Kaj je električno vozilo? Definicija, zgodovina in vrste

Ni jasno, kdo je bil prvi izumitelj, vendar je Madžar Ányos Jedlik leta 1828 izdelal majhen model delujočega električnega avtomobila. V tridesetih letih 19. stoletja so Robert Anderson s Škotske, profesor Stratingh z Nizozemske in Thomas Davenport, kovač iz Vermonta, izdelali električna vozila. Davenport naj bi bil izumitelj električnega motorja na enosmerni tok. Leta 1865 je Gaston Plante iz Francije izdelal boljšo baterijo. Leta 1886 je izumitelj Frank Sprague iz Connecticuta pomembno spremenil električni motor.

Velika Britanija in Francija sta bili na začetku vodilni pri izdelavi boljših električnih avtomobilov. Zanimanje za električni avtomobil v ZDA se je povečalo po letu 1891, ko je A. L. Ryker izdelal trikolesni električni avtomobil, William Morrison pa šestsedežnik.

Leta 1899 in 1900 sta bili najboljši leti za električne avtomobile v Ameriki, saj so presegli prodajo vseh drugih vrst avtomobilov (parnih, bencinskih in dizelskih). Primer je bil model Phaeton iz leta 1902, ki ga je izdelalo podjetje Woods Motor Vehicle Company iz Chicaga in je imel doseg 18 milj, največjo hitrost 14 milj na uro in je stal 2 000 USD. (V tistem času je bilo med mesti malo dobrih cest, zato je bila večina voženj namenjena kratkim razdaljam). Električni avtomobili so lahko prevozili enako razdaljo kot avtomobili na parni pogon in niso potrebovali 30 do 40 minut za zagon. Bencinski motorji so bili smrdljivi in glasni.

Nato pa so se motorji z notranjim izgorevanjem (ki so uporabljali bencin in dizelsko gorivo) močno izboljšali in avtomobili s temi motorji so lahko vozili veliko dlje in hitreje kot drugi avtomobili.

Nekateri so električne avtomobile izdelovali v svojih garažah tako, da so odstranili motor in vgradili električni motor in baterije, vendar dolgo časa nobeno veliko avtomobilsko podjetje ni izdelovalo električnih avtomobilov. Šele konec devetdesetih let prejšnjega stoletja so velika avtomobilska podjetja spet začela izdelovati električne avtomobile. Najbolj znan je bil GM-ov EV-1. Zdaj zanimanje za vozila na alternativna goriva narašča.

Čisto električni avtomobili

Te vrste avtomobilov nimajo motorja z notranjim izgorevanjem, temveč jih v celoti poganjajo električni motorji, ki energijo pridobivajo na različne načine, ne le z motorjem.

• Gorivna celica proizvaja električno energijo iz vodika. Vodik je zelo razširjen, vendar ga je težko shranjevati. Lahko se pridobiva iz vode, vendar se običajno pridobiva iz zemeljskega plina. Ti avtomobili so zelo redki, saj ni veliko mest, kjer bi lahko napolnili vodik, zato jih ni veliko. Eno redkih podjetij, ki izdeluje avtomobile na gorivne celice, je Toyota z modelom Mirai.
• Sončna celica shranjuje sončno energijo kot električno energijo, ki omogoča vožnjo avtomobila. Vendar sončna svetloba, ki pade na sončni avtomobil, ni dovolj, da bi se avtomobil polne velikosti premikal zelo hitro, in ne more delovati ponoči, razen če nekje shranjuje energijo. Vsako leto poteka tekmovanje, kdo bo izdelal avtomobil, ki bo najdaljši samo na sončno energijo.
• Baterijsko električno vozilo (BEV) shranjuje električno energijo v veliki bateriji v avtomobilu. Akumulatorji dobivajo energijo iz električnega omrežja zunaj avtomobila, običajno iz električne vtičnice, kakršne so v hiši. To je najpogostejša vrsta električnega avtomobila, ki jo lahko vidimo danes. Številne vlade po svetu spodbujajo, da se na javnih mestih namestijo polnilne postaje, ki imajo vtič, s katerim je mogoče napolniti večino vrst priključnih avtomobilov. Med podjetji, ki izdelujejo avtomobile BEV, sta Nissan, ki ima model Leaf, in Mitsubishi Motors, ki izdeluje model i-miEV. Ameriško podjetje Tesla je znano po tem, da izdeluje vozila BEV, ki se zelo hitro napolnijo, kot sta Roadster (športni avtomobil) in nedavno Model S.

