От них не спрятаться. Автомобили доминируют в американском ландшафте, особенно в плотно заселенных городских центрах. Они являются не просто средством передвижения; это мощная культурная сила. Они сформировали историю и продолжают определять наши текущие и будущие перемещения.
Большинство автомобилей на дорогах все еще работают на бензине. Их двигатели используют цикл Отто — четырехтактный процесс сгорания, названный в честь немецкого инженера Николауса Отто. Эта система сжимает смесь воздуха и топлива для создания движения. Бензин и дизельное топливо были основными источниками энергии еще до того, как Model T Генри Форда появилась на улицах. Критики давно нападают на эту зависимость от нефти. Аргумент прост. Обычные автомобили неэффективны. Они обходятся водителям дороже и наносят вред окружающей среде.
Существуют автомобили на альтернативных видах топлива и гибриды, но они остаются нишевым рынком. В 2008 году в Соединенных Штатах было продано всего около 40 000 гибридов. Эти автомобили используют новые методы экономии топлива и снижения выбросов. Они экологически чисты по своей конструкции. Но они представляют собой лишь малую долю от общего объема продаж.
Трудно поверить сейчас, учитывая гул двигателей внутреннего сгорания повсюду, но электромобили когда-то были популярны. Мы говорим не о прототипах 1990-х годов. Мы говорим о 1890-х годах. Автомобили с бензиновым двигателем тогда только начинали появляться. Электромобили демонстрировали реальный потенциал для массового производства уже тогда. Сегодняшние крупные американские автопроизводители не изобретают что-то новое. Они возрождают старую идею.
Вам интересно узнать об истоках электромобиля? Какими были первые модели? Заботились ли ранние сторонники об устойчивом развитии? Ответы кроются в конце XIX века.
Первый электромобиль
У электромобилей в США удивительно длинная родословная. До того как двигатель внутреннего сгорания стал стандартом, электричество было серьезным претендентом на роль средства личного транспорта. Технология не была футуристической. Она была современной.
Ранние электромобили были простыми. Они не обладали сложной инженерией современных моделей Tesla или Nissan Leaf. Аккумуляторы были тяжелыми. Свинцово-кислотные блоки накапливали ограниченное количество энергии. Запас хода был проблемой. Типичный ранний электромобиль мог проехать только двадцать-тридцать миль на одном заряде. Это ничто по сравнению с сегодняшними стандартами. Однако для городской езды этого было достаточно.
Городские улицы были короткими. Поездки на работу были краткими. Электромобили преуспевали в городских условиях. Они были тихими. Они не производили выхлопных газов. Это было значительным преимуществом в переполненных городах, где качество воздуха уже было плохим из-за сжигания угля и конского навоза. Отсутствие шумового загрязнения делало их желанными для жилых районов.
Кто управлял этими ранними электромобилями? Они были дорогими. Первоначальная цена покупки была высокой. Обслуживание также обходилось дорого. Только богатые могли позволить себе их покупку. Богатые женщины, в частности, отдавали предпочтение электромобилям. Вождение бензинового автомобиля было грязным и трудным. Приходилось заводить двигатель вручную с помощью стартерной рукоятки. Для этого требовалась физическая сила. Электромобили заводились нажатием кнопки. Они были чистыми. Они были просты в управлении.
Инфраструктура поддерживала это раннее внедрение. Электрические зарядные станции начали появляться в городских районах. Зарядка дома была возможна для тех, у кого была соответствующая проводка. Сеть расширялась. Технология улучшалась.
Но у бензина были свои преимущества. Открытие крупных нефтяных месторождений в Техасе и Калифорнии снизило цену на топливо. Бензин стал дешевым. Нефтеперерабатывающие заводы увеличили масштабы производства. Цена на автомобиль с бензиновым двигателем значительно упала. Электромобили оставались предметом роскоши. Они не могли конкурировать по цене.
Надежность была еще одним фактором. Батареи ранних электромобилей быстро деградировали. Они требовали частой замены. Бензиновые двигатели можно было ремонтировать с помощью базовых инструментов. Механики становились более распространенными. Ремонт электромобилей требовал специализированных знаний.
