Detailní historie elektro-automobilu
Historii elektromobility a jejího vývoje je možné rozdělit na několik hlavních časových segmentů:
- 1890–1929 prvopočátky elektromobility,
- 1895–1905 dominance elektromobilů,
- 1930–1989 střední věk,
- 1990–2022 současnost.
1890–1929 prvopočátky, aneb jak to začalo
Prvními zeměmi, které se dle [1] a dochovalých veřejných informací začaly zabývat o elektromobilitu, jsou Anglie, Francie a USA. [1]
Prvním elektrickým vozidlem pro osobní přepravu je dle [1] tricykl, překonfigurovaný na elektrický pohon. Tento tricykl nesl jméno „Hillman Sociable tricycle“ a jeho vynálezcem byl M. Raffard ve Francii v roce 1895. První komerční využití osobních elektromobilů bylo zaznamenáno kolem roku 1897. V New York City byla komerčně provozována taxislužba, která využívala elektricky poháněná vozidla.
Překvapivé je, že v letech 1899 a 1900 elektromobily dominovaly trhu. Zlatá éra elektromobilů v letech 1895–1914 se vyznačovala experimentální tvorbou vozidel, designérskými experimenty a technickým posunem výroby vpřed. Po tomto zlatém věku však nastala standardizace a normalizace, která měla nedílný přínos na bezpečnost, ale zamezila, resp. ztížila možnost experimentace. [1]
Dr. Ferdinand Porsche pomohl zdokonalit koncept elektromobility a hybridních vozidel v jejich počátcích. Porsche stál za vývojem nového upevnění řídícího systému, které eliminovalo nutnost složitého přenosu energie tím, že elektromotory byly spojeny s předními koly. Bohužel hybridní automobil s tímto způsobem řízení nebyl v letech 1809–1929 pro firmu, v níž Porsche pracoval, příliš finančně efektivní a proto se Porsche začal orientovat na automobily se spalovacím motorem. [1]
Obr. 2 Lohner-Porsche, Elektric Coupe 1899 [1].
Éra vylepšování
V Americe v letech 1880 bylo považováno vytváření tehdejších „karosérií“ a vizuálů dopravního prostředku za významnější, než samotná mechanika a elektronika. Do karosérií vozů byly vkládány technologie jako například elektricky napájená vnější světla, světla v interiérech a dokonce vyhřívání nohou. Časem došlo ke zdokonalení automobilu použitím pružinových tlumičů, vylepšených brzdných systémů apod.[1]
Nabíjecí hydrant
Na přelomu 19. a 20. století došlo v New Yorku k instalaci tzv. „nabíjecích hydrantů“. Tento hydrant se skládal z wattmetru, voltmetru, základního řízení a regulace, vypínače a připojovacích terminálů. Za elektrickou energii se platilo mincemi přímo v hydrantu. Podle částky, která byla vhozena do automatu, mohl zákazník nabíjet baterie svého elektromobilu zvoleným množstvým energie. Tehdejší průměrná cena za 1 kWh z nabíjecího hydrantu se pohybovala okolo 2,5 centu. Ovšem instalační cena takového hydrantu nebyla nízká a vznikal problém s návratností investice. [1]
Dle [1] se jednalo o problém kladné zpětné vazby - pokud bude více elektromobilů, bude vyšší poptávka po hydrantech, pokud bude více hydrantů a tato technologie bude dostupnější, bude poptávka po elektromobilech.
První elektrický automobil v USA
Jeden z prvních Amerických elektroautomobilů byl postaven inženýry Henry Morris a Pedro Salom. Tento automobil byl nazván Electrobat. [1]
Obr. 3 Morris a Salom v roce 1894 a jejich vozidlo Electrobat [5].
Morris a Salom byli průkopníci business modelu, kdy jedna firma nabízela více modelů produktu najednou. Zákazník měl tedy na výběr více možností. Tento elektromobil a business model se brzy uchytily a jejich firma Electric Carriage and Wagon Company vyráběla EV pro již dříve zmíněnou taxi službu z New Yorku. Jednou z jejich inovací bylo umístění motorů, baterií a převodů k přední části automobilu. To umožnilo využití podobných vozidel, jako když byly taženy koňským spřežením. Tento princip je nazván „Tracteur“. [1]
V letech 1890–1920 došlo k vytvoření a odkoupení mnoha firem, které se zajímaly o výrobu EV, baterií nebo jiných částí automobilů. [1]
Cena elektromobilu v roce 1899 v USA
Cena EV od firmy Columbia Automobiles v roce 1899 byla 5 000 dollarů. [1]
Hybridní elektromobily v dávných dobách
Automobily na hybridní pohon jsou známy už delší dobu.
Na „Third Annual Automobile and Cycle Show in Paris“ v roce 1901 byl představen jeden z mnoha hybridních automobilů. Hybridní automobily se v tu dobu stávaly značně populární. Zajímavý hybrid byl představen výrobcem Camille Jenatzy. [1]
Hybrid obsahoval spalovací motor a elektromotor. Oba mohly pracovat nezávisle na sobě. Spalovací motor mohl být spojen s malým dynamem, které bylo schopné dobíjet akumulátory. Toto dynamo mohlo také při jízdě z kopce opět dobíjet akumulátory. V roce 1902 Jenatzy představil automobil, jehož každé zadní kolo bylo poháněno zvlášť. K ovládání sloužil rheostat, který umožňoval řidiči využít až 10 různých přednastavených poloh, které odpovídaly 10 rychlostem. [1]
Nejspíše první vozidlo, které při brzdění umožňovalo přeměnu kinetické energie na elektrickou představil v roce 1897 M.A. Darracq. [1]
Mnoho výrobků
V této době počátků elektromobility bylo produkováno mnoho zajímavých modelů a výrobků. Více o historii vyráběných modelů je možné získat čtením literatury [1].
