Elektromobilis

Istorija

Neaišku, kas buvo pirmasis išradėjas, tačiau 1828 m. vengras Ányos Jedlik sukonstravo nedidelį veikiančio elektromobilio modelį. 1830 m. Robertas Andersonas iš Škotijos, profesorius Stratingas iš Olandijos ir kalvis iš Vermonto Tomas Davenportas sukonstravo elektrines transporto priemones. Davenportas laikomas nuolatinės srovės elektros variklio išradėju. 1865 m. prancūzas Gastonas Plantas (Gaston Plante) pagamino geresnę bateriją. 1886 m. išradėjas Frankas Sprague'as iš Konektikuto padarė svarbių elektros variklio pakeitimų.

Didžioji Britanija ir Prancūzija buvo pirmosios lyderės kuriant geresnius elektrinius automobilius. Susidomėjimas elektromobiliais Jungtinėse Valstijose išaugo po 1891 m., kai A. L. Rykeris sukonstravo triratį elektromobilį, o Viljamas Morisonas - šešių keleivių vagoną.

1899 ir 1900 m. Amerikoje buvo geriausi metai elektra varomiems automobiliams, nes jų buvo parduota daugiau nei visų kitų tipų automobilių (garo, benzininių ir dyzelinių). Vienas iš pavyzdžių buvo 1902 m. Čikagoje veikiančios "Woods Motor Vehicle Company" sukonstruotas "Phaeton", kurio rida siekė 18 mylių, maksimalus greitis - 14 mylių per valandą, o kaina - 2 000 JAV dolerių. (Tuo metu tarp miestų buvo mažai gerų kelių, todėl dažniausiai buvo važinėjama trumpais atstumais). Elektromobiliai galėjo nuvažiuoti tokį pat atstumą kaip ir garo varikliais varomi automobiliai, o jų užvedimas neužtrukdavo 30-40 minučių. Benzininiai varikliai smirdėjo ir buvo triukšmingi.

Tačiau vėliau vidaus degimo varikliai (naudojantys benziną ir dyzeliną) buvo labai patobulinti, ir automobiliai, naudojantys šiuos variklius, galėjo nuvažiuoti daug toliau ir greičiau nei kiti automobiliai.

Kai kurie žmonės savo garažuose gamino elektrinius automobilius, išėmę variklį ir įdėję elektros variklį bei akumuliatorius, tačiau ilgą laiką nė viena didelė automobilių bendrovė negamino elektrinių automobilių. Tik dešimtojo dešimtmečio pabaigoje didelės automobilių bendrovės vėl pradėjo gaminti elektromobilius. Garsiausias iš jų buvo GM EV-1. Dabar susidomėjimas alternatyviais degalais varomomis transporto priemonėmis auga.

"General Motors EV-1" (Elektrinė transporto priemonė - 1)


Kaimo vežėjas automobiliu prie pašto dėžučių, apie 1910 m.

Elektromobilių rūšys

Grynai elektriniai automobiliai

Tokio tipo automobiliai neturi vidaus degimo variklio, o yra varomi vien tik elektros varikliais, kurie energiją gauna ne tik iš variklio, bet ir kitais būdais.

• Kuro elementas gamina elektros energiją iš vandenilio. Vandenilis yra labai paplitęs, tačiau jį sunku saugoti. Jį galima pagaminti iš vandens, bet dažniausiai jis gaminamas iš gamtinių dujų. Tokie automobiliai yra labai reti, nes nėra daug vietų, kur galima įsipilti vandenilio, todėl jų pagaminama nedaug. Viena iš nedaugelio bendrovių, gaminančių degalų elementais varomus automobilius, yra "Toyota", gaminanti "Mirai".
• Saulės elementas kaupia saulės energiją kaip elektros energiją, kad automobilis galėtų važiuoti. Tačiau saulės spindulių, kurie patenka į saulės automobilį, nepakanka, kad pilno dydžio automobilis judėtų labai greitai, ir jis negali veikti naktį, nebent kur nors kauptų energiją. Kasmet vyksta varžybos, kuriose siekiama išsiaiškinti, kas pagamins automobilį, kuris nuvažiuos toliausiai naudodamas tik saulės energiją.
• Akumuliatorinėje elektrinėje transporto priemonėje (BEV) elektros energija kaupiama dideliame akumuliatoriuje, esančiame automobilyje. Akumuliatoriai energiją gauna iš elektros energijos šaltinio, esančio už automobilio ribų, paprastai iš elektros lizdo, kaip ir namuose. Tai labiausiai paplitusi šiandien naudojamų elektromobilių rūšis. Daugelio pasaulio šalių vyriausybės skatina viešose vietose įrengti įkrovimo stoteles, kuriose yra kištukas, galintis įkrauti daugumą iš tinklo įkraunamų automobilių tipų. BEV automobilius gamina šios bendrovės: "Nissan", gaminanti "Leaf", ir "Mitsubishi Motors", gaminanti "i-miEV". JAV bendrovė "Tesla" garsėja tuo, kad gamina labai greitai įkraunamus BEV automobilius, pavyzdžiui, "Roadster" (sportinį automobilį), o neseniai - "Model S".