Несмотря на эти трудности, электромобиль удерживал свои позиции в течение некоторого времени. Это был жизнеспособный вариант для определенных демографических групп и случаев использования. Рынок был небольшим, но он существовал.
Почему электромобили
Большинство автолюбителей считают, что двигатель внутреннего сгорания всегда был явным победителем. Они ошибаются. До того как бензин захватил дороги, рынок был хаотичной битвой идей. Бензин, дизель, пар и электродвигатели боролись за доминирование. Тогда никто не заботился об углеродном следе. Цель была простой: создать что-то, что двигалось бы без педалей.
Легко забыть, что гонка за первое самоходное транспортное средство началась столетия назад. Леонардо да Винчи набросал примитивные концепции в 1400-х годах. Но это были просто рисунки. Реальное движение началось лишь в конце XIX века. И на короткий, яркий момент электромобили выглядели как будущие чемпионы.
Кто построил первый электромобиль?
Точно определить происхождение первого электромобиля сложно. Это полностью зависит от того, как вы определяете слово «автомобиль».
Если вам нужен первый работающий электродвигатель в транспортном средстве, обратитесь к Томасу Девенпорту. Этот механик из Вермонта построил небольшой локомотив на батарейках с использованием двух электромагнитов и поворотного механизма в 1834 или 1835 году. Он работал. Он доказал, что концепция была жизнеспособной.
Но это не был автомобиль. Это был тяжелый, дорогой прототип. Материалы, необходимые для электромагнитного дизайна Девенпорта, были чрезвычайно дорогими. Поэтому в течение десятилетий из этого не вышло ничего практичного.
Первый работающий электромобиль не был гладким седаном. Это был громоздкий локомотив, приводимый в движение электромагнитами и батареями, построенный Томасом Девенпортом в середине 1830-х годов.
Другие пионеры работали параллельно. Роберт Андерсон, шотландец, вероятно, создал электрическую карету где-то между 1832 и 1839 годами. Через канал голландский изобретатель Сибрандус Стратинг построил электромагнитную тележку в 1830-х годах. Это были curiosities (диковинки). Они не изменили транспорт.
Первый практичный электромобиль
Переход от прототипа к транспортному средству, готовому к производству, произошел в 1884 году. Именно тогда британский изобретатель Томас Паркер представил свой электромобиль.
Паркер был не просто изобретателем-любителем. Он был человеком, который электрифицировал Лондонское метро. Он понимал масштаб. Он понимал инфраструктуру. Но его мотивация была личной. Лондон задыхался от угольного дыма. Правнук Паркера, Грэм Паркер, отметил, что загрязнение в городе подтолкнуло Томаса к более чистым решениям в области энергетики.
Автомобиль Паркера 1884 года был другим. Он был построен для массового производства. Он был пригоден для езды по общественным улицам. Он был, по всем разумным метрикам, первым практичным электромобилем.
Золотой век электромобилей
Конец XIX и начало XX веков были расцветом электромобиля. На самом деле, до того как Модель T доминировала в разговорах, электромобили часто были более популярны, чем их бензиновые собратья.
Они были тихими. Они не стреляли назад. Они не пахли сгоревшим маслом. Для городских жителей они были идеальным решением.
Так почему же они исчезли?
Ответ кроется в инфраструктуре и масштабах производства. Бензин был дешевым. Батареи были тяжелыми. А затем появилась сборочная линия. Но это история для другой страницы. Пока что помните, что электромобиль — это не новая идея. Это старая идея, которая была прервана.
Взлет и падение раннего доминирования электромобилей
К 1900 году улицы Нью-Йорка, Чикаго и Бостона рассказывали иную историю, чем те дороги, по которым мы ездим сегодня. Из 2370 автомобилей на этих дорогах 800 были полностью электрическими. На долю бензиновых двигателей приходилось лишь 400 единиц. Оставшиеся 1170? На паровом ходу. Пар был знакомым. Он был проверен временем. Электрические автомобили были чистыми, тихими и удивительно эффективными. Они выглядели как конные повозки без лошади. В 1899 году двенадцать производителей в США выпускали их. Они идеально подходили для городских такси, где короткие дистанции и ограниченный запас хода соответствовали городским поездкам на работу.
