- Istorija EV-a seže u 19. vek, preživela konkurenciju benzin-parni.
- Parni pogon imao je dugo zagrevanje i nisku autonomiju.
- Prve samovozne probe uključivale su parne motore; Cugnot je poznat.
- Glavne komponente EV su pomoćna baterija, priključak za punjenje i DC pretvarač.
Električni automobili imaju dugu istoriju koja se proteže mnogo dalje nego što mnogi misle, sa korenima u 19. veku. Da biste razumeli put do Tesla Model S i savremenih hibida koje danas poznajemo, treba da zavirimo u eru kada su benzin, parni pogon i električna energija koegzistirali na auto tržištu.
Na početku 20. veka, glavni vid prevoza bio je konj, ali kako su prihodi ljudi rasli i tehnologije napredovale, neki su počeli da eksperimentišu sa novim oblicima prevoza. Tada su benzin, parni pogon i električna energija bili dostupni, svaki od njih je pokušavao da dominira tržištem.
Prve eksperimente sa samovoznim vozilima
Parna tehnologija je bila dobro ispružena i opšte priznata među publikom. Na kraju krajeva, dokazala je svoju pouzdanost za pogon fabrika, rudnika, vozova i brodova. Delovalo je prirodno zamisliti manje oblike prevoza koji koriste parne motore.
Neke samovozne letvoje su postojale još krajem 18. veka (parni tricikl Nilaša Cugnota), ali ova je tehnologija zaista prerasla tek krajem 19. veka. Cugnotov parni Dampfwagen se smatra prvim automobilom na svetu.
Međutim, postojao je jedan veliki problem: parni motori su trebali dugo da se zagreju (oko sat vremena) i imali su nisku autonomiju, a uz to su zahtevali stalno dopunjavanje vodom. Ove tehničke limitacije otvorile su put drugim rešenjima za pogon.
Kako funkcioniše moderno električno vozilo
Električna vozila funkcionišu korišćenjem elektromotora umesto motora sa interna sagorevanja kakav imaju vozila na benzin. U većini slučajeva, električna vozila koriste veliki pogonski aku za napajanje motora.
Ovaj akumulator se puni povezivanjem na stanicu za punjenje ili na posebnu utičnicu koja je instalirana kod kuće vlasnika električnih automobila.
Pošto električna vozila koriste električnu energiju, nemaju izduvne sisteme i ne sadrže delove poput pumpe za gorivo, cevovoda, karburatora, rezervoara ili drugih delova neophodnih vozilima sa sagorevanjem.
Glavne komponente električnog vozila
U principu, električna vozila se sastoje od niza osnovnih komponenti, svaka sa svojom specifičnom ulogom:
1. Pomoćna baterija
Kod većine električnih vozila, pomoćna baterija obezbeđuje električnu energiju za pokretanje motora i napajanje dodatnih uređaja vozila, kao što su instrument tabla. Ova baterija se ne meša sa glavnom baterijom – ima niži napon (12V ili 24V) i napaja konvencionalne sistemske uređaje na tabli.
2. Priključak za punjenje
Skladištena energija u bateriji nije večno dostupna i mora se periodično puniti. Ovdje se javlja uloga priključka za punjenje, koji omogućava električnom vozilu da se spoji na spoljašnji izvor napajanja. Postoje različite vrste priključaka - od kućnog sporog punjenja do brzog DC punjenja.
3. DC pretvarač
Obično glavna baterija ima veći napon od ostalih komponenti vozila. Ovaj uređaj pretvara istosmerni napon visokog nivoa u sigurniji niži napon pogodnu za upotrebu - na primer sa 400V na 12V za sisteme pomoćne elektronike.
4. Pogonski elektromotor
Kako vozilo mora da se pomera, potrebna je komponenta koja pretvara električnu energiju u okretni moment koji pokreće točkove. Ovde nastupa pogonski elektromotor – obično sinhroni motor sa stalnim magnetima ili asinhroni motor.
Neka vozila poseduju i regenerativno kočenje na točkovima, što omogućava povraćaj dela energije izgubljene tokom kočnice.