Hibridiniai automobiliai

Hibridas - tai dviejų dalykų derinys. Šiuo atveju tai yra elektros variklis ir kitos rūšies energija, pavyzdžiui, variklis. Dėl šios priežasties hibridinės transporto priemonės nėra tikros elektrinės transporto priemonės.

• Hibridinėje elektrinėje transporto priemonėje (HEV) yra ir vidaus degimo variklis, ir ratus varantis elektros variklis. Paprastai elektros variklis naudojamas važiuojant nedideliu greičiu, o automobiliui važiuojant greičiau - vidaus degimo variklio galia. Variklis energiją gauna iš benzino, dyzelino ar bet kurios kitos rūšies degalų ir gali gaminti elektros energiją, kuri kaupiama akumuliatoriuose, kad vėliau būtų naudojama su elektros varikliu. Akumuliatorių baterija yra daug mažesnė nei grynojo elektromobilio, ir nors automobilis gali važiuoti neįjungęs dujinio variklio, jis negali nuvažiuoti labai toli, kol akumuliatoriuje išseks energija ir teks įjungti dujinį variklį. Toyota Prius yra geriausiai parduodamas visų laikų HEV automobilis, tačiau daugelis kitų pasaulio bendrovių, pavyzdžiui, Honda (Clarity), BMW (i3) ir Ford (Focus), taip pat gamina hibridinius automobilius, kai kurie iš jų, pavyzdžiui, Honda Civic ir Toyota Camry, turi ir tik dujomis varomų, ir hibridinių versijų. Hibridinė versija paprastai yra brangesnė, nes turi daugiau dalių.
• Įkraunama hibridinė elektrinė transporto priemonė (angl. plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) panaši į įprastą hibridinę elektrinę transporto priemonę, nes turi ir vidaus degimo variklį, ir elektros variklį. Skirtumas tas, kad PHEV turi didesnį akumuliatorių, kurį galima įkrauti naudojant kištuką iš elektros lizdo, kaip ir akumuliatorinę elektrinę transporto priemonę. Tai leidžia automobiliui nuvažiuoti didesnį atstumą vien tik elektros energija nei HEV, kol prireikia panaudoti dujinį variklį. Tačiau akumuliatorius vis dar yra gana mažas, todėl PHEV dažniausiai vien elektra nenuvažiuoja taip toli kaip BEV automobilis. General Motors Chevrolet Volt ir Hyundai Sonata yra tik du iš tinklo įkraunamų hibridinių automobilių pavyzdžiai; Toyota taip pat gamina iš tinklo įkraunamą Prius versiją, o Honda - Clarity.
• Paprasčiausia elektrinė hibridinė transporto priemonė (HEHV) - tai akumuliatorius ir variklis, sumontuoti ant dviračio. Twike yra dengta transporto priemonė, kurioje gali važiuoti du žmonės. Ji gali minti pedalus, važiuoti nuo akumuliatoriaus arba naudoti abu šiuos būdus.

Kitos transporto priemonės

Yra daugybė kitų tipų elektrinių transporto priemonių. Troleibusas (dar vadinamas bepiločiu troleibusu) varomas oro linijomis. Daugelis traukinių maitinimui naudoja geležinkelio elektrifikavimo sistemą. Keliose greitųjų geležinkelių linijose traukiniui judėti naudojami bėgiais varomi magnetai - tai vadinamoji "mag-lev" (magnetinės levitacijos) sistema. Yra elektrinių dviračių ir motociklų bei kai kurių triračių (triračių), pavyzdžiui, "Corbin Motors Sparrow", kuris taip pat buvo matytas Austino Powerso filme "Goldmember".

Dauguma krovininių traukinių yra dyzeliniai elektriniai. Lokomotyvas turi dyzelinį variklį, kuris tiekia elektros energiją, ir elektros variklį, kuris suka ratus. Tačiau pastaraisiais metais atsiranda autobusų ir traukinių, kurie energiją kaupia akumuliatoriuje arba naudoja kitą šaltinį, pavyzdžiui, kuro elementus. Tokioms transporto priemonėms nereikia laidų.

