Elektriskie transportlīdzekļi: definīcija, vēsture un pielietojums

Nav skaidrs, kurš bija pirmais izgudrotājs, taču 1828. gadā Ányos Jedlik no Ungārijas uzbūvēja nelielu funkcionējoša elektromobiļa modeli. Savukārt 1830. gados Robert Anderson no Skotijas, profesors Stratingh no Holandes un kalējs no Vermontas Tomass Davenports konstruēja elektriskos transportlīdzekļus. Davenportu uzskata par līdzstrāvas elektromotora izgudrotāju. 1865. gadā Gastons Plante no Francijas izgatavoja labāku akumulatoru. Izgudrotājs Frenks Spraugs no Konektikutas 1886. gadā veica būtiskas izmaiņas elektromotora konstrukcijā.

Lielbritānija un Francija bija pirmās līderes labāku elektrisko automobiļu ražošanā. Interese par elektromobiļiem ASV pieauga pēc 1891. gada, kad A. L. Rikers uzbūvēja trīsriteņu elektromobili, bet Viljams Morisons - sešu pasažieru vagonu.

1899. un 1900. gads Amerikā bija labākie gadi elektromobiļiem, jo tie pārspēja visu pārējo veidu automobiļus (tvaika, benzīna un dīzeļdzinēja). Viens no piemēriem bija Čikāgas Woods Motor Vehicle Company 1902. gadā būvētais Phaeton, kura nobraukums bija 18 jūdzes, maksimālais ātrums - 14 mph un cena - 2000 ASV dolāru. (Tajā laikā starp pilsētām bija maz labu ceļu, tāpēc lielākoties brauca īsus attālumus). Elektriskie automobiļi varēja nobraukt tikpat tālu kā ar tvaiku darbināmie automobiļi, un to iedarbināšana neprasīja 30 līdz 40 minūtes. Benzīna dzinēji bija smirdīgi un trokšņaini.

Taču tad iekšdedzes dzinēji (kas izmantoja benzīnu un dīzeļdegvielu) tika ievērojami uzlaboti, un automašīnas, kas izmantoja šos dzinējus, varēja braukt daudz tālāk un ātrāk nekā citas automašīnas.

Daži cilvēki savās garāžās izgatavoja elektriskos automobiļus, izjaucot dzinēju un ievietojot elektromotoru un akumulatorus, taču ilgu laiku neviens liels autobūves uzņēmums neizgatavoja elektrisko automobili. Tikai 90. gadu beigās lielie autobūves uzņēmumi atkal sāka ražot elektromobiļus. Slavenākais no tiem bija GM EV-1. Tagad pieaug interese par alternatīvās degvielas transportlīdzekļiem.

Tīri elektriskie automobiļi

Šāda veida automašīnām nav iekšdedzes dzinēja, bet tās tiek darbinātas tikai ar elektromotoru, kas enerģiju iegūst dažādos veidos, nevis ar dzinēju.

• Kurināmā elements ražo elektroenerģiju no ūdeņraža. Ūdeņradis ir ļoti izplatīts, taču to ir grūti uzglabāt. To var iegūt no ūdens, bet parasti to iegūst no dabasgāzes. Šādi automobiļi ir ļoti reti sastopami, jo nav daudz vietu, kur var uzpildīt ūdeņradi, un tāpēc to nav daudz. Viens no nedaudzajiem uzņēmumiem, kas ražo automobiļus ar degvielas elementiem, ir Toyota, kas ražo Mirai.
• Saules baterija uzkrāj saules enerģiju kā elektroenerģiju, kas nodrošina automašīnas kustību. Taču saules gaisma, kas nonāk uz saules bateriju automobiļa, nav pietiekama, lai pilnvērtīgs automobilis kustētos ļoti ātri, un tas nevar darboties naktī, ja vien tas kaut kur neuzkrāj enerģiju. Katru gadu tiek rīkotas sacensības, lai noskaidrotu, kurš var izgatavot automašīnu, kas ar saules enerģiju aizbrauks visdālāk.
• Akumulatora elektriskajā transportlīdzeklī (BEV) elektroenerģija tiek uzkrāta lielā akumulatorā, kas atrodas automašīnas iekšpusē. Akumulatori saņem enerģiju no elektrības avota ārpus automobiļa, parasti no elektriskās rozetes, kas ir līdzīga mājoklī esošajai. Tas ir visizplatītākais mūsdienās sastopamais elektromobiļu veids. Daudzu valstu valdības visā pasaulē mudina publiskās vietās ierīkot uzlādes stacijas, kurās ir kontaktdakša, ar kuru var uzlādēt lielāko daļu no plug-in tipa automobiļiem. BEV automobiļus ražo tādi uzņēmumi kā Nissan, kas ražo Leaf, un Mitsubishi Motors, kas ražo i-miEV. Amerikāņu uzņēmums Tesla ir slavens ar to, ka ražo BEV automobiļus, kas uzlādējas ļoti ātri, piemēram, Roadster (sporta automobilis) un pavisam nesen - Model S.

Hibrīdautomobiļi

Hibrīds ir divu lietu kombinācija. Šajā gadījumā tas ir elektromotors un cita veida spēks, piemēram, dzinējs. Tāpēc hibrīdautomobiļi nav īsti elektriskie transportlīdzekļi.

