Veicoli elettrici: storia e futuro

I veicoli elettrici non sono nuovi e Tesla è solo uno dei tanti marchi che hanno perseguito il sogno della mobilità elettrica.

Un veicolo elettrico o EV è qualsiasi veicolo che utilizza l'energia elettrica per la propulsione. Quel potere potrebbe provenire da una vasta gamma di fonti, purché sia ​​elettrico.

L'uso dell'elettricità rende le auto più facili da guidare, più rispettose dell'ambiente, meno rumorose e nel complesso più comode per tutta la famiglia.

Questo post esamina più da vicino i veicoli elettrici, cosa significano per l'umanità e cosa riserva il futuro.

I primi veicoli elettrici

I veicoli elettrici risalgono al 19° secolo quando il motore a combustione interna non aveva raggiunto l'elevata efficienza che conosciamo oggi. Il primo motore elettrico registrato è del sacerdote ungherese Anyos Jedlik nel 1827, mentre il primo utilizzo dell'elettricità per alimentare un'auto risale al 1835.

Anche le locomotive vennero alla ribalta nel 1838. La barca Le Telephone di 5 metri inventata dal francese Gustave Trouve raggiunse una velocità massima di 5,6 mph nel 1818 e all'inizio del 1900 i veicoli elettrici prodotti in serie erano una realtà.

Tuttavia, avevano velocità e autonomia limitate, ma l'elettricità era un'alternativa molto migliore all'epoca rispetto al motore a vapore, che spesso richiedeva più di mezz'ora per riscaldarsi nelle giornate fredde.

Piombo-acido e colibrì

La ragione principale del successo del veicolo elettrico può essere fatta risalire all'invenzione della batteria al piombo da parte di Gaston Plante, uno scienziato francese, nel 1859. E con lo sviluppo della tecnologia, ha portato le auto elettriche ad essere molto pratiche perché si poteva caricarli prima dell'uso.

Londra, ad esempio, nel 1897 aveva una flotta di taxi alimentati a batteria e venivano affettuosamente chiamati "Colibrì" per il loro rumore silenzioso e ronzante. Le auto elettriche ebbero un tale successo che nel 1900, il 38% delle auto negli Stati Uniti erano alimentate da elettricità, il 40% da vapore e solo il 22% aveva un motore a combustione interna (a benzina).

Tuttavia, venivano spesso chiamate auto da donna, perché le donne traevano il massimo vantaggio dalla loro facilità d'uso. La loro portata limitata e la disponibilità limitata delle stazioni di ricarica significavano anche che erano molto utili come city car.

Il modello T e la caduta dei veicoli elettrici

Il motore a combustione interna è stato ugualmente in fase di sviluppo per tutto questo tempo. E man mano che le strade si espandevano al di fuori delle città e si trasformavano in autostrade, gli ICE potevano viaggiare più velocemente e più lontano, mentre i veicoli elettrici erano spesso limitati a una velocità massima di 20 mph e un'autonomia di 40 miglia.

Questo sviluppo ha iniziato a inclinare la scala a favore dell'ICE. Così, quando Henry Ford ha introdotto il suo sistema di produzione di massa e ha dato vita alla Model-T, le cose hanno iniziato a cambiare.

I veicoli con motore a combustione interna stavano diventando più economici mentre lo sviluppo dei veicoli elettrici ristagnava e nel 1913 un'auto a benzina costava circa la metà del prezzo di un'auto elettrica. È così che i veicoli elettrici sono lentamente scomparsi dal mercato di massa, grazie soprattutto a Ford.

Un nuovo inizio

La nuova ricerca sulla tecnologia delle auto elettriche è ripresa intorno agli anni '60 e '70. Molte aziende hanno avuto diverse idee brillanti in questo periodo, ma nessuna è stata un successo commerciale.

La crisi energetica degli anni '70 e '80 ha anche contribuito a creare una maggiore pressione sulla ricerca di soluzioni energetiche e di mobilità alternative. Questi sforzi si sono spostati sull'efficienza del carburante e sulla riduzione delle emissioni del motore negli anni '90. I veicoli elettrici venivano ancora prodotti qua e là, ma nessuno era ancora un grande successo commerciale.

Gli ioni di litio e la Tesla

Tesla Motors ha iniziato lo sviluppo della Tesla Roadster nel 2004 e ha consegnato le prime unità nel 2008. Funzionavano con batterie agli ioni di litio, una tecnologia inventata negli anni '80 e utilizzata principalmente nei gadget elettronici.

