Vehicule electrice: istorie și viitor

Vehiculele electrice nu sunt noi, iar Tesla este doar una dintre multele mărci care și-au urmărit visul mobilității electrice.

Un vehicul electric sau EV este orice vehicul care utilizează energie electrică pentru propulsie. Acea putere poate proveni dintr-o gamă largă de surse, atâta timp cât este electrică.

Utilizarea energiei electrice face mașinile mai ușor de condus, mai ecologice, mai puțin zgomotoase și, în general, mai confortabile pentru întreaga familie.

Această postare analizează mai atent vehiculele electrice, ce înseamnă ele pentru umanitate și ce ne rezervă viitorul.

Primele vehicule electrice

Vehiculele electrice datează din secolul al XIX-lea, când motorul cu ardere internă nu atinsese randamentul ridicat pe care îl cunoaștem astăzi. Cel mai vechi motor electric înregistrat este de la preotul maghiar Anyos Jedlik în 1827, în timp ce prima utilizare a electricității pentru a alimenta o mașină a avut loc în 1835.

Locomotivele au intrat, de asemenea, în centrul atenției în 1838. Barca Le Telephone de 5 metri, inventată de francezul Gustave Trouve, a atins o viteză maximă de 5,6 mph în 1818, iar la începutul anilor 1900, vehiculele electrice produse în serie erau o realitate.

Cu toate acestea, erau limitate ca viteză și rază de acțiune, dar electricitatea era o alternativă mult mai bună pe atunci decât era motorul cu abur, care necesita adesea peste o jumătate de oră pentru a se încălzi în zilele reci.

Păsări de plumb și colibri

Motivul major al succesului vehiculului electric poate fi urmărit până la inventarea bateriei cu plumb-acid de către Gaston Plante, un om de știință francez, în 1859. Și, pe măsură ce tehnologia s-a dezvoltat, aceasta a condus la mașinile alimentate electric să fie foarte practice, deoarece ai putea încărcați-le înainte de utilizare.

Londra, de exemplu, a primit o flotă de taxiuri alimentate cu baterii în 1897 și au fost numiți cu drag „Hummingbirds” pentru zgomotul lor liniștit și bâzâit. Mașinile electrice au avut atât de mult succes încât până în 1900, 38% dintre mașinile din Statele Unite erau alimentate cu energie electrică, 40% cu abur și doar 22% aveau un motor cu ardere internă (alimentat cu benzină).

Cu toate acestea, ele erau adesea denumite mașini pentru femei, deoarece femeile au beneficiat cel mai mult de ușurința lor de utilizare. Autonomia lor limitată și disponibilitatea limitată a stației de încărcare au însemnat, de asemenea, că au fost cele mai utile ca mașini de oraș.

Modelul T și căderea vehiculelor electrice

Motorul cu ardere internă a experimentat la fel de dezvoltare în tot acest timp. Și pe măsură ce drumurile s-au extins în afara orașelor și s-au transformat în autostrăzi, ICE-urile puteau călători mai repede și mai departe, în timp ce vehiculele electrice erau adesea limitate la o viteză maximă de 20 mph și o autonomie de 40 mile.

Această dezvoltare a început să încline scara în favoarea ICE. Așadar, atunci când Henry Ford și-a introdus sistemul de producție în masă și a dat naștere Model-T, lucrurile au început să se schimbe.

Vehiculele cu motor cu ardere internă deveneau mai ieftine, în timp ce dezvoltarea vehiculelor electrice a stagnat, iar până în 1913, o mașină pe benzină costa aproximativ jumătate din prețul unei mașini electrice. Așa au dispărut încet-încet vehiculele electrice de pe piața de masă, în principal datorită lui Ford.

Un nou început

Noi cercetări în tehnologia mașinilor electrice au început din nou în jurul anilor 1960 și 70. Multe companii au venit cu idei luminoase diferite în această perioadă, dar niciuna nu a fost un succes comercial.

Criza energetică din anii 70 și 80 a contribuit, de asemenea, la crearea unei presiuni mai mari asupra găsirii de energie alternative și soluții de mobilitate. Aceste eforturi s-au mutat către eficiența consumului de combustibil și emisiile mai mici ale motorului până în anii 1990. Vehiculele electrice erau încă fabricate ici și colo, dar niciuna nu a fost încă un succes comercial major.

Litiu-Ion și Tesla

Tesla Motors a început dezvoltarea Tesla Roadster în 2004 și a livrat primele unități în 2008. Funcționau cu baterii Litiu-ion, o tehnologie inventată în anii 1980 și folosită în principal în gadget-uri electronice.

