O desenvolvimento de veículos elétricos começou em 1832, quando um engenheiro inglês, Robert Anderson, fez o primeiro desenho de uma “carruagem elétrica”. Durante algum tempo, as pessoas não pensaram que a eletricidade pudesse ser prática para alimentar veículos.
Principais lições
- Os veículos elétricos são anteriores aos carros a gasolina — os primeiros veículos elétricos práticos surgiram na década de 1880 e dominaram o transporte urbano no início dos anos 1900.
- O aumento da disponibilidade de gasolina barata e do motor de arranque elétrico (que eliminou a necessidade de dar partida manualmente) impulsionou a combustão interna ao domínio durante a década de 1920.
- O renascimento dos veículos elétricos modernos começou de fato com o decreto ZEV da Califórnia em 1990 e acelerou rapidamente após a queda nos custos das baterias de íon-lítio depois de 2010.
- Os veículos elétricos atuais representam a convergência de uma química de íon-lítio madura, uma infraestrutura de carregamento generalizada e um gerenciamento de bateria baseado em software — nada disso existia na primeira era dos veículos elétricos.
- A transição para a eletrificação está remodelando os requisitos de serviço: os sistemas de 12V continuam sendo essenciais, e o diagnóstico de baterias de alta tensão está se tornando uma competência fundamental para concessionárias e oficinas independentes.
As lutas e o sucesso
As três décadas seguintes tiveram tentativas infrutíferas de comercializar carros movidos a eletricidade. No entanto, eles finalmente alcançaram sucesso com a invenção da partida elétrica em 1912. Charles Kettering e Henry M. Leland foram os inventores dessa partida.
Nos anos que se seguiram, os veículos gozaram de popularidade nos EUA e na Europa, especialmente os EVs de vizinhança (NEVs). Em meados da década de 1990, os carros começaram a atingir novamente níveis de popularidade mais elevados.
Isto deve-se principalmente às preocupações com a diminuição dos recursos de combustíveis fósseis e ao aquecimento global. Isso levou a um interesse renovado em opções de transporte sustentáveis, como veículos movidos a eletricidade. Embora nem todas as regiões estejam livres de combustíveis fósseis, os veículos eléctricos desempenham um papel mais proeminente no mundo automóvel.
Desenvolvimento de EV pela General Motors
Em 1939, Lyle B. Copp e Ray W. Herrick desenvolveram a General Motors Electrovette. Foi um dos primeiros carros elétricos produzidos em massa na América. Ele usava baterias de chumbo-ácido semelhantes às encontradas em híbridos modernos, como o Toyota Prius.
O carro foi construído com motor elétrico e motor de combustão interna. Eles funcionavam como gerador para carregar as baterias. No entanto, a empresa não desenvolveu os veículos após a exposição da Feira Mundial de Nova York em 1940. Foi por causa da baixa demanda por veículos com combustíveis alternativos durante a Segunda Guerra Mundial.
Em 1960, a General Motors introduziu uma frota de veículos experimentais. Eles os chamavam de “Empresa de Carruagens e Vagões Elétricos”. Eles os usaram em Edison, Nova Jersey, para promover a eletricidade como fonte alternativa de combustível.
No ano seguinte, a General Motors introduziu o sistema Electrovair. Consistia em um sedã Pontiac 1959 que usava baterias de chumbo-ácido colocadas sob o banco dianteiro. A empresa produziu os carros até 1964, e eles estabeleceram vários recordes de velocidade para veículos sem motor de combustão interna.
A adesão da Ford Motor Company
Em 1966, a Ford Motor Company lançou o Ford Electron, seu primeiro veículo elétrico. Harold Chassin criou o design, que é alimentado por baterias de níquel-cádmio de 1,000 volts. Ele tinha um alcance de 50 milhas e uma velocidade máxima de 45 mph.
A empresa lançou outro veículo chamado Mercury Comet Cyclone. Usava baterias de chumbo-ácido de aço inoxidável a 400 volts.
A Ford produziu seu último carro elétrico em 1976, depois de não conseguir competir com os veículos da General Motors e da Chrysler. Foi devido à potência e alcance limitados dos carros.
No entanto, a General Motors manteve baterias de chumbo-ácido. Foi até lançar seu veículo V1 elétrico em 1996, devido ao sucesso esmagador do Leaf da Nissan e do Tesla Model S.
A opinião do governo sobre o VE
Vários países da Europa estabeleceram limites obrigatórios de emissões de gases com efeito de estufa e normas de economia de combustível para veículos eléctricos nos anos seguintes. Países como Noruega, França e Alemanha são líderes em VEs devido ao seu baixo custo de operação e preço de compra.
