Електрически превозни средства: дефиниция, история и употреба

История

Не е ясно кой е първият изобретател, но през 1828 г. унгарецът Ányos Jedlik построява малък модел на работещ електромобил. През 30-те години на XIX век Робърт Андерсън от Шотландия, професор Стратингх от Холандия и Томас Дейвънпорт, ковач от Върмонт, конструират електрически превозни средства. Дейвънпорт се смята за изобретател на електрическия двигател за постоянен ток. През 1865 г. Гастон Плант от Франция създава по-добра батерия. През 1886 г. изобретателят Франк Спраг от Кънектикът прави важни промени в електрическия двигател.

Великобритания и Франция бяха първите лидери в създаването на по-добри електрически автомобили. Интересът към електрическия автомобил в Съединените щати нараства след 1891 г., когато А. Л. Райкър създава триколесен електрически автомобил, а Уилям Морисън - шестместен вагон.

Годините 1899 и 1900 са най-добрите години за електрическите автомобили в Америка, тъй като те изпреварват по продажби всички останали видове автомобили (парни, бензинови и дизелови). Пример за това е моделът Phaeton от 1902 г., произведен от Woods Motor Vehicle Company в Чикаго, който има пробег от 18 мили, максимална скорост от 14 мили в час и струва 2000 долара. (По онова време е имало малко добри пътища между градовете, така че повечето шофирания са били на къси разстояния). Електрическите автомобили можели да изминат същото разстояние като автомобилите с парна тяга и не им отнемало 30-40 минути, за да потеглят. Бензиновите двигатели били миризливи и шумни.

Но след това двигателите с вътрешно горене (използващи бензин и дизел) бяха значително усъвършенствани и автомобилите, които използваха тези двигатели, можеха да се движат много по-далеч и по-бързо от другите автомобили.

Някои хора правят електрически автомобили в гаражите си, като изваждат двигателя и поставят електрически двигател и батерии, но дълго време нито една голяма автомобилна компания не произвеждаше електрически автомобили. Едва в края на 90-те години на миналия век големите автомобилни компании отново започнаха да произвеждат електрически автомобили. Най-известният от тях е EV-1 на GM. Сега интересът към автомобилите с алтернативно гориво нараства.

Видове електрически превозни средства

Чисто електрически автомобили

Този тип автомобили нямат двигател с вътрешно горене, а се задвижват изцяло с помощта на електрически двигатели, които получават енергия по различни начини, различни от двигателя.

• Горивната клетка произвежда електричество от водород. Водородът е много разпространен, но трудно се съхранява. Той може да се произвежда от вода, но обикновено се произвежда от природен газ. Тези автомобили са много редки, защото няма много места, където може да се зареди водород, и затова не се произвеждат много такива. Една от малкото компании, които произвеждат автомобили с горивни клетки, е Toyota, която има Mirai.
• Слънчевата клетка съхранява енергията от слънцето като електричество, за да задвижи автомобила. Но слънчевата светлина, която попада върху соларния автомобил, не е достатъчна, за да накара един пълноразмерен автомобил да се движи много бързо, и не може да работи през нощта, освен ако не съхранява енергия някъде. Всяка година се провежда състезание за това кой ще направи автомобил, който да измине най-далеч само със слънчева енергия.
• Електрическият автомобил с акумулаторна батерия (BEV) съхранява електрическа енергия в голяма батерия в автомобила. Батериите се захранват с електрическа енергия от външно за автомобила захранване, обикновено от електрически контакт като този в дома. Това е най-разпространеният вид електрически автомобил, който се среща днес. Много правителства по света насърчават обществените места да инсталират зарядни станции, които имат щепсел, с който могат да се зареждат повечето видове плъг-ин автомобили. Сред компаниите, които произвеждат BEV, са Nissan, която има Leaf, и Mitsubishi Motors, която произвежда i-miEV. Американската компания Tesla е известна с това, че произвежда автомобили BEV, които се зареждат много бързо, като Roadster (спортен автомобил) и напоследък Model S.

Хибридни автомобили

Хибридът е комбинация от две неща. В този случай това е електрически двигател и друг вид енергия, например двигател. Поради това хибридните превозни средства не са истински електрически превозни средства.