5. Ugradni punjač
Pošto spoljašnji izvori energije uglavnom snabdevaju naizmenični napon, ovaj uređaj ga pretvara u jednosmerni za punjenje baterije. Takođe se koristi za praćenje karakteristika baterije, kao što su napon, struja, temperatura i stanje napunjenosti dok se baterija puni.
6. Elektronski kontroler snage
Ovaj uređaj upravlja protokom električne energije u bateriju i kontroliše brzinu pogonskog elektromotora. To je elektronski ekvivalent ECU (Electronic Control Unit) kod konvencionalnih automobila.
7. Hlađenje sistema
Ovaj sistem održava odgovarajuću temperaturu rada motora i drugih komponenti. Za razliku od motora sa unutrašnjim sagorevanjem, električni motori stvaraju mnogo manje toplote, ali baterija zahteva aktivno hlađenje za maksimalne performanse.
8. Paket pogonskih baterija
Ovo je „rezervoar goriva“ električnog vozila i izvor električne energije koja pokreće većinu ostalih komponenti vozila. Moderni sistemi najčešće koriste litijum-ionske baterije sa visokom energetskom gustinom.
9. Električna transmisija
Ovaj uređaj prenosi mehaničku snagu sa pogonskog motora na točkove električnog vozila. Za razliku od konvencionalnih višestepenih transmisija, električne transmisije obično imaju samo jedan stepen prenosa.
Razvoj motora sa unutrašnjim sagorevanjem: Otto, Diesel, Benz i Ford
Motor sa četiri takta, i danas popularan, osmišljen je 1862. godine od strane Nikolausa Ott-a, dok je Dieselov motor izmišljen 1893. godine. Malo kasnije, Karl Benz je osmislio svoj prvi automobil 1886. godine, a Ford Model T je postao prvi masovno proizvedeni automobil početkom 20. veka.
Uprkos snazi i praktičnosti koju su motori sa sagorevanjem imali, naročito u poređenju sa parnim motorima, imali su i mnoge probleme. Nisu bili lako upravljivi, zahtevali su veliki napor za menjanje brzina i posebno za pokretanje motora. Bili su snažni i emisije ispuštale su se u velikim količinama, što nije bio gost mnogima.
Za sve ove probleme postojala je jedina alternativa: električni automobil. On nije imao gore navedene probleme, bio je tih, jednostavan za upravljanje i nije proizvodio štetne emisije. Dakle, električni automobili su bili vrhunska inovacija kao alternativa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem i parnim motorima.
Prve praktične električne automobile
Jedan od prvih praktičnih automobila nastao je oko 1884. godine, a 1888. je proizveden u Nemačkoj električni automobil Flocken Elektrowagen.
Nažalost, putevi su tada bili veoma loši, pa su električni automobili retko mogli da putuju van grada.
U to vreme proizvođači vozila su videli potencijal električnih vozila i počeli su da ih istražuju. Zapanjujući primer bio je Ferdinand Porsche, osnivač Porsche-a, koji je razvio poznati P1 1898. godine.
Thomas Edison je takođe ostavio značajan trag u razvoju električnih vozila, verujući u njihovu superiornost u odnosu na druga vozila i radeći na razvoju boljih baterija. Henry Ford, koji je bio prijatelj Edsona, sarađivao je s njim oko 1914. godine na istraživanju opcija električnih vozila kako bi bila jeftinija za kupce.
Declinul masinilor electrice
Ironično ili namerno, Model T koji je Ford proizveo bio je masovno proizveden i bio je skoro tri puta jeftiniji od ostalih električnih vozila na tržištu. Godine 1912. Model T je koštao oko 650 dolara, dok su ostala vozila koštala oko 1750 dolara.
Električni automobili su zadobili težak udarac kada su saobraćajne infrastrukture poboljšane i otkriveni su značajni rezervoari nafte.
Ovi faktori, ali ne samo njih, doveli su do smanjenja prisustva električnih vozila na tržištu i gotovo su nestala oko 1935. godine. Bitka je delovala da je dobitnik na strani vozila sa sagorevanjem, bar do naftne krize tokom 1970-ih.
Ko je proizveo prvi električni automobil u istoriji
Kao i kod vozila sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem, nije postojao jedini pronalazač električnih automobila. Pojava i razvoj treba posmatrati više kao niz otkrića i inovacija koje su se, na kraju, spojile u ono što danas zovemo električnim vozilom.