Бензиновые автомобили были противоположностью. Они были громкими. Они имели отвратительный запах. Их нужно было заводить вручную с помощью стартера. Этот процесс был опасным. Переломы запястья были обычным делом. Топливная эффективность была низкой. Тем не менее, эта громкость и сырая мощь стали экзотической характеристикой. Неэффективность была устранена. Проблемы были решены. Скорость и запас хода стали ключевым отличием.
Почему победили автомобили с двигателем внутреннего сгорания
Электромобили столкнулись с огромным препятствием. Им требовались практичные, перезаряжаемые аккумуляторы. Томас Эдисон пытался решить эту задачу. Изобретатель и сторонник электромобилей потратил время на улучшение технологии. Он увеличил запас хода до 100 миль. Но его батарея имела недостатки. Она была тяжелой. Она легко повреждалась. Она была дорогой. Другие улучшения постигла та же участь.
Генри Форд представил Model T. Американские дороги стали лучше. Существовал спрос на автомобили с большим запасом хода. Двигатель внутреннего сгорания набирал обороты. Он превзошел электродвигатель. Model T была надежной. Она была недорогой. Она давала людям то, что они хотели.
Хронология электромобилей и будущее
История электромобиля не закончилась на рубеже 20-го века. Прототипы появились в 1960-х и 1970-х годах. Компания General Motors выпустила EV1. Он получил широкую огласку в 1990-х годах. Документальный фильм 2006 года «Кто убил электромобиль?» был посвящен ему. За ним последовал Toyota RAV4 EV. Появился Tesla Roadster. Оба привлекли внимание. Высокая стоимость не позволила им выйти на массовый рынок.
Три крупнейшие американские автопроизводители объявили о планах по выпуску доступных электромобилей. Новая история может начаться уже скоро.
Как работают электромобили
Понимание механики помогает объяснить ранние неудачи и современные успехи. Ранние батареи не обладали высокой энергоемкостью. Современные литий-ионные аккумуляторы решают эту проблему. Эффективность двигателя остается высокой. Рекуперативное торможение восстанавливает энергию.
Как работают аккумуляторы электромобилей
Химический состав батарей обусловил раннюю стагнацию отрасли. Свинцово-кислотные аккумуляторы были тяжелыми. Никель-металлгидридные батареи предлагали лучшую плотность энергии, но оставались дорогими. Литий-ионные технологии совершили революцию в этой сфере. Энергоемкость на килограмм увеличилась. Тревога о запасе хода уменьшилась.
Как работают лаборатории по тестированию электромобилей
Испытательные центры подтверждают безопасность и производительность. Краш-тесты моделируют реальные столкновения. Системы терморегулирования предотвращают перегрев. Обновления программного обеспечения повышают эффективность с течением времени.
Как работают комплекты для конверсии электромобилей
Энтузиасты переоборудуют классические автомобили. Двигатели внутреннего сгорания демонтируются. Устанавливаются электродвигатели и аккумуляторные блоки. Это сохраняет винтажный внешний вид. Это обеспечивает современные характеристики. Это требует значительных механических навыков.
5 способов улучшения аккумуляторных батарей гибридных автомобилей
- Ячейки с более высокой энергоемкостью.
- Улучшенные системы терморегулирования.
- Химический состав с большим количеством циклов заряда-разряда.
- Возможности более быстрой зарядки.
- Снижение производственных затрат.
Викторина об электромобилях
Проверьте свои знания по ранней истории автомобилестроения. Знаете ли вы, что паровые автомобили были популярнее бензиновых в некоторых городах? Использовались ли ранние электромобили в основном в качестве такси? Понимание прошлого объясняет текущее состояние рынка.