Korbinas Motors Sparrow


Tesla Roadster


"Metra" elektrinis traukinys

Elektromobilių rūšys

Grynai elektriniai automobiliai

Tokio tipo automobiliai neturi vidaus degimo variklio, o yra varomi vien tik elektros varikliais, kurie energiją gauna ne tik iš variklio, bet ir kitais būdais.

• Kuro elementas gamina elektros energiją iš vandenilio. Vandenilis yra labai paplitęs, tačiau jį sunku saugoti. Jį galima pagaminti iš vandens, bet dažniausiai jis gaminamas iš gamtinių dujų. Tokie automobiliai yra labai reti, nes nėra daug vietų, kur galima įsipilti vandenilio, todėl jų pagaminama nedaug. Viena iš nedaugelio bendrovių, gaminančių degalų elementais varomus automobilius, yra "Toyota", gaminanti "Mirai".
• Saulės elementas kaupia saulės energiją kaip elektros energiją, kad automobilis galėtų važiuoti. Tačiau saulės spindulių, kurie patenka į saulės automobilį, nepakanka, kad pilno dydžio automobilis judėtų labai greitai, ir jis negali veikti naktį, nebent kur nors kauptų energiją. Kasmet vyksta varžybos, kuriose siekiama išsiaiškinti, kas pagamins automobilį, kuris nuvažiuos toliausiai naudodamas tik saulės energiją.
• Akumuliatorinėje elektrinėje transporto priemonėje (BEV) elektros energija kaupiama dideliame akumuliatoriuje, esančiame automobilyje. Akumuliatoriai energiją gauna iš elektros energijos šaltinio, esančio už automobilio ribų, paprastai iš elektros lizdo, kaip ir namuose. Tai labiausiai paplitusi šiandien naudojamų elektromobilių rūšis. Daugelio pasaulio šalių vyriausybės skatina viešose vietose įrengti įkrovimo stoteles, kuriose yra kištukas, galintis įkrauti daugumą iš tinklo įkraunamų automobilių tipų. BEV automobilius gamina šios bendrovės: "Nissan", gaminanti "Leaf", ir "Mitsubishi Motors", gaminanti "i-miEV". JAV bendrovė "Tesla" garsėja tuo, kad gamina labai greitai įkraunamus BEV automobilius, pavyzdžiui, "Roadster" (sportinį automobilį), o neseniai - "Model S".

Hibridiniai automobiliai

Hibridas - tai dviejų dalykų derinys. Šiuo atveju tai yra elektros variklis ir kitos rūšies energija, pavyzdžiui, variklis. Dėl šios priežasties hibridinės transporto priemonės nėra tikros elektrinės transporto priemonės.

• Hibridinėje elektrinėje transporto priemonėje (HEV) yra ir vidaus degimo variklis, ir ratus varantis elektros variklis. Paprastai elektros variklis naudojamas važiuojant nedideliu greičiu, o automobiliui važiuojant greičiau - vidaus degimo variklio galia. Variklis energiją gauna iš benzino, dyzelino ar bet kurios kitos rūšies degalų ir gali gaminti elektros energiją, kuri kaupiama akumuliatoriuose, kad vėliau būtų naudojama su elektros varikliu. Akumuliatorių baterija yra daug mažesnė nei grynojo elektromobilio, ir nors automobilis gali važiuoti neįjungęs dujinio variklio, jis negali nuvažiuoti labai toli, kol akumuliatoriuje išseks energija ir teks įjungti dujinį variklį. Toyota Prius yra geriausiai parduodamas visų laikų HEV automobilis, tačiau daugelis kitų pasaulio bendrovių, pavyzdžiui, Honda (Clarity), BMW (i3) ir Ford (Focus), taip pat gamina hibridinius automobilius, kai kurie iš jų, pavyzdžiui, Honda Civic ir Toyota Camry, turi ir tik dujomis varomų, ir hibridinių versijų. Hibridinė versija paprastai yra brangesnė, nes turi daugiau dalių.
• Įkraunama hibridinė elektrinė transporto priemonė (angl. plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) panaši į įprastą hibridinę elektrinę transporto priemonę, nes turi ir vidaus degimo variklį, ir elektros variklį. Skirtumas tas, kad PHEV turi didesnį akumuliatorių, kurį galima įkrauti naudojant kištuką iš elektros lizdo, kaip ir akumuliatorinę elektrinę transporto priemonę. Tai leidžia automobiliui nuvažiuoti didesnį atstumą vien tik elektros energija nei HEV, kol prireikia panaudoti dujinį variklį. Tačiau akumuliatorius vis dar yra gana mažas, todėl PHEV dažniausiai vien elektra nenuvažiuoja taip toli kaip BEV automobilis. General Motors Chevrolet Volt ir Hyundai Sonata yra tik du iš tinklo įkraunamų hibridinių automobilių pavyzdžiai; Toyota taip pat gamina iš tinklo įkraunamą Prius versiją, o Honda - Clarity.
• Paprasčiausia elektrinė hibridinė transporto priemonė (HEHV) - tai akumuliatorius ir variklis, sumontuoti ant dviračio. Twike yra dengta transporto priemonė, kurioje gali važiuoti du žmonės. Ji gali minti pedalus, važiuoti nuo akumuliatoriaus arba naudoti abu šiuos būdus.

