- Elbilar har rötter tillbaka till 1800-talet och konkurrerade med ånga och bensin
- Ångteknik dominerade tidigt men hade lång uppvärmningstid och låg räckvidd
- Cugnots ångdrivna Dampfwagen ses ofta som världens första bil
- Elbilens huvudsakliga komponenter: 12V tillbehörsbatteri, laddport och drivmotor
Elbilarnas historia är mycket längre än vad de flesta tror, med rötter som sträcker sig tillbaka till 1800-talet. För att förstå hur vi hamnade hos Tesla Model S och dagens Toyota-hybrider måste vi titta tillbaka till en tid då bensin, ånga och elektrisk energi tävlade om att dominera bilmarknaden.
I början av 1900-talet var hästen fortfarande det främsta transportmedlet, men när människornas inkomster ökade och tillgänglig teknik utvecklades började vissa experimentera med nya transportsätt. Då var bensin, ånga och elektricitet alla tillgängliga, alla tävlade om att dominera marknaden.
De första experimenten med självgående fordon
Ångtekniken var väl utvecklad vid den tiden och uppfattades i allmänhet som pålitlig av allmänheten. Åtminstone hade den bevisat att den var värd att driva fabriker, gruvor, tåg och fartyg. Det verkade vara en naturlig utveckling att bygga mindre transportformer som använde ångmotorer.
Vissa självgående fordon fanns redan i slutet av 1700-talet (Cugnots ångtrehjuling), men teknologin utvecklades egentligen först mot slutet av 1800-talet. Cugnots ångdrivna Dampfwagen anses allmänt vara världens första bil.
Men det fanns ett stort problem: ångmotorer behövde lång uppvärmningstid (ungefär en timme) och hade låg räckvidd, och de behövde ständigt vatten. Dessa tekniska begränsningar öppnade vägen för andra propulsionslösningar.
Hur fungerar en modern elbil
Elbilar fungerar genom att använda en elmotor istället för en förbränningsmotor som bensindrivna bilar. I de flesta fall använder elbilar en stor drivkraftsbatteri för att driva motorn.
Detta batteri laddas genom att ansluta till en laddstation eller ett särskilt hem-ladduttag för elbilsägare.
Eftersom elbilar drivs av elektricitet har de ingen avgas och innehåller inte delar såsom bränslepump, bränsleledning, förgasare, tank eller andra delar som är oumbärliga för ett fordon som drivs av bränslen.
De huvudsakliga komponenterna i en elbil
Allmänt består elbilar av en serie grundläggande komponenter, var och en med sin specifika roll:
1. Tillbehörsbatteri
I de flesta elbilar ger tillbehörsbatteriet elektrisk energi för att starta motorn och driva bilens tillbehör, såsom klockan. Detta batteri får inte förväxlas med huvudbatteriet – det har en mycket lägre spänning (12V eller 24V) och drivar siblesystemen i bilen.
2. Laddport
Den energi som lagras i ett batteri räcker inte för evigt och måste laddas då och då. Här kommer laddporten in, som gör att elbilen kan ansluta till en extern energikälla. Det finns flera typer av portar – från långsam hemmaladdning till DC-snabb laddning.
3. DC-omvandlare
Vanligtvis har huvudbatteriet högre spänning än övriga komponenter i fordonet. Denna enhet omvandlar likström från hög spänning till lägre spänning för säker användning – till exempel från 400V till 12V för system som stöder tillbehören.
4. Drivmotor
Eftersom fordonet måste röra sig behöver man en komponent som omvandlar elektricitet till roterande kraft för att få hjulen att röra sig. Här kommer drivmotorn in – vanligtvis en synkron motor med permanentmagneter eller en asynkron motor.
Vissa fordon har även regenerativ energiåtervinning i hjulen för att återvinna en del av energin som förloras vid bromsning.
5. Ombordladdare
Eftersom energi från externa källor oftast är växelström omvandlar denna enhet det till likström för att användas av batteriet. Den övervakar också batteriets egenskaper, såsom spänning, ström, temperatur och laddstatus medan batteriet laddas.
6. Elektronisk effektreglerare
Denna enhet hanterar flödet av elektrisk energi till batteriet och reglerar hastigheten på drivmotorn. Den är den elektroniska motsvarigheten till ECU i en konventionell bil.
7. Kylsystem
Detta system upprätthåller rätt driftstemperatur för motorn och andra komponenter. Till skillnad från förbränningsmotorer genererar elmotorer mycket mindre värme, men batteriet kräver aktiv kylning för optimal prestanda.
8. Drivbatteripaketet
Detta är bilens ’bränsletank’ och energikällan som används för att driva majoriteten av bilens övriga komponenter. Moderna tekniker använder främst litiumjonbatterier med hög energitäthet.
9. Elektrisk drivlina
Denna enhet överför den mekaniska kraften från drivmotorn till bilens hjul. Till skillnad från konventionella mångstegstransmissioner har eltransmissioner oftast en enda utväxling.