Questo roadster Tesla potrebbe anche viaggiare fino a 200 miglia (320 km) per carica. Presentava un pacco batteria da 53 kWh e un motore CA trifase da 185 kW che produceva 248 cavalli. Ciò lo ha aiutato ad accelerare da 0 a 60 in 2,9 secondi, anche se è stato limitato a 5,7 secondi e raggiunge i 130 mph.

La gente amava la Roadster. Sembrava bello, moderno e alla moda. Quindi, Tesla ne ha vendute una tonnellata, raggiungendo 2.450 unità nel 2012 e il resto è storia.

Il problema delle auto elettriche

Il problema più grande con le auto elettriche è la portabilità dell'energia. Cioè, un sistema di generazione o accumulo di energia che è abbastanza compatto da adattarsi quasi ovunque, ma produce comunque energia sufficiente per centinaia, se non migliaia, di miglia.

Due delle principali applicazioni qui sono il generatore di celle a idrogeno e lo stoccaggio della batteria. Entrambe le tecnologie hanno vantaggi e svantaggi l'una rispetto all'altra.

Le celle a combustibile che funzionano a idrogeno e producono energia sufficiente per spostare le auto sono state dimostrate, ma non sono ancora pratiche. Il loro principale svantaggio è l'alto costo del generatore a celle a combustibile, che richiede materiali rari e costosi per la produzione. Questo rende il futuro delle celle a combustibile deprimente rispetto allo stoccaggio della batteria. Tuttavia, i treni a idrogeno e altri casi d'uso specializzati potrebbero rivelarsi più pratici.

Per le batterie, la rinascita dei veicoli elettrici ricaricabili è arrivata con miglioramenti nella tecnologia di accumulo. Ma nonostante i numerosi miglioramenti e lo sviluppo della batteria agli ioni di litio, ci sono ancora alcuni problemi.

La sostituzione della batteria, ad esempio, non è ancora possibile con la maggior parte delle auto elettriche, date le loro dimensioni. Anche le batterie agli ioni di litio tendono a surriscaldarsi, specialmente se danneggiate in un incidente. E questo può portare a incendi.

In terzo luogo, mentre circa il 90% dell'energia immagazzinata da una batteria viene convertita in energia meccanica, questa energia si riduce ancora a circa il 60% dell'energia totale della rete utilizzata per ricaricare la batteria. Quindi, c'è ancora spazio per migliorare.

Termini comuni dei veicoli elettrici

Troverai spesso alcuni termini relativi ai veicoli elettrici lanciati intorno alle auto elettriche e questo potrebbe creare confusione per alcuni. Quindi, ecco i principali e cosa significano.

• HEV – Veicolo elettrico ibrido. Questo veicolo utilizza carburante liquido per generare l'energia che carica la batteria e aziona le ruote. Non è possibile collegarlo o caricarlo esternamente.
  
  
• PEV – Veicolo elettrico plug-in. Questo termine si riferisce a qualsiasi veicolo che è possibile collegare per la ricarica. Non importa se utilizza ancora carburante liquido o meno.
  
  
• PHEV – Veicolo elettrico ibrido plug-in. I PHEV combinano carburante liquido e fonti plug-in per generare la loro energia. Questo li rende più versatili e ne estende l'autonomia, poiché puoi facilmente passare al carburante liquido una volta che la batteria si esaurisce.
  
  
• AEV – Veicolo completamente elettrico. Questo è qualsiasi veicolo che dipende interamente dall'elettricità per l'energia. Ciò include i veicoli plug-in e quelli che puoi semplicemente sostituire le batterie.

Altri veicoli elettrici

La mobilità elettrica non si limita alle sole auto. Quindi, il termine "veicolo elettrico" sta anche per altri mezzi di trasporto. Ecco i veicoli elettrici non auto:

• Biciclette - Le e-bike sono una tecnologia matura, data la loro costruzione relativamente semplice e le loro esigenze di alimentazione. Stanno costantemente guadagnando popolarità e sono disponibili in tutti gli stili, da montagna, incrociatore, cargo, pieghevole e così via.
  
  
• Barche – Da oltre un secolo sono disponibili anche barche e navi elettriche. Ma data la mancanza di stazioni di ricarica in mare aperto, sono meglio utilizzate intorno alle coste e per brevi distanze. Le barche elettriche a lunga distanza sono possibili solo con pannelli solari.
  
  Sono possibili anche le barche a filo, ad esempio se un traghetto ha una rotta fissa. Quindi può ricevere la sua energia da un filo teso attraverso il fiume.
  
