De ontwikkeling van elektrische voertuigen begon in 1832 toen een Engelse ingenieur, Robert Anderson, de eerste tekening maakte van een ontwerp voor een ‘elektrische koets’. Een tijdlang dachten mensen niet dat elektriciteit praktisch zou kunnen zijn voor het aandrijven van voertuigen.
Key Takeaways
- Elektrische voertuigen bestonden al vóór benzineauto's: de eerste praktische elektrische voertuigen verschenen in de jaren 1880 en domineerden het stedelijk vervoer in het begin van de twintigste eeuw.
- De opkomst van goedkope benzine en de elektrische startmotor (die het handmatig starten overbodig maakte) zorgden ervoor dat de verbrandingsmotor in de jaren twintig van de vorige eeuw de overhand kreeg.
- De heropleving van de moderne elektrische auto begon pas echt met het Californische ZEV-mandaat van 1990 en versnelde aanzienlijk nadat de kosten van lithium-ionbatterijen na 2010 daalden.
- De elektrische voertuigen van vandaag vertegenwoordigen de samenkomst van volwassen lithium-iontechnologie, een wijdverspreide laadinfrastructuur en softwaregestuurd batterijbeheer – elementen die in het eerste tijdperk van de elektrische auto's nog niet bestonden.
- De overgang naar elektrificatie verandert de service-eisen: 12V-systemen blijven essentieel en diagnose van hoogspanningsbatterijen wordt een kerncompetentie voor dealers en onafhankelijke garages.
De strijd en het succes
De volgende drie decennia kenden mislukte pogingen om auto's op de markt te brengen die door elektriciteit werden aangedreven. Uiteindelijk boekten ze echter succes met de uitvinding van de elektrische starter in 1912. Charles Kettering en Henry M. Leland waren de uitvinders van die starter.
In de jaren die volgden genoten de voertuigen populariteit in de VS en Europa, met name buurt-EV's (NEV's). Halverwege de jaren negentig begonnen de auto's weer een hoger populariteitsniveau te bereiken.
Dit komt vooral door zorgen over de afnemende fossiele brandstoffen en de opwarming van de aarde. Het leidde tot een hernieuwde belangstelling voor duurzame transportmogelijkheden zoals elektrisch aangedreven voertuigen. Hoewel niet alle regio’s vrij zijn van fossiele brandstoffen, spelen elektrische voertuigen een prominentere rol in de autowereld.
EV-ontwikkeling door General Motors
In 1939 ontwikkelden Lyle B. Copp en Ray W. Herrick General Motors Electrovette. Het was een van de eerste in massa geproduceerde elektrisch aangedreven auto's in Amerika. Er werden loodzuuraccu's gebruikt die vergelijkbaar waren met die in moderne hybrides zoals de Toyota Prius.
De auto werd gebouwd met een elektromotor en een verbrandingsmotor. Ze werkten als generator voor het opladen van de batterijen. Het bedrijf ontwikkelde de voertuigen echter niet meer na de Wereldtentoonstelling in New York in 1940. Dit kwam door de lage vraag naar voertuigen op alternatieve brandstof tijdens de Tweede Wereldoorlog.
In 1960 introduceerde General Motors een vloot experimentele voertuigen. Ze noemden ze de ‘Elektrische Wagen- en Wagenmaatschappij’. Ze gebruikten ze in Edison, New Jersey, om elektriciteit als alternatieve brandstofbron te promoten.
Het jaar daarop introduceerde General Motors het Electrovair-systeem. Het bestond uit een Pontiac sedan uit 1959 die gebruik maakte van loodzuurbatterijen die onder de voorstoel waren geplaatst. Het bedrijf produceerde de auto's tot 1964 en vestigde talloze snelheidsrecords voor voertuigen zonder verbrandingsmotor.
De toetreding van de Ford Motor Company
In 1966 introduceerde Ford Motor Company de Ford Electron, zijn eerste elektrische auto. Harold Chassin creëerde het ontwerp, dat wordt aangedreven door nikkel-cadmium-batterijpakketten van 1,000 volt. Het had een bereik van 50 mijl en een topsnelheid van 45 mph.
Het bedrijf introduceerde een ander voertuig genaamd de Mercury Comet Cyclone. Er werden roestvrijstalen loodzuurbatterijen van 400 volt gebruikt.