1930–1989 EV v době krize
Ve 20. století nebyla EV (electric vehicle, elektrická vozidla) podporována. Klasické automobily se spalovacím motorem využívaly levné pohonné hmoty, měly vyšší dojezdovou vzdálenost a byly obecně dostupnější. Tento trend platil převážně v období 2. světové války, kdy byla finanční krize a veškeré pohonné hmoty byly využívány pro armádu. [1]
Jak se blížil konec 20. století, zvyšovalo se povědomí veřejnosti a vedení států ohledně klimatických dopadů využívání spalovacích motorů. Toto uvědomění o existenci dopadů na životní prostředí vedlo k vytváření legislativy a podniknutí určitých kroků k zamezení zvyšování negativních dopadů dopravních prostředků. [1]
Od roku 2002 byl znovu spuštěn vývoj a výzkum v oblasti dopravy osobními a nákladními vozidly, které mají nižší dopad na životní prostředí. Tento vývoj a výzkum byl financován z daní daňových poplatníků, grantů a spoluprací vlád a průmyslu. [1]
Roky krize a pád trhu
Krize, pád trhu v roce 1929 a začátek desetileté deprese prakticky ukončil produkci elektromobilů v USA a omezil výrobu v Evropě a Anglii. Produkce elektromobilů opět započata v době 2. světové války, kdy nedostatek pohonných hmot přiměl zákazníky vyhledávat alternativní příležitosti. [1]
Během válečných let bylo vytvářeno několik druhů modelů automobilů a hybridů. Popis některých z nich je možné nalézt v [1].
Asi nejvíce úspěšným elektroautomobilem v šedesátých letech byl Enfield 8000, který byl vyráběn v Londýně. Disponoval párem dveří, čtyřmi místy k sezení. Udávaná délka dojezdu byla 90 km a rychlost 60 km/h. Byl poháněn osmi koňovým motorem, který byl napájen z osmi dvanácti voltových baterií. Bylo vyrobeno pouze 106 kusů, protože cena byla pro soukromé zákazníky příliš vysoká. [1]
Obr. 4 Enfield 8000 [2].
Nadnárodní firmy stále pracovaly na EV
Některé ze světových firem neustále zkoušely vyvíjet nové technologie, které by bylo možné efektivně využít při výrobě elektromobilů. Největší snaha byla získat zdroj energie (baterie), který by splňoval požadavky spolehlivosti, dostatečné kapacity, nízké hmotnosti, efektivního uskladnění energie apod.
Nissan
Oproti tomu v Japonsku firma Nissan představila elektromobil, tzv. battery-battery hybrid s označením EV4H, který obsahoval olověné a zink-vzduchové baterie. Jeho udávaný dojezd byl 250 až 490 km na nabití a maximální rychlost byla 85 km/h. [1]
Obr. 5 Nissan EV4 v roce 1973 [6].
Ford
Ani firma Ford nezůstala pozadu a v roce 1990 představila model Ecostar. Který ovšem nikdy nebyl prodáván komerčně a byl pouze testován. Ford také představil vozidlo Th!nk, které sklidilo značný úspěch v Norsku. Ovšem firma se rozhodla nezaměřovat se na čistě elektrická vozidla ale zaměřit svůj výzkum na hybridní vozidla a vozidla poháněná palivovými články. [1]
Obr. 6 Ford Ecostar 1992 [7].
General Motors
Firma General Motors značně experimentovala s vývojem EV v posledních dekádách 20. století. Vyvinuly např. ultralight, který byl vytvořen z karbonových vláken. Toto vozidlo zůstalo však pouze prototypem, protože cena použitých uhlíkových vláken byla značně vysoká. Dále vyvíjené automobily tímto výrobcem čerpaly právě z poznatků, které byly získány při vývoji prototypů ultralightu. [1]
GM vyvinulo tzv. Magne-Charge nabíjecí systém, který umožňoval nabíjet elektromobil i při dešti. GM však pro svůj model General Motors EV1 z roku 1996 zvolilo nevhodný business model a automobily pouze pronajímalo vybraným zákazníkům, kteří měli roční příjem vyšší než 125 000 dollarů. Protože se tento formát netěšil velikému zájmu, tak bylo GM nuceno snížit měsíční nájem tohoto vozidla. Před snížením leasingu si toto vozidlo pronajímalo pouze 176 zákazníků. [1]
Obr. 7 General Motors EV1 1996 [8].
Tesla
Automobilová značka Tesla vznikla relativně nedávno. V červenci 2003 jí založili Martin Eberhard a Marc Tarpenning. Firma vydala svoje první komerčně dostupné vozidlo se jménem Tesla Roadster v roce 2008. [4]
Obr. 8 Tesla Roadster Sport 2.5 2008 [9].
Přelom století
Po přelomu 20. a 21. století se vlivem rozvoje techniky zvýšil také vývoj hybridních a elektrických vozidel. O některých z nich je možné získat informace v [1].