Vehicul electric

Istoric

Nu este clar cine a fost primul inventator, dar Ányos Jedlik din Ungaria a construit un mic model de mașină electrică funcțională în 1828. În anii 1830, Robert Anderson din Scoția, profesorul Stratingh din Olanda și Thomas Davenport, un fierar din Vermont, au construit cu toții vehicule electrice. Se spune că Davenport este inventatorul motorului electric de curent continuu. În 1865, Gaston Plante din Franța a realizat o baterie mai bună. În 1886, inventatorul Frank Sprague din Connecticut a adus modificări importante la motorul electric.

Marea Britanie și Franța au fost printre primii lideri în ceea ce privește fabricarea unor mașini electrice mai bune. Interesul pentru automobilul electric în Statele Unite a crescut după 1891, când A. L. Ryker a construit un automobil electric cu trei roți, iar William Morrison a construit un vagon cu șase pasageri.

Anii 1899 și 1900 au fost cei mai buni ani pentru mașinile electrice din America, deoarece acestea au depășit în vânzări toate celelalte tipuri de mașini (cu aburi, pe benzină și diesel). Un exemplu a fost modelul Phaeton din 1902, construit de Woods Motor Vehicle Company din Chicago, care avea o autonomie de 18 mile, o viteză maximă de 14 mile pe oră și costa 2.000 de dolari. (La acea vreme, existau puține drumuri bune între orașe, așa că majoritatea deplasărilor se făceau pe distanțe scurte). Mașinile electrice puteau ajunge la fel de departe ca și mașinile cu aburi și nu durau 30-40 de minute pentru a porni. Motoarele pe benzină erau urât mirositoare și zgomotoase.

Dar apoi au fost îmbunătățite considerabil motoarele cu combustie internă (care foloseau benzină și motorină), iar mașinile care foloseau aceste motoare puteau merge mult mai departe și mai repede decât alte mașini.

Unii oameni își făceau mașini electrice în garajele lor, scoțând motorul și punând un motor electric și baterii, dar, pentru o lungă perioadă de timp, nicio companie auto mare nu a fabricat o mașină electrică. Abia la sfârșitul anilor 1990, marile companii auto au început să producă din nou mașini electrice. Cea mai cunoscută a fost EV-1 de la GM. În prezent, interesul pentru vehiculele cu combustibil alternativ este în creștere.

Transportator rural în automobil la cutiile poștale, c.1910


General Motors EV-1 (Vehicul electric - 1)

Tipuri de vehicule electrice

Mașini pur electrice

Aceste tipuri de mașini nu au niciun fel de motor cu combustie internă, ci sunt acționate în întregime cu ajutorul motoarelor electrice, care își obțin energia în alte moduri decât prin intermediul unui motor.

• O celulă de combustie produce energie electrică din hidrogen. Hidrogenul este foarte răspândit, dar greu de stocat. Acesta poate fi obținut din apă, dar de obicei este obținut din gaz natural. Aceste mașini sunt foarte rare, deoarece nu există multe locuri în care se poate face plinul de hidrogen și, prin urmare, nu se fabrică prea multe. Una dintre puținele companii care fabrică mașini cu pile de combustie este Toyota, care are modelul Mirai.
• O celulă solară stochează energia de la soare sub formă de electricitate pentru a face mașina să meargă. Dar lumina soarelui care ajunge pe o mașină solară nu este suficientă pentru a face ca o mașină de dimensiuni normale să se deplaseze foarte repede și nu poate funcționa pe timp de noapte decât dacă stochează energie undeva. În fiecare an se organizează o competiție pentru a vedea cine poate construi o mașină care să meargă cel mai departe doar cu energie solară.
• Un vehicul electric cu baterii (BEV) stochează energia electrică într-o baterie mare în interiorul mașinii. Bateriile își iau energia de la o sursă de alimentare electrică din afara mașinii, de obicei o priză electrică ca cele din casă. Acesta este cel mai comun tip de mașină electrică întâlnită în prezent. Multe guverne din întreaga lume încurajează locurile publice să instaleze stații de încărcare, care au o priză care poate încărca majoritatea tipurilor de autoturisme plug-in. Printre companiile care produc BEV-uri se numără Nissan, care are modelul Leaf, și Mitsubishi Motors, care produce i-miEV. O companie americană numită Tesla este renumită pentru că produce BEV-uri care se încarcă foarte repede, cum ar fi Roadster (o mașină sport) și, mai recent, Model S.

Mașini hibride

Un hibrid este o combinație de două lucruri. În acest caz, este vorba de un motor electric și de un alt tip de putere, cum ar fi un motor. Din acest motiv, vehiculele hibride nu sunt cu adevărat vehicule electrice.

