Электромобили: краткий урок истории

Электромобили: краткий урок истории

Считаете, что электромобили — это мода 21 века? Неа! История электромобилей насчитывает почти два столетия.

Первые электромобили разделяли дорогу с конными и паровыми экипажами в течение многих лет, прежде чем на сцене появились автомобили с бензиновым двигателем, и их популярность росла по мере того, как достижения в области аккумуляторных технологий и растущая доступность электричества делали их еще более удобными. работать.

Широкая доступность недорогого газа в начале 20-го века помогла вытеснить электромобили из общественного сознания, но различные автопроизводители продолжали работать над соответствующими технологиями на протяжении многих лет. Благодаря дальнейшим достижениям в области аккумуляторных технологий и стремлению снизить выбросы транспортных средств, современный электромобиль был готов возродиться на рубеже 21 века.

Первые электромобили

Электромобили краткий урок истории 2
Алекс Дос Диас

Электромобили прошли долгий и извилистый путь на протяжении двух столетий. Трудно точно определить, где начинается история электромобилей, но основная идея возникла сразу же вместе с первыми электромоторами.

1828–1839 гг.

Венгерскому физику Аниосу Едлику приписывают создание некоторых из первых практических двигателей постоянного тока около 1827 года, а к 1828 году он использовал один из своих ранних электродвигателей для создания того, что можно было бы назвать модельным электромобилем.

Где-то между 1832 и 1839 годами шотландский изобретатель Роберт Андерсон придумал идею раннего электромобиля. Детали скудны, но дизайн страдает от серьезной проблемы, которая не будет решена в течение некоторого времени: ограниченного заряда батареи. В электромобиле Андерсона использовались неперезаряжаемые батареи, что ограничивало практичность такого транспортного средства.

Поезда, спроектированные примерно в 1830-х годах, могли перевозить тяжелые батареи и даже получать электроэнергию от электрифицированных путей, но меньшим пассажирским транспортным средствам приходилось ждать, пока технология аккумуляторов наверстает упущенное.

1859–1881 гг.

В 1859 году Франция возглавила разработку электромобилей. Свинцово-кислотная батарея была изобретена во Франции Гастоном Плантом. Позднее он был улучшен в 1881 году Камиллой Альфонсом Фор, и с годами он подвергался доработке и дальнейшему совершенствованию. Появление свинцово-кислотных аккумуляторов означало, что наконец-то появилась возможность для практических электромобилей отправиться в путь.

Свинцово-кислотный аккумулятор — это та же базовая технология аккумуляторов, которая до сих пор используется в транспортных средствах с бензиновым двигателем.

1890 — начало 1900-х гг.

Гюстав Трув из Франции продемонстрировал электрический трехколесный велосипед в 1881 году, а Томас Паркер из Англии построил первый серийный электромобиль, напоминающий традиционную безлошадную повозку, в 1884 году.

Электромобили краткий урок истории 3
Эндрю Райкер и его друг гоняют на электромобиле около 1901 года. Смитсоновский институт / Музей американской истории

В Соединенных Штатах Уильям Моррисон разработал электромобиль в 1890 году, который был способен перевозить шесть пассажиров и двигаться со стремительной скоростью 14 миль в час. Всего шесть лет спустя электромобиль, произведенный Riker Electric Vehicle Company, выиграл гонку на безлошадных повозках, которая, возможно, была одной из первых зарегистрированных автомобильных гонок в Соединенных Штатах.

Популярность электромобилей резко возросла к концу XIX — началу XX века. Они производили меньше шума, чем ранние автомобили с газовым двигателем, обеспечивали более плавную езду и часто считались более простыми в управлении и управлении.

С появлением в конце 1800-х годов более эффективных свинцово-кислотных аккумуляторов с большей емкостью хранения ряд изобретателей в большем количестве стран занялись созданием практичных электромобилей.

