains nekā i3, taču joprojām superstilīgs. Tas nodrošinās līdz pat 80% 80 kWh akumulatora uzlādi 35 minūtēs, un paredzams, ka tas nodrošinās līdz 500 zirgspēkiem.

Citi gaidāmie transportlīdzekļi ietver 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 un daudzus citus.

Secinājums - kāda ir nākotne

Lai gan neviens nevar droši pateikt, kāda būs nākotne, elektriskie transportlīdzekļi, visticamāk, ir šeit, lai paliktu. Turklāt viņi vienmēr var kļūt labāki.

Ir jāturpina darbs, lai samazinātu uzlādes laiku, uzlabotu efektivitāti un uzlādes diapazonu, uzlabotu drošību, izstrādātu vairāk uzlādes staciju un standartu un samazinātu elektriskās mobilitātes kopējās izmaksas.