Otkriće električne energije sa jedne strane i pouzdana ponovo punjiva baterija sa druge su osnove za izgradnju električnog automobila.
Anyos Jedlik, mađarski inovator, razvio je elektromotor 1828. godine. Korišćenjem ove nove tehnike on je razvio i demonstracioni primerak za korišćenje električne energije kao sredstvo transporta kroz izgradnju vozila.
Nešto kasnije, 1834. godine, Vermont kovač Thomas Davenport konstruisao je još jedan model električnog vozila koji je mogao da vozi po električnoj stazi.
Koliko god impresivni bili, ovi rani modeli nisu imali izvor energije koji se može ponovo puniti i zato su njihovi teretni potencijali bili ograničeni. Svet je morao čekati do 1859. godine kada je francuski fizičar Gaston Plante izumeo olovnu bateriju.
Tehnologija je nastavljala da napreduje zahvaljujući još jednom Francuzu, Camille Alphonse Faure-u, koji je 1881. godine značajno povećao kapacitet baterije, što je dovelo do proizvodnje baterija u industrijskim razmerama.
Vremenska linija izuma električnih automobila
Kao što smo videli, stvaranje električnog automobila bilo je više niz događaja nego pojedinačni događaj. Postoji nekoliko kandidata za prve električne automobile, u zavisnosti od toga kako definišete potpuno formirani elektromobil.
Prvi prototipi (1834-1867)
Zanimljiv doprinos razvoju električnih automobila dao je profesor Sibrandus Stratingh iz Groningena u Holandiji 1834. On i njegov pomoćnik napravili su mali električni vozilo napajano nepunjivim ćelijama. Nažalost, Stratingh nije uspeo da dalje razvije vozilo jer je preminuo ubrzo nakon izuma, 1841. godine.
Nešto kasnije, 1867. godine, austrijski izumitelj Franz Kravogl izložio je svoj prototip vozila na Svetskoj izložbi u Parizu. To je bio dvotočkaš sa elektromotorom, ali nije bio dovoljno pouzdan za vožnju.
Prva praktična električna automobila (1881-1884)
Godine 1881. Gustave Trouve je testirao vozilo sa tri točka duž ulica Pariza. Bio je to prvi elektromotor sa spoljnim pogonom koji je služio kao pogon tricikla Coventry-Rotary. Iako to nije bio ključni izum koji bi doveo do potpunog električnog automobila.
Tek 1884. godine britanski izumitelj Thomas Parker (koji je takođe sproveo i podzemnu mrežu električnog napajanja u Londonu) konstruisao je prvi proizvodni električni automobil. Parker je napajao svoje vozilo sopstvenim velikim kapacitetom punjivih baterija.
Komercijalni uspeh (1894-1895)
Prvi uspešan električni vozilo, The Electrobat, razvili su inženjer mehanike Henry G. Morris i hemičar Pedro G. Salom 1894. godine u Pensilvaniji. Bio je to spor i težak uređaj sa čeličnim točkovima i velikom olovnom baterijom.
U istoj zemlji, William Morrison iz Des Moines-a, IA, razvio je električni automobil koji je mogao da primi 6 putnika i postigne brzinu od 23 km/h.
Godine 1895. potrošači su počeli da primećuju ovu novu tehnologiju nakon što je A. L. Ryker predstavio električne tricikle u SAD.
Zlato doba električnih vozila (1895-1910)
Razni drugi izumitelji i inženjeri razvijali su različite modele u ovom periodu, dostižući i električni automobil koji je postavio svetski rekord brzine 18. decembra 1898.
Nakon tih napredaka, tehnologija električnih vozila je procvetala; to je bilo zlatno doba za ovu tehnologiju. Zanimanje za električne automobile poraslo je tokom 1890-ih i početkom 20. veka.
Električni taksiji počeli su da se pojavljuju 1897. godine zahvaljujući Walteru C. Bersey-u, vlasniku taksi kompanije u Londonu.
Uprkos prednostima u odnosu na benzin vozila onog vremena, nedostatak infrastrukture za električnu energiju je onemogućio masovnu primenu kod potrošača. Ovo je, između ostalog, označilo postupni pad električnih vozila kako su ih zasenili vozila sa motorom sa sagorevanjem, naročito posle otkrića velikih rezervi nafte.