Ford produceerde zijn laatste elektrisch aangedreven auto in 1976, nadat deze niet kon concurreren met de voertuigen van General Motors en Chrysler. Dit kwam door het beperkte vermogen en bereik van de auto's.
General Motors behield echter loodzuuraccu's. Het duurde tot het in 1 zijn elektrisch aangedreven V1996-voertuig introduceerde, dankzij het overweldigende succes van Nissans Leaf en Tesla Model S.
De visie van de overheid op EV
Verschillende landen in Europa hebben in de jaren daarna verplichte limieten voor de uitstoot van broeikasgassen en normen voor het brandstofverbruik vastgesteld voor elektrisch aangedreven voertuigen. Landen als Noorwegen, Frankrijk en Duitsland zijn de leiders op het gebied van elektrische voertuigen vanwege hun lage exploitatiekosten en aanschafprijs.
De voordelen en rol van batterijen in de ontwikkeling van elektrische voertuigen
In 2015 reed EV 654 miljard kilometer op de batterij. Dit was goed voor minder dan 1% van het totale aantal kilometers (6 biljoen) dat in dat jaar met voertuigen werd afgelegd.
Het jaar daarop overtrof China Amerika als de grootste markt voor elektrisch aangedreven auto's. Vanwege de prikkels, zoals subsidies voor de aanschaf van elektrische voertuigen en gratis parkeerplaatsen in veel steden.
Volgens het IEA verwachten ze dat er in 1.8 2020 miljoen elektrische personenauto’s zullen zijn en in 4.4 2025 miljoen. Het agentschap schat ook dat er in 16 wereldwijd ongeveer 2017 miljoen elektrische tweewielers waren. De groei bedroeg tussen 50 en 2018 jaarlijks meer dan 2025%. .
Elektrisch aangedreven auto’s hebben verschillende voordelen ten opzichte van conventionele voertuigen die worden aangedreven door een interne verbrandingsmotor (ICE). De hoeveelheid koolstofdioxide van een elektrisch aangedreven voertuig hangt af van de energiemix die wordt gebruikt om de batterijen op te laden.
De Amerikaanse Energy Information Administration meldde dat benzine een gemiddeld rendement van ongeveer 35% heeft. Dit betrof de hoeveelheid inputenergie die nodig is om geluid te produceren (elektriciteit).
Elektrisch aangedreven auto’s kunnen goedkoper in onderhoud zijn dan conventionele voertuigen, omdat ze minder bewegende delen en minder onderhoud hebben. Ook is de motor in een EV vaak eenvoudiger en betrouwbaarder dan een verbrandingsmotor. De accu’s van een volledig elektrisch aangedreven auto hebben echter onderhoud nodig. Dit moet echter gebeuren met tussenpozen die vergelijkbaar zijn met of beter zijn dan die van een conventioneel voertuig.
De kosten van een elektrisch aangedreven voertuig zijn vaak vergelijkbaar met die van conventionele auto's. Vanwege de hoge kosten van batterijen, die tot 35% van de totale autoprijs uitmaken. Verschillende lopende inspanningen, zoals het EV30@30-project, dat van plan is de kosten van accupakketten met 30% te verlagen om elektrisch aangedreven voertuigen prijsconcurrerender te maken.
De bron en kwaliteit van batterijmaterialen
De kosten van accu's voor elektrisch aangedreven voertuigen zijn sterk afhankelijk van de bron en de kwaliteit van de gebruikte materialen. Dit creëert een uitdaging voor batterijfabrikanten, aangezien bronnen van lithium schaars zijn en van wisselende kwaliteit.
Grote lithiumvoorraden zijn te vinden in Australië, Bolivia, Chili, China, Congo (DRC) en Argentinië. Deposito's in sommige van deze landen worden echter tegen de huidige lithiumprijzen niet als rendabel beschouwd om te ontginnen.
Naarmate de technologie van elektrisch aangedreven voertuigen vordert, leveren de batterijen doorgaans meer vermogen en energie dan hun voorgangers. Prototypes van elektrisch aangedreven auto's, zoals de Venturi Fetish uit 2009, hadden zes uur nodig om volledig op te laden.