Acest roadster Tesla ar putea parcurge, de asemenea, până la 200 mile (320 km) per încărcare. Dispunea de un acumulator de 53 kWh și de un motor AC trifazat de 185 kW, care producea 248 de cai putere. Acest lucru l-a ajutat să accelereze de la 0 la 60 în 2,9 secunde, deși a fost limitat la 5,7 secunde și depășește la 130 mph.

Oamenii iubeau Roadsterul. Arăta cool, modern și la modă. Deci, Tesla a vândut o tonă dintre ele, ajungând la 2.450 de unități în 2012, iar restul este istorie.

Problema cu mașinile electrice

Cea mai mare problemă cu mașinile electrice este portabilitatea energiei. Adică, un sistem de generare sau stocare a energiei care este suficient de compact pentru a se potrivi aproape peste tot, dar totuși produce suficientă energie pentru sute, dacă nu mii, de mile.

Două aplicații majore aici sunt generatorul de celule de hidrogen și stocarea bateriei. Ambele tehnologii au avantajele și dezavantajele lor una față de cealaltă.

Pile de combustie care funcționează cu hidrogen și produc suficientă putere pentru a muta mașinile au fost demonstrate, dar nu sunt încă practice. Dezavantajul lor major este costul ridicat al generatorului cu celule de combustibil, care necesită materiale rare și scumpe pentru a produce. Acest lucru face ca viitorul celulei de combustibil să pară sumbru în comparație cu stocarea bateriei. Cu toate acestea, trenurile cu hidrogen și alte cazuri de utilizare specializate s-ar putea dovedi mai practice.

Pentru baterii, renașterea vehiculelor electrice reîncărcabile a venit cu îmbunătățiri ale tehnologiei de stocare. Dar, în ciuda numeroaselor îmbunătățiri și dezvoltării bateriei cu litiu-ion, există încă câteva probleme.

Schimbarea bateriei, de exemplu, nu este încă posibilă cu majoritatea mașinilor electrice, având în vedere dimensiunea lor. Bateriile cu litiu-ion tind, de asemenea, să se supraîncălzească, mai ales atunci când sunt deteriorate într-un accident. Și asta poate duce la incendii.

În al treilea rând, în timp ce aproximativ 90% din energia stocată dintr-o baterie este convertită în energie mecanică, această energie încă se reduce la aproximativ 60% din energia totală a rețelei utilizată la reîncărcarea bateriei. Deci, mai este loc de îmbunătățire.

Termeni uzuali pentru vehicule electrice

Veți găsi adesea anumiți termeni legați de EV aruncați în jurul mașinilor electrice și acest lucru ar putea fi confuz pentru unii. Deci, iată principalele și ce înseamnă.

• HEV – vehicul electric hibrid. Acest vehicul folosește combustibil lichid pentru a genera energia care își încarcă bateria și alimentează roțile. Nu îl puteți conecta sau încărca extern.
  
  
• PEV – Vehicul electric cu priză. Acest termen se referă la orice vehicul pe care îl puteți conecta pentru reîncărcare. Nu contează dacă mai folosește sau nu combustibil lichid.
  
  
• PHEV – Vehicul electric hibrid plug-in. PHEV-urile combină combustibilul lichid și sursele plug-in pentru a-și genera energia. Acest lucru le face mai versatile și le extinde autonomia, deoarece puteți trece cu ușurință la combustibil lichid odată ce bateria este descărcată.
  
  
• AEV – Vehicul integral electric. Acesta este orice vehicul care depinde în întregime de electricitate pentru putere. Acestea includ vehiculele plug-in și cele pe care le puteți schimba doar bateriile.

Alte vehicule electrice

Mobilitatea electrică nu se limitează doar la mașini. Deci, termenul „vehicul electric” înseamnă și alte mijloace de transport. Iată vehicule electrice care nu sunt auto:

• Biciclete – Bicicletele electrice sunt o tehnologie matură, având în vedere construcția relativ mai simplă și nevoile de putere. Ele câștigă în mod constant în popularitate și sunt disponibile în toate stilurile, de la munte, cruiser, cargo, pliabile și așa mai departe.
  
  
• Bărci – Bărci și nave electrice sunt, de asemenea, disponibile de peste un secol. Dar, având în vedere lipsa stațiilor de încărcare în mare, acestea sunt cel mai bine folosite pe țărm și pe distanțe scurte. Bărcile electrice pe distanțe lungi sunt posibile numai cu panouri solare.
  
  Cărucioarele sunt, de asemenea, posibile, dacă un feribot are o rută fixă, de exemplu. Așa că își poate primi puterea de la un fir întors peste râu.
  