Do 1910. većina proizvođača električnih automobila je izašla iz posla ili potpuno prekinula proizvodnju. Tehnologija je opstala samo za specijalnu upotrebu, kao što su viljuškari ili golf automobili, ali električna vozila su pretežno ostala u senci sve do ponovnog oživljenja krajem 20. veka.
General Motors i prvi savremeni električni automobil
Iako je General Motors eksperimentisao sa električnim vozilima još sredinom 1960-ih, sa konceptom Electrovair, ovo vozilo nije nikada doseglo serijsku proizvodnju. Electrovair se oslonio na Corvair (model iz 1966) i bio je napajan baterijskim paketom argent-srebrnog cinka koji je mogao isporučiti 532 volti.
Nakon nekoliko decenija, General Motors je ponovo pokušao. Njihovo prvo moderno električno vozilo, General Motors EV1, razvijeno je sredinom 1990-ih. EV1 je bilo prvo serijski proizvedeno električno vozilo od strane velikog automobilskog proizvođača.
Ovo vozilo je osvojilo značajne nagrade:
- Bilo je prvo vozilo General Motors projektovano od nule kao EV
- EV1 je bio prvi i jedini putnički automobil koji je komercijalno prodavan pod brendom General Motors, a ne kao jedna od njegovih divizija
Odluka General Motors-a da dizajnira i konstruise EV1 proistekla je iz inspiracije California Air Resources Board (CARB), koja je usvojila mandat koji nalaže vodećim američkim proizvođačima da razviju vozila sa nultim emisijama ako žele da nastave prodaju svoje proizvode u državi.
Tesla i revolucija savremenih električnih automobila
Tesla Motors je 2008. godine proizveo prvi električni automobil Roadster. Ovo vozilo predstavljalo je revoluciju u savremenoj eri električnih vozila i donelo najsavremeniju baterijsku tehnologiju i pogonski sklop.
Roadster je BEV (Battery Electric Vehicle) i bio je prvi legalno proizvedeni serijski potpuno električni automobil koji je koristio litijum-jonsku bateriju kao izvor energije. On je takođe prvi potpuno električni automobil koji je mogao da pređe više od 320 km sa jednim punjenjem. Takođe može dostići impresivnu maksimalnu brzinu od 200 km/h.
Roadster je takođe bio vozilo sa proizvodnje koji je lansiran u svemir. U februaru 2018. je poslužio kao teret za testni let Falcon Heavy. Lutka u svemirskom odelu, poznata kao Starman, zauzela je mesto vozača.
Između 2008. i 2012. godine prodato je preko 2450 Roadstera u više od 30 zemalja širom sveta.
Prvi hibidni automobili u istoriji
Jedan od pitanja koje svi postavljaju je: Prius li je prvi hibidni automobil? Ne? Nažalost nije tačan odgovor. Prema evidenciji, prvi hibridni vozilo razvijen je mnogo ranije. Godine 1889., dizajniran je benzinsko-električni hibirdni tegljač.
Iako nije automobil prema našoj definiciji, to je i dalje veoma zanimljiv koncept.
Kasnije, 1901., dok je radio u fabrici autobusa Lohner, Ferdinand Porsche je razvio Mixte. Ovo je bila verzija hibirdnog vozila sa pogonom na sva četiri točka karoserije „System Lohner-Porsche“, koja je predstavljena na Svetskom sajmu u Parizu.
Mixte se opšte smatra prvim hibidnim automobilom na svetu. Prvotni prototipovi ovog modela imali su pogon na dve točka, bili su napajani baterijama i imali su 2 motora montirana na navojima prednjih točkova.
Neki smatraju da je čast prvog hibida dodeljena automobilu razvijenom 1905. godine od Henri Piper, nemačko-belgijskog izumitelja. On je proizveo sopstveni hibidni vozilo koje je bilo sastavljeno od elektromotornog pogona i generatora, baterija i malog benzinskog motora.
Izvor fotografija: wikipedia.org, knowledge.wharton.upenn.edu, en.wikipedia.org, commons.wikimedia.org, upstation.asia, adictamente.blogspot.com, mycarquest.com, sportscarmarket.com, researchgate.net