  
• Aeroplani - Gli aerei elettrici hanno visto uno sviluppo costante per decenni, con aerei sia con equipaggio che senza pilota costruiti e testati. Tuttavia, sono ostacolati dai problemi di densità energetica delle batterie, poiché anche gli aerei a energia solare richiedono batterie.
  
  Quindi, affinché gli aerei commerciali elettrici diventino una realtà, il mondo ha bisogno di una batteria più leggera rispetto agli ioni di litio, che può immagazzinare una quantità uguale o superiore di energia per determinate dimensioni, pur costando lo stesso o addirittura più economica.
  
  
• Moto – Marchi da Piaggio a BMW e Harley Davidson hanno presentato scooter e biciclette elettriche negli ultimi tempi. L'Harley LiveWire è dotato di un motore da 78 KW e raggiunge i 153 km/h (95 mph). Mentre Vespa Electtrica offre un'autonomia di 62 miglia (100 km).
  
  Un notevole marchio di e-bike, tuttavia, è Zero Motorcycles. Utilizza alimentatori agli ioni di litio in un sistema da 102 Volt per alimentare i suoi motori CA trifase senza spazzole. Sono costruiti in varianti per uso stradale, corse su strada e corse di motocross.
  
  
• Formula E – La versione elettrica delle corse di Formula 1. I veicoli sembrano simili, ma i loro motori non ruggiscono, si lamentano.
  
  
• Treni e tram : i treni elettrici e i tram esistono da molti decenni. Utilizzate principalmente per il trasporto pubblico, dispongono di un'alimentazione dedicata. Il tedesco ICE, il francese TGV e il Transrapid maglev sono esempi perfetti di treni elettrici ad alta velocità.
  
  
• Autobus – Troverai anche autobus elettrici con linee elettriche dedicate in alcune città del mondo come Zurigo, in Svizzera. Negli ultimi anni, tuttavia, la Cina è leader negli autobus elettrici per il settore dei trasporti pubblici con centinaia di migliaia di autobus a batteria che operano nel paese.

Prossimi modelli di veicoli elettrici

La maggior parte delle case automobilistiche sembra aver cancellato l'inevitabilità di un futuro completamente elettrico e stanno facendo passi da gigante, quindi. Di seguito sono riportati importanti super camion in arrivo, seguiti da altri interessanti veicoli elettrici.

• Tesla CyberTruck – I fan ne sono entusiasti. Previsto per Natale 2021, promette un esterno a prova di proiettile, caratterizzato da una struttura in acciaio inossidabile extra resistente. Ci sono 100 cu. Piedi di stoccaggio, oltre 7.500 libbre di capacità di traino e un'autonomia di 250 miglia.
  
  
• Hummer EV – Anche GMC è salito sul carro del vincitore e promette un super camion Hummer completamente elettrico. Questo può camminare a granchio in diagonale, carica per 100 miglia in 10 minuti, ha una gamma di 350 miglia, funzione di auto-cruiser, 1.000 cavalli e 0-60 mph in 3 secondi netti. Sì, avete letto bene.
  
  
• Ford F-150 – Ford promette anche una versione completamente elettrica del suo camion F-150. Dovrebbe essere dotato di doppi motori, presentare un grande frunk (baule anteriore) e diventare ugualmente il camion Ford più potente fino ad oggi. La produzione e le vendite dovrebbero iniziare nel 2022.
  
  
• Aspark Owl - EV giapponese a produzione limitata con quattro motori e un design killer. Offre 1.984 cavalli, 280 miglia di autonomia, 249 miglia di velocità massima e un doloroso prezzo di $ 3,2 milioni.
  
  
• BMW i4 – Design meno esotico della i3, ma comunque super elegante. Sarà caratterizzato da una ricarica fino all'80% della sua batteria da 80 kWh in 35 minuti e dovrebbe fornire fino a 500 cavalli.

Altri veicoli in arrivo includono 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, e tanti altri.

Conclusione – Cosa riserva il futuro

Anche se nessuno può dire con certezza cosa riserva il futuro, i veicoli elettrici sono molto probabilmente qui per restare. Inoltre, possono sempre migliorare.

Sono necessari ulteriori lavori per ridurre i tempi di ricarica, migliorare l'efficienza e l'autonomia per ricarica, migliorare la sicurezza, sviluppare più stazioni di ricarica e standard e ridurre il costo complessivo della mobilità elettrica.