  
• Avioane – Avioanele electrice au cunoscut o dezvoltare constantă de zeci de ani, atât cu avioane cu pilot, cât și fără pilot construite și testate. Ele sunt, totuși, împiedicate de problemele legate de densitatea energiei bateriilor, deoarece chiar și aeronavele alimentate cu energie solară necesită baterii.
  
  Așadar, pentru ca avioanele comerciale electrice să devină o realitate, lumea are nevoie de o baterie mai ușoară decât litiu-ion, care să poată stoca o cantitate egală sau mai mare de energie pe dimensiuni date, în timp ce costă la fel sau fiind chiar mai ieftină.
  
  
• Motociclete – Mărcile de la Piaggio la BMW și Harley Davidson au dezvăluit scutere și biciclete electrice în ultima vreme. Harley LiveWire are un motor de 78 KW și atinge o viteză maximă de 95 mph (153 km/h). În timp ce Vespa Electrica oferă o autonomie de 62 mile (100 km).
  
  Cu toate acestea, o marcă notabilă de biciclete electrice este Zero Motorcycles. Utilizează blocuri de alimentare cu litiu-ion într-un sistem de 102 volți pentru a alimenta motoarele sale trifazate fără perii. Sunt construite în variante de utilizare pe stradă, curse stradale și curse de motocross.
  
  
• Formula E – versiunea electrică a curselor de Formula 1. Vehiculele arată asemănător, dar motoarele lor nu răcnesc, se strică.
  
  
• Trenuri și tramvaie – Trenurile și tramvaiele electrice există de mai multe decenii. Folosite mai ales pentru transportul public, au o sursă de alimentare dedicată. ICE german, TGV-ul francez și maglev-ul Transrapid sunt exemple perfecte de trenuri electrice de mare viteză.
  
  
• Autobuze – Veți găsi, de asemenea, autobuze electrice cu linii electrice dedicate în anumite orașe ale lumii, cum ar fi Zurich, Elveția. În ultimii ani însă, China este lider în domeniul autobuzelor electrice pentru industria transportului public, cu sute de mii de autobuze alimentate cu baterii care operează în țară.

Modele EV viitoare

Majoritatea producătorilor de automobile par să fi ignorat inevitabilitatea unui viitor complet electric și, prin urmare, fac pași uriași. Următoarele sunt super-camioanele viitoare notabile, urmate de alte vehicule electrice interesante.

• Tesla CyberTruck – Fanii sunt entuziasmați de acesta. Așteptată de Crăciun 2021, promite un exterior rezistent la glonț, cu o construcție din oțel inoxidabil foarte dur. Există 100 cu. Ft de stocare, 7.500+ lbs capacitate de remorcare și o autonomie de 250 mile.
  
  
• Hummer EV – GMC s-a urcat, de asemenea, pe val și promite un super camion Hummer complet electric. Acesta poate merge în diagonală, se încarcă pentru 100 de mile în 10 minute, are o autonomie de 350 de mile, caracteristică auto-cruiser, 1.000 de cai putere și 0-60 mph în 3 secunde. Da, ai citit bine.
  
  
• Ford F-150 – Ford promite, de asemenea, o versiune complet electrică a camionului său F-150. Ar trebui să vină cu motoare duble, să aibă un trunk mare (portbagajul față) și să devină, în egală măsură, cel mai puternic camion Ford de până acum. Producția și vânzările ar trebui să înceapă în 2022.
  
  
• Aspark Owl – EV japonez de producție limitată cu patru motoare și un design ucigaș. Oferă 1.984 de cai putere, autonomie de 280 de mile, viteză maximă de 249 de mile și un preț dureros de 3,2 milioane de dolari.
  
  
• BMW i4 – Design mai puțin exotic decât i3, dar totuși super stilat. Acesta va oferi până la 80% încărcare a bateriei sale de 80 kWh în 35 de minute și este de așteptat să livreze mai mult de 500 de cai putere.

Alte vehicule viitoare includ 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, si multe altele.

Concluzie – Ce ne rezervă viitorul

Deși nimeni nu poate spune cu siguranță ce ne rezervă viitorul, vehiculele electrice sunt cel mai probabil aici pentru a rămâne. În plus, se pot îmbunătăți întotdeauna.

Sunt necesare eforturi suplimentare pentru a reduce timpii de încărcare, a îmbunătăți eficiența și autonomia per încărcare, a îmbunătăți siguranța, a dezvolta mai multe stații și standarde de încărcare și a reduce costul total al mobilității electrice.