Utvecklingen av förbränningsmotorer: Otto, Diesel, Bensin och Ford
4-taktsmotorn som är populär även idag designades 1862 av Nikolaus Otto, medan dieselmotorn uppfanns av Rudolf Diesel 1893. Lite senare utvecklade Karl Benz sin första bil 1886 och Ford Model T blev den första massproducerade bilen i början av 1900-talet.
Trots kraften och nyttan hos förbränningsmotorer, särskilt jämfört med ångmotorer, hade de också problem. De var inte särskilt lätta att köra, behövde mycket kraft för att växla och särskilt för att starta motorn. De var mycket drivkraftiga och avgasröken var konstant och inte helt välkommen.
Det fanns bara ett alternativ: elbil. Den hade inga uppenbara nackdelar, var tyst, lätt att manövrera och hade inga skadliga utsläpp. Så elbilar var en ledande uppfinning som alternativ till förbränningsmotorer och ångmotorer.
De första praktiska elbilarna
En av de första praktiska bilarna skapades av den brittiske uppfinnaren Thomas Parker omkring 1884 och 1888 tillverkades i Tyskland Flocken Elektrowagen.
Tyvärr var landsvägarna dåligt utvecklade vid den tiden och det var svårt för bilarna att ge sig ut på landsväg.
Under den tiden såg fordonstillverkare potential i elbilar och började experimentera. Ett anmärkningsvärt exempel var Porsche-fadern Ferdinand Porsche, som utvecklade sitt berömda P1 1898.
Thomas Edison satte tydligt avtryck i konstruktionen av elbilar och arbetade för att utveckla mer effektiva batterier. Henry Ford var vän med Edison och samarbetade med honom omkring 1914 för att undersöka elbilars möjligheter och göra dem billigare.
Deccan av elbilsnedgången
Icke-förytt eller kanske avsiktligt, var Ford Model T massproducerad och långt billigare än andra elfordon som fanns på marknaden då. År 1912 kostade Ford Model T cirka 650 dollar, medan andra fordon kostade omkring 1750 dollar.
Elbilar fick en ny törn när väginfrastrukturen förbättrades och stora oljareserver upptäcktes.
Dessa faktorer och inte minst andra bidrog till att elbilar tappade marknaden och försvann ungefär omkring 1935. Striden verkade vara vunnen av förbränningsfordonen, åtminstone fram till oljekrisen på 1970-talet.
Vem tillverkade den första elbilen i historien
Liksom för förbränningsmotorer fanns det inte en ensam uppfinnare av elbilarna. Deras uppkomst och utveckling bör snarare ses som en serie upptäckter och uppfinningar som enades till vad vi idag kallar elbil.
Upptäckten av elektrisk energi å den andra sidan och en pålitlig laddbar batteri födde grunden för konstruktionen av en elbil.
Anyos Jedlik, en ungersk uppfinnare, utvecklade en elmotor år 1828. Med denna nya uppfinning utvecklade han också en bevis på konceptet för att använda elektrisk energi som transportsätt genom att bygga ett fordon.
Lite senare, år 1834, byggde Vermont-smeden Thomas Davenport ett annat elfordon som kunde färdas på en elektrisk bana.
Hur imponerande dessa var saknade de en återvinningsbar energikälla och hade därmed begränsad transportnytta. Världen fick vänta till 1859, när den franske fysikern Gaston Plante uppfann blybatteriet.
Teknologin förbättrades vidare av en annan fransman, Camille Alphonse Faure, som år 1881 avsevärt ökade batterikapaciteten, vilket ledde till industriell produktion av batterier.
Tidlinjen för uppfinningen av elbilar
Som vi har sett har skapandet av elbilen varit mer en serie händelser än en enskild händelse. Det finns därför flera kandidater till de första elbilarna, beroende på hur man definierar ett komplett färdig elfordon.
De första prototyperna (1834-1867)
En intressant utveckling inom elbilarna gjordes 1834 av professorn Sibrandus Stratingh i Groningen, Nederländerna. Han, tillsammans med sin assistent, skapade ett litet elektriskt fordon som kördes med primära icke-laddbara celler. Tyvärr kunde Stratingh inte vidareutveckla bilen då han avled kort efter uppfinningen, år 1841.
Lite senare, år 1867, visade den österrikiske uppfinnaren Franz Kravogl upp sin prototyp av en tvåhjulig bil vid världsutställningen i Paris. Den var elektrisk men var inte särskilt tillförlitlig för dagligt bruk.
Första praktiska elbilen (1881-1884)
År 1881 testade Gustave Trouvé en trehjulig farkost längs gatorna i Paris. Detta var den första externa elmotoren som drev en trehjulig Coventry-Rotary-drift, även om det inte var en kärnuppfinning mot en fullständig elbil.