Kitos transporto priemonės

Yra daugybė kitų tipų elektrinių transporto priemonių. Troleibusas (dar vadinamas bepiločiu troleibusu) varomas oro linijomis. Daugelis traukinių maitinimui naudoja geležinkelio elektrifikavimo sistemą. Keliose greitųjų geležinkelių linijose traukiniui judėti naudojami bėgiais varomi magnetai - tai vadinamoji "mag-lev" (magnetinės levitacijos) sistema. Yra elektrinių dviračių ir motociklų bei kai kurių triračių (triračių), pavyzdžiui, "Corbin Motors Sparrow", kuris taip pat buvo matytas Austino Powerso filme "Goldmember".

Dauguma krovininių traukinių yra dyzeliniai elektriniai. Lokomotyvas turi dyzelinį variklį, kuris tiekia elektros energiją, ir elektros variklį, kuris suka ratus. Tačiau pastaraisiais metais atsiranda autobusų ir traukinių, kurie energiją kaupia akumuliatoriuje arba naudoja kitą šaltinį, pavyzdžiui, kuro elementus. Tokioms transporto priemonėms nereikia laidų.

Korbinas Motors Sparrow


Tesla Roadster


"Metra" elektrinis traukinys

Privalumai ir trūkumai

Privalumai: Šiose transporto priemonėse naudojamas elektros variklis, todėl jos labai tylios, neskleidžia kvapo ir neteršia aplinkos išmetamosiomis dujomis. Jas galima naudoti net patalpose. Benzinui ir dyzelinui gaminti naudojama nafta yra ribotas išteklius - jos neužteks amžinai ir ji brangsta. Jei elektra akumuliatorinei transporto priemonei tiekiama iš atsinaujinančio energijos šaltinio, pavyzdžiui, vėjo malūno, saulės baterijų, geoterminės ar hidroelektrinės energijos, ji neišskiria tiek daug visuotinio atšilimo dujų.

Trūkumai: Akumuliatoriai nesukaupia daug energijos, be to, jie yra dideli ir sunkūs, todėl transporto priemonės paprastai negali nuvažiuoti labai toli. Akumuliatorius įkraunamas per ilgą laiką, kartais per daug valandų. Geri akumuliatoriai gali būti labai brangūs, be to, visus akumuliatorius po kurio laiko reikia pakeisti. Dauguma elektros energijos Jungtinėse Valstijose gaunama iš anglių arba gamtinių dujų, todėl elektrinė transporto priemonė, varoma elektra iš vienos iš šių elektrinių, vis tiek prisidės prie globalinio atšilimo dujų.

Privalumai ir trūkumai

Privalumai: Šiose transporto priemonėse naudojamas elektros variklis, todėl jos labai tylios, neskleidžia kvapo ir neteršia aplinkos išmetamosiomis dujomis. Jas galima naudoti net patalpose. Benzinui ir dyzelinui gaminti naudojama nafta yra ribotas išteklius - jos neužteks amžinai ir ji brangsta. Jei elektra akumuliatorinei transporto priemonei tiekiama iš atsinaujinančio energijos šaltinio, pavyzdžiui, vėjo malūno, saulės baterijų, geoterminės ar hidroelektrinės energijos, ji neišskiria tiek daug visuotinio atšilimo dujų.

Trūkumai: Akumuliatoriai nesukaupia daug energijos, be to, jie yra dideli ir sunkūs, todėl transporto priemonės paprastai negali nuvažiuoti labai toli. Akumuliatorius įkraunamas per ilgą laiką, kartais per daug valandų. Geri akumuliatoriai gali būti labai brangūs, be to, visus akumuliatorius po kurio laiko reikia pakeisti. Dauguma elektros energijos Jungtinėse Valstijose gaunama iš anglių arba gamtinių dujų, todėl elektrinė transporto priemonė, varoma elektra iš vienos iš šių elektrinių, vis tiek prisidės prie globalinio atšilimo dujų.