Hibridni avtomobili

Hibrid je kombinacija dveh stvari. V tem primeru je to električni motor in druga vrsta pogona, na primer motor. Zato hibridna vozila niso prava električna vozila.

• Hibridno električno vozilo (HEV) ima motor z notranjim izgorevanjem in električni motor, ki poganja kolesa. Običajno se električni motor uporablja pri majhnih hitrostih, pri hitrejši vožnji pa se uporablja moč motorja z notranjim izgorevanjem. Motor pridobiva moč iz bencina, dizelskega goriva ali katere koli druge vrste goriva in lahko proizvaja električno energijo, ki se shrani v baterije, da se pozneje uporabi z električnim motorjem. Baterija je veliko manjša kot pri povsem električnem vozilu, in čeprav lahko vozilo vozi brez zagona bencinskega motorja, ne more voziti zelo daleč, preden se baterija izprazni in je treba zagnati bencinski motor. Toyota Prius je najbolje prodajano električno vozilo vseh časov, vendar tudi številna druga podjetja po svetu, kot so Honda (z modelom Clarity), BMW (z modelom i3) in Ford (z modelom Focus), izdelujejo hibridne avtomobile, od katerih so nekateri, kot sta Honda Civic in Toyota Camry, na voljo tako v različici z izključno plinskim kot hibridnim pogonom. Hibridna različica je običajno dražja, ker ima več delov.
• Priključno hibridno električno vozilo (PHEV) je podobno običajnemu hibridnemu električnemu vozilu, saj ima motor z notranjim izgorevanjem in električni motor. Razlika je v tem, da ima PHEV večjo baterijo, ki jo je mogoče polniti z vtičem iz vtičnice, tako kot baterijsko električno vozilo. Tako lahko vozilo samo na električno energijo prevozi daljšo pot kot HEV, preden je treba uporabiti plinski motor. Vendar je baterija še vedno precej majhna, kar pomeni, da vozilo PHEV najpogosteje samo na električno energijo ne prevozi tako daleč kot vozilo BEV. Chevrolet Volt podjetja General Motors in Sonata podjetja Hyundai sta le dva primera priključnih hibridov, Toyota pa izdeluje tudi priključno različico modela Prius in Honda model Clarity.
• Električno hibridno vozilo (HEHV) je v svoji najpreprostejši obliki baterija in motor, nameščena na kolo. Twike je pokrito vozilo, v katerem lahko sedita dve osebi. Lahko se vozi s pedali, z baterijo ali z obema možnostma.

Druga vozila

Obstajajo še številne druge vrste električnih vozil. Trolejbus (imenovan tudi brezpotni trolejbus) za pogon uporablja nadzemne električne vode. Številni vlaki za napajanje uporabljajo železniški elektrifikacijski sistem. Nekaj železniških prog za visoke hitrosti za premikanje vlaka uporablja magnete v progi, ki jih poganjajo v sistemu, imenovanem "mag-lev" (magnetna levitacija). Obstajajo električna kolesa in motorna kolesa ter nekatera trikolesa (trike), kot je Corbin Motors Sparrow, ki smo ga videli tudi v filmu Austina Powersa Goldmember.

Večina tovornih vlakov je dizelsko-električnih. Lokomotiva ima dizelski motor, ki zagotavlja elektriko, in električni motor, ki poganja kolesa. V zadnjih letih pa se pojavljajo tudi avtobusi in vlaki, ki svojo energijo shranjujejo v bateriji ali uporabljajo druge vire, kot so gorivne celice. Takšna vozila ne potrebujejo žic.

Prednosti: Ta vozila uporabljajo električni motor, zato so zelo tiha, brez vonja in onesnaževanja z izpušnimi plini. Uporabljajo se lahko tudi v zaprtih prostorih. Nafta za bencin in dizelsko gorivo je omejen vir - ne bo trajala večno in postaja vse dražja. Če elektrika za baterijsko električno vozilo prihaja iz obnovljivih virov energije, kot so vetrnica, sončne celice, geotermalna ali vodna energija, potem ne bo proizvajalo toliko plinov, ki povzročajo globalno segrevanje.

Slabosti: Baterije ne hranijo veliko energije, poleg tega so velike in težke, zato vozila običajno ne morejo voziti daleč. Za polnjenje baterije je potrebno veliko časa, včasih več ur. Dobre baterije so lahko zelo drage in vse baterije je treba po določenem času zamenjati. Večina električne energije v Združenih državah Amerike prihaja iz premoga ali zemeljskega plina, zato bo električno vozilo, ki ga poganja elektrika iz ene od teh elektrarn, še vedno prispevalo k emisijam plinov, ki povzročajo globalno segrevanje.