Парки электрических такси появились в Лондоне, Париже и Нью-Йорке, и даже Томас Эдисон попытался принять участие в этой игре в 1906 году, разработав щелочные батареи, которые имели бы большую емкость и весили бы меньше, чем свинцово-кислотные батареи того времени.

Электромобили 20-го века

Электромобили оставались довольно популярными на заре 20 века. Около одной трети всех транспортных средств на дорогах были электрическими примерно в 1900 году, но с годами эта популярность стала убывать. Несмотря на достижения в области аккумуляторных технологий, доступность недорогого бензина и отсутствие электричества за пределами больших городов помогли повысить популярность автомобилей, работающих на газе.

Электромобили краткий урок истории 4
Небольшой электрический автомобиль, использовавшийся с 1906 до начала 1930-х годов. Исходное изображение любезно предоставлено Смитсоновским институтом / Национальным музеем американской истории.

Ранние электромобили не могли идти в ногу со своими газовыми аналогами по дальности и скорости; К 1935 году производители автомобилей почти полностью перешли на автомобили, работающие на газе.

Тем не менее, автомобильная промышленность никогда не забывала об электромобилях, и исследования аккумуляторов и других связанных с ними технологий незаметно продолжались.

1959: ключевой год

Изобретение MOSFET (полупроводника) в Bell Labs в 1959 году считается одним из ключевых поворотных моментов в истории современных электромобилей. Это привело к созданию Hitachi мощных полевых МОП-транзисторов, микропроцессоров и микроконтроллеров, которые являются важными компонентами современных электромобилей.

В отличие от ранних электромобилей, которые просто соединяли свинцово-кислотную батарею с электродвигателем, современные электромобили опираются на такие технологии, как силовой полевой МОП-транзистор и микроконтроллеры, чтобы выжать постоянно растущий уровень эффективности из недавно разработанных аккумуляторных технологий и компонентов электропривода.

<

1971 — 1996 гг.

Эти новые аккумуляторные технологии привели к изобретению литий-ионных аккумуляторов в 1980-х годах, что стало еще одним важным строительным блоком для современных электромобилей. В то время как первые электромобили основывались на неэффективных и тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторах, разработка литий-ионных аккумуляторов обещала более легкую и более эффективную альтернативу. Сегодня две основные аккумуляторные технологии, используемые в электромобилях, NCA и NMC, основаны на литий-ионных батареях.

В то время как все эти предварительные исследования продолжались, электромобили продолжали появляться во многих местах на протяжении 20-го века. Lunar Roving Vehicle, также известный как лунный багги, был одновременно электромобилем и первым пилотируемым транспортным средством, которое использовалось на Луне, когда оно катилось по лунному ландшафту в 1971 году. Вернувшись на Землю, в том же десятилетии, во Флориде. Vanguard продала более 2000 своих полностью электрических автомобилей CitiCar, каждый из которых имел запас хода от 50 до 60 миль.

Лунный багги был одновременно электромобилем и первым пилотируемым транспортным средством, которое использовалось на Луне.

Другие автопроизводители тоже не забыли полностью об электромобилях. Многие крупные автопроизводители продемонстрировали множество концептуальных электромобилей, которые так и не были запущены в производство, кульминацией которых стал EV1 от GM. Этот полностью электрический автомобиль никогда не продавался напрямую населению, но с 1996 года он был доступен для аренды на ограниченных рынках.

Электромобили вернулись на дороги, и аккумуляторные технологии тоже почти догнали современность.

Современные электромобили

Ранние эксперименты с современными электромобилями, такими как GM EV1 в середине девяностых, дали средние результаты. Технология была почти готова, но на этом пути было несколько камней преткновения.

Все основные автопроизводители видели электромобили на горизонте, но незадолго до начала 21-го века все пришли к единому мнению, что аккумуляторные технологии все еще не будут достаточно продвинутыми, чтобы обеспечить достаточный запас хода и надежность как минимум на пару десятилетий.