Först 1884 byggde den brittiske uppfinnaren Thomas Parker (som också lade upp ett underjordiskt elnät i London) den första serietillverkade elbilen. Parker försörjde bilen med sina egna högkapacitets uppladdningsbara batterier som var speciellt utformade.
Kommersiell framgång (1894-1895)
Den första framgångsrika elbilen, The Electrobat, utvecklades av maskiningenjören Henry G. Morris och kemisten Pedro G. Salom år 1894 i Pennsylvania. Denna var långsam och tung, med stålhjul för att bära bilen och den stora blybatteripaketet.
Även i USA utvecklade William Morrison i Des Moines, Iowa, en elbil som rymde sex passagerare och kunde uppnå 23 km/h.
År 1895 började konsumenterna uppmärksamma denna nya teknik efter att A. L. Ryker introducerade el-triciklorna i USA.
Elbilarnas gyllene era (1895-1910)
Flera andra uppfinnare och ingenjörer utvecklade olika modeller under denna period, kulminerande i en elbil som slog världsrekord i snabbhet den 18 december 1898.
Efter dessa utvecklingar blomstrade elbilsteknologin och det blev en gyllene era för elbilsteknik. Intresset för elbilar ökade under 1890-talet och början av 1900-talet.
Taxibilar med el började erbjudas 1897 tack vare Walter C. Bersey som drev ett taxibolag i London.
Trots fördelarna jämfört med bensinbilarna vid den tiden saknades elektrisk infrastruktur, vilket hindrade bred adoption av elbilar. Fram till 1910 lämnade eller stoppade de flesta elbilstillverkare sin verksamhet. Teknologin överlevde i specialanvändningar, som gaffeltruckar eller golfbilar, men fordon låg i bakgrunden fram till deras renässans senare under 1900-talet.
General Motors och den första moderna elbilen
Trots att General Motors experimenterade med elfordon sedan mitten av 1960-talet med konceptet Electric car, nådde detta fordon aldrig serieproduktion. Electrovair var baserad på Corvair (1966 års modell) och drivs av ett silver-zink-batteripaket som kunde leverera 532 volt.
Efter några decennier bestämde sig GM för att försöka igen. Deras första moderna elbil, GM EV1, utvecklades på mitten av 1990-talet. EV1 var den första serietillverkade elbilen från en större biltillverkare.
Denna bil fick några viktiga utmärkelser:
- Det var General Motors första fordon designat från grunden som en EV
- EV1 var den första och enda personbilen som såldes under GM-varumärket och inte som en av deras divisioner
GM:s beslut att designa och bygga EV1 inspirerades i stor utsträckning av California Air Resources Board (CARB), som antog ett mandat som krävde amerikanska tillverkare att utveckla fordon med noll utsläpp om de ville fortsätta sälja sina varor i delstaten Kalifornien.
Tesla och revolutionen av moderna elbilar
Tesla Motors tillverkade den första elbilen, Roadster, år 2008. Denna bil markerade en revolution i den moderna eran av elfordon och erbjöd den senaste batteriteknologin och ett elektriskt drivsystem.
Roadster var en BEV och var den första serietillverkade, helt elektrisk personbil som någonsin använt ett litiumjonbatteri som energikälla. Den kunde också köra mer än 320 km per laddning och nå en topphastighet på 200 km/h.
Detta var också den första produktionsbilen som skickades ut till rymden. I februari 2018 användes Roadster som nyttolast för Falcon Heavy-testflygningen. En docka i rymddräkt, känd som Starman, satt i förarsätet.
Under åren 2008-2012 såldes över 2450 Roadster i över 30 länder världen över.
De första hybrida bilarna i historien
En fråga som står på allas läppar är ofta Toyota Prius. Men tyvärr är det inte rätt svar. Enligt uppgifter utvecklades den första hybriden mycket tidigare. År 1889 utformades ett bensin-elektriskt lastfordon av William H. Patton.
Även om det inte är en bil enligt vår definition är det fortfarande ett mycket intressant koncept.
Lite senare, år 1901, när Ferdinand Porsche arbetade på Lohner-påscar? fabrik, utvecklade han Mixte. Detta var en hybrid med allhjulsdrift av den elmotoriserade vagnen System Lohner-Porsche som visades på Världsutställningen i Paris.
Mixte anses allmänt vara världens första hybridl bygga bil. De tidiga prototyperna av denna modell hade tvåhjulsdrift, var batteridrivna och hade två motorer monterade i navorna på främre hjulen.
Vissa hävdar att äran tillhör en bil utvecklad 1905 av Henri Piper, en tysk-belgisk uppfinnare. Denne tillverkade sin egen hybridd bil som bestod av en elektrisk motor och en generator, batterier och en liten bensinmotor.
S källa: wikipedia.org, knowledge.wharton.upenn.edu, en.wikipedia.org, commons.wikimedia.org, upstation.asia, adictamente.blogspot.com, mycarquest.com, sportscarmarket.com, researchgate.net
Sista raden innehåller källreferenserna och fotnoter.