Elektrisch aangedreven auto's zijn sindsdien echter aanzienlijk verbeterd. Moderne elektrische voertuigen kunnen op één acculading dezelfde actieradius hebben als veel conventionele auto’s. Hij overtreft vaak zijn tegenhangers op het gebied van prestaties en kan vóór het einde van een normale werkdag volledig worden opgeladen.
In 2015 had een Tesla Model S P85D een brandstofverbruik in de gecombineerde cyclus dat beter was dan dat gerapporteerd voor de Audi A8 benzineaangedreven sedan. Sommige auto's kunt u opladen met energie via een gewoon stopcontact, net zoals mobiele telefoons en laptops. Anderen vereisen speciale apparatuur die thuis of op de werkplek wordt geïnstalleerd.
Veelgestelde Vragen / FAQ
Wanneer werden elektrische voertuigen voor het eerst uitgevonden?
De eerste praktische elektrische voertuigen verschenen in de jaren 1880. Robert Anderson bouwde rond 1832 een vroege elektrische koets, maar commercieel levensvatbare elektrische voertuigen kwamen pas in de jaren 1880-1890 op de markt. Rond 1900 werden er in de Verenigde Staten meer elektrische auto's verkocht dan benzineauto's – ze waren stiller, gemakkelijker te starten en beter geschikt voor de korte afstanden die destijds in stedelijke gebieden werden afgelegd.
Waarom verdwenen elektrische voertuigen in het begin van de 20e eeuw?
Twee ontwikkelingen betekenden het einde van het eerste tijdperk van elektrische voertuigen: goedkope olie uit ontdekkingen in Texas maakte benzine betaalbaar, en de elektrische startmotor van Charles Kettering (geïntroduceerd in de Cadillac uit 1912) maakte een einde aan het gevaarlijke handmatig starten, wat het grootste nadeel van benzine was geweest. In combinatie met de betaalbaarheid van de Model T domineerden voertuigen met verbrandingsmotoren in de jaren twintig al snel de markt.
Wanneer begon de heropleving van de moderne elektrische auto?
De moderne heropleving begon met het Zero Emission Vehicle (ZEV)-mandaat van Californië in 1990, wat leidde tot de GM EV1 en andere moderne elektrische auto's van de eerste generatie. De Toyota Prius (1997) bewees dat hybride technologie commercieel haalbaar was. De Tesla Roadster (2008) en de Nissan Leaf (2010) luidden de huidige generatie gangbare elektrische auto's in, mogelijk gemaakt door de volwassenwording van de lithium-iontechnologie.
Waarom waren lithium-ionbatterijen geschikt voor moderne elektrische voertuigen?
Lithium-ionbatterijen bieden een aanzienlijk hogere energiedichtheid dan de loodzuurbatterijen die in de eerste elektrische auto's werden gebruikt, wat betekent dat ze een grotere actieradius hebben bij hetzelfde gewicht. De opschaling van de productie na de hausse in consumentenelektronica zorgde ervoor dat de kosten in de jaren 2010 drastisch daalden. In combinatie met geavanceerde batterijbeheersystemen die de levensduur van de cellen beschermen, maakten lithium-ionbatterijen de actieradius en de lange levensduur van moderne elektrische auto's mogelijk.
Hoe verandert de elektrificatie van voertuigen de eisen die aan accuonderhoud worden gesteld?
Elektrische voertuigen voegen diagnose van hoogspanningsaccu's toe aan het conventionele 12V-accuonderhoud dat altijd al onderdeel is geweest van auto-onderhoud. De 12V-hulpaccu blijft cruciaal en begeeft het nog steeds binnen de gebruikelijke termijnen. Hoogspanningsaccu's vereisen gespecialiseerde diagnoseapparatuur. Midtronics' EV-oplossingen De portefeuille omvat beide: 12V-diagnose en hoogspanningspakketservice.
Waar kan ik meer leren over de geschiedenis en ontwikkeling van elektrische voertuigen?
Het DOE Vehicle Technologies Office Het biedt historische en technische informatie over de elektrificatie van voertuigen, batterijtechnologie en trends in de acceptatie van elektrische voertuigen. SAE International Het archief bevat tientallen jaren aan technische documenten over de ontwikkeling van elektrische voertuigen en hybride aandrijfsystemen.