• Хибридният електромобил (HEV) има едновременно двигател с вътрешно горене и електромотор, който задвижва колелата. Обикновено електрическият двигател се използва при движение с ниска скорост, а мощността на двигателя с вътрешно горене се използва, когато автомобилът се движи по-бързо. Двигателят получава енергия от бензин, дизел или друг вид гориво и може да генерира електроенергия, която се съхранява в батерии, за да се използва по-късно с електрическия двигател. Акумулаторната батерия е много по-малка от тази на чисто електрическия автомобил и въпреки че автомобилът може да се движи, без да стартира бензиновия двигател, той не може да измине много път, преди батерията да се изтощи и да се наложи да се стартира бензиновият двигател. Toyota Prius е най-продаваният HEV автомобил на всички времена, но много други компании по света, като Honda (с Clarity), BMW (с i3) и Ford (с Focus), също произвеждат хибридни автомобили, някои от които, като Honda Civic и Toyota Camry, се предлагат както в бензинов, така и в хибриден вариант. Хибридната версия обикновено е по-скъпа, защото има повече части.
• Хибридният електромобил с възможност за включване към електрическата мрежа (PHEV) прилича на обикновен хибриден електромобил, тъй като има както двигател с вътрешно горене, така и електромотор. Разликата е, че PHEV има по-голяма батерия, която може да се зарежда с помощта на щепсел от контакт, точно както при електрическите автомобили с батерии. Това позволява на автомобила да измине по-голямо разстояние само на електрическа енергия, отколкото при HEV, преди да се наложи да се използва газовият двигател. Въпреки това батерията все още е доста малка, което означава, че PHEV най-често не изминава толкова разстояние, колкото BEV само на електрическа енергия. Chevrolet Volt на General Motors и Sonata на Hyundai са само два примера за plug-in хибриди, а Toyota също произвежда plug-in версия на своя Prius, както и Honda със своя Clarity.
• Електрическият хибриден автомобил (HEHV) в най-простата си форма представлява батерия и двигател, поставени на велосипед. Twike е покрито превозно средство, в което могат да се возят двама души. То може да се движи с педали, от батерия или и от двете.

Други превозни средства

Съществуват и много други видове електрически превозни средства. Тролейбусът (наричан още безпилотен тролейбус) използва въздушни електропроводи за захранване. Много влакове използват железопътна електрификационна система за захранване. Няколко високоскоростни железопътни линии използват магнити в релсите, за да движат влака, в система, наречена "mag-lev" (магнитна левитация). Съществуват електрически велосипеди и мотоциклети, както и някои триколки (триколки) като Corbin Motors Sparrow, който беше видян и във филма "Остин Пауърс" (Austin Powers) Goldmember.

Повечето товарни влакове са дизелово-електрически. Локомотивът има дизелов двигател, който осигурява електричество, и електрически двигател, който кара колелата да се въртят. През последните години обаче се появяват автобуси и влакове, които съхраняват енергията си в батерия или използват друг източник, например горивни клетки. Този вид превозни средства не се нуждаят от кабели.

Предимства и недостатъци

Предимства: Тези превозни средства използват електрически двигател, така че са много тихи, нямат миризма и не замърсяват околната среда с изгорели газове. Могат да се използват дори на закрито. Нефтът за бензин и дизел е ограничен ресурс - той няма да стигне завинаги и става все по-скъп. Ако електроенергията за електрическото превозно средство на батерии идва от възобновяем източник на енергия, като вятърна мелница, слънчеви батерии, геотермална или водна енергия, то няма да произвежда толкова много газове, причиняващи глобално затопляне.

Недостатъци: Батериите не съхраняват много енергия и са големи и тежки, така че превозните средства обикновено не могат да се движат много далеч. Презареждането на батерията отнема много време, понякога много часове. Добрите акумулатори могат да бъдат много скъпи и всички акумулатори трябва да се сменят след известно време. По-голямата част от електроенергията в Съединените щати идва от въглища или природен газ, така че електромобил, който се захранва с електроенергия от някоя от тези централи, все пак ще допринесе за увеличаване на емисиите на газове, причиняващи глобално затопляне.