1999 — 2001 гг.

Внезапно в 1999 и 2001 годах были разработаны технологии, которые в конечном итоге это потрясли. Сначала была изобретена технология аккумуляторов NCA, а вскоре после этого и технология аккумуляторов MNC. Оба являются вариантами более старых литий-ионных элементов, и оба будут использоваться в современных электромобилях.

Эти улучшенные аккумуляторные технологии создали возможности для электромобилей, которых мир не видел ранее. Отрасль взорвалась новыми взглядами на электромобили.

2003 — 2014 гг.

Tesla, созданная Илоном Маском, появилась на сцене в 2003 году как стартап, нацеленный на создание доступного и практичного электромобиля. Прототипы Tesla Roadster были представлены в 2006 году, а первые родстеры были доставлены покупателям в 2008 году. Благодаря аккумуляторной технологии NCA, Roadster имел запас хода в 244 мили, что было значительно выше, чем у предыдущих полностью электрических автомобилей.

Электромобили краткий урок истории 5
Cherubino/Wikimedia Commons

С появлением на дорогах электромобилей Tesla ряд крупных автопроизводителей вскоре последовали их примеру. Mitsubishi запустила свой электромобиль iMiEV в Японии в 2009 году и на других ограниченных рынках в следующем году, но только для аренды, а не для продажи.

Nissan не сильно отстал от Nissan Leaf, который впервые появился в США и Японии в 2010 году. К 2014 году на рынке США было 23 различных модели электромобилей. В течение следующего десятилетия каждый крупный автопроизводитель представил хотя бы один электромобиль.

В Соединенных Штатах развитие электромобилей стало большим подспорьем, когда Министерство энергетики США начало инвестировать в инфраструктуру. В период с 2009 по 2013 год Министерство энергетики инвестировало более 115 миллионов долларов в создание общенациональной инфраструктуры для зарядки электромобилей.

В рамках этой программы было установлено более 18 000 зарядных станций, хотя строительство зарядной инфраструктуры продолжается и по сей день в рамках других государственных и частных инициатив.

Будущее электромобилей

История электромобилей в значительной степени связана с аккумуляторными технологиями, и это, вероятно, будет продолжаться в будущем, если не появится новая технология, которая сможет их эффективно заменить. При снижении общей стоимости аккумуляторов и продолжающемся развитии технологий электромобили, вероятно, будут соответствовать газовым автомобилям с точки зрения стоимости, дальности действия и других факторов.

По мере того, как инфраструктура зарядки продолжает расширяться, а скорость зарядки увеличивается, вождение электромобиля на большие расстояния также станет более удобным. Также возможно, что такие технологии, как замена аккумуляторов в горячем режиме, сделают «заправку» электромобиля еще быстрее и проще.

Идея состоит в том, что вместо того, чтобы подключаться и ждать, вы можете просто потратить пару минут, чтобы обменять батарею на новую. Другие технологии хранения энергии, такие как топливные элементы с горячей заменой, также могут найти применение, но они настолько менее эффективны, чем современные батареи, что это кажется маловероятным.

2018 и далее

В 2018 году количество электромобилей на дорогах США впервые превысило миллионную отметку. К 2020 году это число выросло до 1,8 миллиона. В других регионах, таких как Европа и Китай, рост был еще быстрее.

Дальнейшие достижения в области аккумуляторов и технологий зарядки, улучшенная инфраструктура зарядки и законодательство, направленное на сокращение выбросов от транспортных средств, вероятно, помогут еще больше увеличить эти цифры в ближайшие годы.

Электромобили, возможно, прошли долгий и извилистый путь за последние пару столетий, но 21 век начинает выглядеть так, как будто они, наконец, окажутся на вершине.

Рейтинг поста:
( 3 оценки, среднее 5 из 5 )
Сохрани, чтобы не потерять!
Добавить комментарий

Войти с помощью:



Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.