Elektriske køretøjer: Definition, historie og typer

Historie

Det er uklart, hvem den første opfinder var, men Ányos Jedlik fra Ungarn byggede en lille model af en fungerende elektrisk bil i 1828. I 1830'erne byggede Robert Anderson fra Skotland, professor Stratingh fra Holland og Thomas Davenport, en smed fra Vermont, alle elektriske køretøjer. Davenport siges at være opfinderen af den elektriske jævnstrømsmotor. I 1865 fremstillede Gaston Plante fra Frankrig et bedre batteri. I 1886 foretog opfinderen Frank Sprague fra Connecticut vigtige ændringer af elmotoren.

Storbritannien og Frankrig var tidligt førende inden for fremstilling af bedre elbiler. Interessen for den elektriske bil i USA voksede efter 1891, da A. L. Ryker byggede en trehjulet elektrisk bil, og William Morrison byggede en seks-personers vogn.

Årene 1899 og 1900 var de bedste år for elbiler i Amerika, da de solgte mere end alle andre typer biler (damp-, benzin- og dieselbiler). Et eksempel var 1902 Phaeton bygget af Woods Motor Vehicle Company i Chicago, som havde en rækkevidde på 18 miles, en tophastighed på 14 mph og kostede 2.000 dollars. (På den tid var der kun få gode veje mellem byerne, så de fleste kørsler foregik over korte afstande). Elektriske biler kunne køre lige så langt som dampdrevne biler og tog ikke 30-40 minutter at komme i gang med at køre. Benzinmotorer var ildelugtende og larmede.

Men så blev forbrændingsmotorerne (der brugte benzin og diesel) forbedret betydeligt, og biler, der brugte disse motorer, kunne køre meget længere og hurtigere end andre biler.

Nogle mennesker lavede elbiler i deres garager ved at fjerne motoren og sætte en elmotor og batterier i, men i lang tid var der ingen store bilfirmaer, der fremstillede elbiler. Først i slutningen af 1990'erne begyndte de store bilfirmaer at lave elbiler igen. Den mest berømte var GM's EV-1. Nu er interessen for køretøjer med alternative brændstoffer stigende.

Typer af elektriske køretøjer

Rene elbiler

Disse typer biler har ikke nogen form for forbrændingsmotor, men drives udelukkende ved hjælp af elmotorer, som får deres kraft på andre måder end ved hjælp af en motor.

• En brændselscelle producerer elektricitet fra brint. Brint er meget almindeligt, men svært at lagre. Det kan fremstilles af vand, men fremstilles normalt af naturgas. Disse biler er meget sjældne, fordi der ikke er mange steder, hvor man kan tanke brint, og derfor bliver der ikke lavet mange. Et af de få firmaer, der laver brændselscellebiler, er Toyota, som har Mirai.
• En solcelle lagrer energi fra solen som elektricitet, der får bilen til at køre. Men det sollys, der lander på en solcellebil, er ikke nok til at få en bil i fuld størrelse til at køre meget hurtigt, og den kan ikke fungere om natten, medmindre den lagrer energi et sted. Der afholdes hvert år en konkurrence om, hvem der kan lave en bil, der kører længst på solceller alene.
• Et batteri-elektrisk køretøj (BEV) lagrer elektrisk energi i et stort batteri inde i bilen. Batterierne får deres energi fra en elektrisk forsyning uden for bilen, normalt en stikkontakt som i et hus. Det er den mest almindelige form for elbil, der ses i dag. Mange regeringer rundt om i verden opfordrer offentlige steder til at installere ladestationer, som har et stik, der kan oplade de fleste typer af plug-in-biler. Virksomheder, der fremstiller BEV'er, omfatter Nissan, som har Leaf, og Mitsubishi Motors, som fremstiller i-miEV'en. Et amerikansk firma ved navn Tesla er berømt for at lave BEV'er, der oplades meget hurtigt, som f.eks. Roadster (en sportsvogn) og senest Model S.

Hybridbiler

En hybrid er en kombination af to ting. I dette tilfælde er det en elmotor og en anden form for kraft, f.eks. en motor. Derfor er hybridkøretøjer ikke egentlige elbiler.