• Un vehicul electric hibrid (HEV) are atât un motor cu combustie internă, cât și un motor electric care acționează roțile. De obicei, motorul electric este utilizat atunci când se deplasează la viteze mici, iar puterea de la motorul cu combustie internă este utilizată pe măsură ce mașina merge mai repede. Motorul își obține puterea din benzină, motorină sau orice alt tip de combustibil și poate genera electricitate care este stocată în baterii pentru a fi utilizată ulterior cu motorul electric. Bateria este mult mai mică decât cea a unui vehicul pur electric și, chiar dacă vehiculul poate merge fără a porni motorul pe benzină, nu poate merge foarte departe înainte ca bateria să rămână fără energie și motorul pe benzină să trebuiască să fie pornit. Toyota Prius este cel mai bine vândut HEV din toate timpurile, dar multe alte companii din întreaga lume, cum ar fi Honda (cu Clarity), BMW (cu i3) și Ford (cu Focus), produc, de asemenea, mașini hibride, dintre care unele, cum ar fi Honda Civic și Toyota Camry, sunt disponibile atât în versiune pe benzină, cât și în versiune hibridă. Versiunea hibridă este, de obicei, mai scumpă, deoarece are mai multe piese.
• Un vehicul electric hibrid cu încărcare la priză (PHEV) este asemănător unui vehicul electric hibrid obișnuit prin faptul că are atât un motor cu combustie internă, cât și un motor electric. Diferența constă în faptul că un PHEV are o baterie mai mare care poate fi încărcată cu ajutorul unei prize, la fel ca un vehicul electric cu baterie. Acest lucru permite mașinii să meargă mai departe doar cu energie electrică decât un HEV înainte ca motorul pe benzină să fie folosit. Cu toate acestea, bateria este în continuare destul de mică, ceea ce înseamnă că un PHEV nu ajunge de cele mai multe ori la fel de departe ca un BEV doar cu energie electrică. Chevrolet Volt de la General Motors și Sonata de la Hyundai sunt doar două exemple de hibrizi plug-in, iar Toyota produce, de asemenea, o versiune plug-in a lui Prius, la fel ca și Honda cu modelul Clarity.
• Un vehicul electric hibrid uman (HEHV), în forma sa cea mai simplă, este o baterie și un motor montate pe o bicicletă. Twike este un vehicul acoperit care poate transporta două persoane. Acesta poate fi pedalat, poate funcționa cu ajutorul bateriei sau ambele.

Alte vehicule

Există multe alte tipuri de vehicule electrice. Un troleibuz (numit și troleibuz fără șine) utilizează linii electrice aeriene pentru a fi alimentat. Multe trenuri folosesc un sistem de electrificare a căii ferate pentru a furniza energie. Câteva linii feroviare de mare viteză folosesc magneți alimentați în șine pentru a deplasa trenul, într-un sistem numit "mag-lev" (levitație magnetică). Există biciclete și motociclete electrice, precum și unele triciclete (trikes), cum ar fi Corbin Motors Sparrow, care a fost văzut și în filmul Austin Powers Goldmember.

Majoritatea trenurilor de marfă sunt diesel-electrice. Locomotiva are un motor diesel care furnizează energie electrică și un motor electric care face roțile să se rotească. Cu toate acestea, în ultimii ani, există autobuze și trenuri care își stochează energia într-o baterie sau folosesc o altă sursă, cum ar fi pilele de combustie. Aceste tipuri de vehicule nu au nevoie de cabluri.

Corbin Motors Sparrow


Tesla Roadster


Metra Tren electric

Avantaje și dezavantaje

Avantaje: Aceste vehicule utilizează un motor electric, deci sunt foarte silențioase, nu miros și nu poluează din cauza gazelor de eșapament. Ele pot fi folosite chiar și în interior. Petrolul pentru benzină și motorină este o resursă limitată - nu va dura la nesfârșit și este din ce în ce mai scump. Dacă energia electrică pentru un vehicul electric pe baterii provine dintr-o sursă de energie regenerabilă, cum ar fi o moară de vânt, celule solare, energie geotermală sau hidroelectrică, atunci nu va produce atât de multe gaze care provoacă încălzirea globală.

Dezavantaje: Bateriile nu înmagazinează multă energie și sunt mari și grele, astfel încât vehiculele nu pot merge foarte departe. Este nevoie de mult timp pentru a reîncărca o baterie, uneori mai multe ore. Bateriile bune pot fi foarte scumpe, iar toate bateriile trebuie înlocuite după un timp. Cea mai mare parte a energiei electrice din Statele Unite provine din cărbune sau gaze naturale, astfel încât un vehicul electric care este alimentat cu energie electrică de la una dintre aceste centrale va contribui în continuare la emisiile de gaze cu efect de încălzire globală.