• Hibrīda elektriskajam transportlīdzeklim (HEV) ir gan iekšdedzes dzinējs, gan elektromotors, kas darbina riteņus. Parasti elektromotors tiek izmantots, braucot ar mazu ātrumu, un, automobilim braucot ātrāk, tiek izmantota iekšdedzes dzinēja jauda. Dzinējs iegūst jaudu no benzīna, dīzeļdegvielas vai cita veida degvielas un var ražot elektroenerģiju, kas tiek uzkrāta akumulatoros, lai vēlāk to izmantotu ar elektromotoru. Akumulators ir daudz mazāks nekā tīri elektriskajam transportlīdzeklim, un, lai gan transportlīdzeklis var braukt bez gāzes motora iedarbināšanas, tas nevar aizbraukt ļoti tālu, pirms akumulatorā beigsies enerģija un būs jāiedarbina gāzes motors. Toyota Prius ir visu laiku visvairāk pārdotais hibrīdautomobilis, taču arī daudzi citi pasaules uzņēmumi, piemēram, Honda (ar Clarity), BMW (ar i3) un Ford (ar Focus), ražo hibrīdautomobiļus, no kuriem daži, piemēram, Honda Civic un Toyota Camry, ir pieejami gan tikai ar gāzi, gan hibrīda versijā. Hibrīda versija parasti ir dārgāka, jo tai ir vairāk detaļu.
• Pieslēdzams hibrīda elektromobilis (PHEV) ir līdzīgs parastam hibrīda elektromobilim, jo tam ir gan iekšdedzes dzinējs, gan elektromotors. Atšķirība ir tāda, ka PHEV ir lielāks akumulators, ko var uzlādēt, izmantojot kontaktdakšu no kontaktligzdas, tāpat kā akumulatora elektriskajam transportlīdzeklim. Tas ļauj automobilim ar elektrisko enerģiju vien nobraukt lielāku attālumu nekā HEV, pirms ir jāizmanto gāzes dzinējs. Tomēr akumulators joprojām ir diezgan mazs, un tas nozīmē, ka PHEV visbiežāk tikai ar elektrisko enerģiju nenobrauc tik tālu kā BEV. General Motors Chevrolet Volt un Hyundai Sonata ir tikai divi no plug-in hibrīdiem, un arī Toyota ražo sava Prius plug-in versiju, tāpat kā Honda ar savu Clarity.
• Cilvēka elektriskais hibrīdtransportlīdzeklis (HEHV) visvienkāršākajā formā ir akumulators un motors, kas uzmontēts velosipēdam. Twike ir segts transportlīdzeklis, kurā var atrasties divi cilvēki. To var darbināt ar pedāļiem, ar akumulatoru vai abējādi.

Citi transportlīdzekļi

Ir arī daudzi citi elektrisko transportlīdzekļu veidi. Trolejbusu (saukts arī par bezceļu trolejbusu) darbināšanai izmanto gaisvadu elektrolīnijas. Daudzi vilcieni elektroenerģijas piegādei izmanto dzelzceļa elektrifikācijas sistēmu. Dažās ātrgaitas dzelzceļa līnijās vilciena kustībai izmanto magnētisko levitāciju (mag-lev). Ir elektriski velosipēdi un motocikli, kā arī daži tricikli (tricikli), piemēram, Corbin Motors Sparrow, kas bija redzams arī filmā Austin Powers Goldmember.

Lielākā daļa kravas vilcienu ir dīzeļvilcieni. Lokomotīvei ir dīzeļdzinējs, kas nodrošina elektrību, un elektromotors, kas liek riteņiem griezties. Tomēr pēdējos gados ir autobusi un vilcieni, kas elektroenerģiju uzglabā akumulatorā vai izmanto kādu citu avotu, piemēram, kurināmā elementus. Šāda veida transportlīdzekļiem nav nepieciešami vadi.

Priekšrocības: Šajos transportlīdzekļos izmanto elektromotoru, tāpēc tie ir ļoti klusi, bez smakas un izplūdes gāzu radītā piesārņojuma. Tos var izmantot pat iekštelpās. Benzīnam un dīzeļdegvielai paredzētā nafta ir ierobežots resurss - tā nebūs mūžīga un kļūst arvien dārgāka. Ja elektroenerģiju akumulatora elektriskajam transportlīdzeklim iegūst no atjaunojamiem enerģijas avotiem, piemēram, vējdzirnavām, saules baterijām, ģeotermālās vai hidroelektriskās enerģijas, tad tas neradīs tik daudz globālās sasilšanas gāzu.

Trūkumi: Akumulatori neuzkrāj daudz enerģijas, turklāt tie ir lieli un smagi, tāpēc transportlīdzekļi parasti nevar aizbraukt ļoti tālu. Akumulatora uzlādei ir nepieciešams ilgs laiks, dažkārt pat vairākas stundas. Labas baterijas var būt ļoti dārgas, un visas baterijas pēc kāda laika ir jānomaina. Lielākā daļa elektroenerģijas ASV tiek ražota no oglēm vai dabasgāzes, tāpēc elektriskais transportlīdzeklis, kas tiek darbināts ar elektroenerģiju no kādas no šīm elektrostacijām, joprojām palielina globālās sasilšanas gāzu daudzumu.