• Et hybridelektrisk køretøj (HEV) har både en forbrændingsmotor og en elmotor, som driver hjulene. Normalt bruges elmotoren ved lave hastigheder, og strømmen fra forbrændingsmotoren bruges, når bilen kører hurtigere. Motoren får sin kraft fra benzin, diesel eller en anden form for brændstof og kan generere elektricitet, som lagres i batterier for senere at blive brugt sammen med elmotoren. Batteriet er meget mindre end i et rent elektrisk køretøj, og selv om køretøjet kan køre uden at starte gasmotoren, kan det ikke køre ret langt, før batteriet løber tør for energi, og gasmotoren skal startes. Toyota Prius er den mest solgte HEV-bil nogensinde, men mange andre firmaer rundt om i verden som Honda (med Clarity), BMW (med i3) og Ford (med Focus) laver også hybridbiler, hvoraf nogle, f.eks. Honda Civic og Toyota Camry, fås i både ren gas- og hybridversioner. Hybridversionen er normalt dyrere, fordi den har flere dele.
• Et plug-in hybridelektrisk køretøj (PHEV) ligner et almindeligt hybridelektrisk køretøj, idet det både har en forbrændingsmotor og en elmotor. Forskellen er, at en PHEV har et større batteri, der kan oplades ved hjælp af et stik fra en stikkontakt, ligesom et batteri-elektrisk køretøj. Dette gør det muligt for bilen at køre længere på elektrisk strøm alene end en HEV, før gasmotoren skal bruges. Batteriet er dog stadig ret lille, hvilket betyder, at en PHEV oftest ikke kan køre lige så langt som en BEV alene på elkraft. Chevrolet Volt fra General Motors og Sonata fra Hyundai er blot to eksempler på plug-in-hybrider, og Toyota laver også en plug-in-version af sin Prius, ligesom Honda med sin Clarity.
• Et humanelektrisk hybridkøretøj (HEHV) er i sin enkleste form et batteri og en motor på en cykel. Twike er et overdækket køretøj, der kan rumme to personer. Det kan træde i pedalerne, drives af batteriet eller begge dele.

Andre køretøjer

Der findes mange andre typer af elektriske køretøjer. En trolleybus (også kaldet en sporløs trolley) bruger elektriske luftledninger til at drive den. Mange tog bruger et elektrificeringssystem til at levere strøm til jernbanen. Nogle få højhastighedsbaner bruger magneter i sporet til at bevæge toget i et system kaldet "mag-lev" (magnetisk svævekraft). Der findes elektriske cykler og motorcykler og nogle trehjulede motorcykler som Corbin Motors Sparrow, der også blev set i Austin Powers-filmen Goldmember.

De fleste godstog er diesel-elektriske. Lokomotivet har en dieselmotor, som leverer elektricitet, og en elektrisk motor, som får hjulene til at dreje. I de senere år er der imidlertid kommet busser og tog til, som lagrer deres strøm i et batteri eller bruger en anden kilde som f.eks. brændselsceller. Disse typer køretøjer har ikke brug for ledninger.

Fordele og ulemper

Fordele: Disse køretøjer bruger en elektrisk motor, så de er meget støjsvage, lugter ikke og forurener ikke med udstødningsgasser. De kan endda bruges indendørs. Olie til benzin og diesel er en begrænset ressource - den varer ikke evigt og bliver dyrere. Hvis elektriciteten til et batteri-elektrisk køretøj kommer fra en vedvarende energikilde, f.eks. en vindmølle, solceller, geotermisk eller vandkraft, vil det ikke producere så mange drivhusgasser til den globale opvarmning.

Ulemper: Batterier kan ikke lagre meget energi, og de er store og tunge, så køretøjerne kan normalt ikke køre ret langt. Det tager lang tid at genoplade et batteri, nogle gange mange timer. Gode batterier kan være meget dyre, og alle batterier skal udskiftes efter et stykke tid. Det meste elektricitet i USA kommer fra kul eller naturgas, så et elektrisk køretøj, der drives af elektricitet fra et af disse værker, vil stadig bidrage til de globale opvarmningsgasser.