As vantagens e o papel das baterias no desenvolvimento de EV
Em 2015, o EV percorreu 654 bilhões de milhas usando a bateria. Isso representou menos de 1% do total de milhas (6 trilhões) percorridas com veículos naquele ano.
No ano seguinte, a China ultrapassou a América como o maior mercado para carros movidos a eletricidade. Devido aos seus incentivos, como subsídios para aquisição de VEs e vagas de estacionamento gratuitas em muitas cidades.
De acordo com a IEA, eles esperam que os carros elétricos de passageiros atinjam 1.8 milhão em 2020 e 4.4 milhões em 2025. A agência também estima que havia cerca de 16 milhões de veículos elétricos de duas rodas em todo o mundo em 2017. O crescimento foi superior a 50% ao ano durante 2018-2025. .
Os carros movidos a eletricidade apresentam diversas vantagens em comparação aos veículos convencionais movidos por motor de combustão interna (ICE). A quantidade de dióxido de carbono de um veículo movido a eletricidade depende da combinação de energia usada para recarregar suas baterias.
A Administração de Informação de Energia dos EUA informou que a gasolina tem uma eficiência média de cerca de 35%. Isto se referia à quantidade de energia de entrada necessária para produzir saída de som (eletricidade).
Os carros movidos a eletricidade podem ser mais baratos de manter do que os veículos convencionais, uma vez que têm menos peças móveis e menos manutenção. O motor de um EV também costuma ser mais simples e confiável do que um motor de combustão. No entanto, as baterias de um carro totalmente elétrico precisam de manutenção. Porém, isso deve ocorrer em intervalos semelhantes ou melhores que os de um veículo convencional.
O custo do veículo movido a eletricidade é muitas vezes comparável ao dos carros convencionais. Devido ao alto custo das baterias, que respondem por até 35% do preço total do carro. Vários esforços em curso, como o projeto EV30@30, que planeia reduzir o custo das baterias em 30% para tornar os preços dos veículos elétricos mais competitivos.
A fonte e a qualidade dos materiais da bateria
O custo das baterias de veículos elétricos depende muito da fonte e da qualidade dos materiais utilizados. Isto cria um desafio para os fabricantes de baterias, uma vez que as fontes de lítio são escassas e de qualidade variável.
Grandes reservas de lítio são encontradas na Austrália, Bolívia, Chile, China, Congo (RDC) e Argentina. No entanto, os depósitos em alguns destes países não são considerados económicos para explorar aos preços actuais do lítio.
À medida que a tecnologia dos veículos movidos a eletricidade avança, as baterias normalmente fornecem mais potência e energia do que seus antecessores. Protótipos de carros elétricos, como o Venturi Fetish de 2009, demoravam 6 horas para carregar totalmente.
No entanto, os carros movidos a eletricidade melhoraram significativamente desde então. O EV moderno pode ter o mesmo alcance que muitos carros convencionais com uma única carga. Muitas vezes excede os seus homólogos em termos de desempenho e pode ser totalmente carregado antes do final de um dia de trabalho típico.
Em 2015, um Tesla Model S P85D teve uma classificação de economia de combustível de ciclo combinado melhor do que a relatada para o sedã Audi A8 movido a gasolina. Você pode carregar alguns carros com energia de uma tomada padrão, da mesma forma que telefones celulares e laptops. Outros requerem equipamentos especiais instalados em casa ou no local de trabalho.
Perguntas frequentes
Quando foram inventados os veículos elétricos?
Os primeiros veículos elétricos práticos surgiram na década de 1880. Robert Anderson construiu uma das primeiras carruagens elétricas por volta de 1832, mas os veículos elétricos comercialmente viáveis emergiram nas décadas de 1880 e 1890. Em 1900, os veículos elétricos já vendiam mais do que os carros a gasolina nos Estados Unidos — eram mais silenciosos, mais fáceis de ligar e mais adequados para a condução urbana de curta distância da época.
Por que os veículos elétricos desapareceram no início do século XX?
Dois fatores marcaram o fim da primeira era dos veículos elétricos: o petróleo barato proveniente das descobertas no Texas tornou a gasolina mais acessível, e o motor de arranque elétrico de Charles Kettering (introduzido no Cadillac de 1912) eliminou a perigosa partida manual por manivela, principal desvantagem dos veículos a gasolina. Combinado com o preço acessível do Modelo T, os veículos com motor de combustão interna dominaram rapidamente o mercado na década de 1920.
Quando começou o renascimento dos veículos elétricos modernos?
O renascimento moderno começou com a regulamentação de Veículos de Emissão Zero (ZEV) da Califórnia em 1990, que impulsionou o lançamento do GM EV1 e de outros veículos elétricos modernos de primeira geração. O Toyota Prius (1997) comprovou a viabilidade comercial da tecnologia híbrida. O Roadster da Tesla (2008) e o Nissan Leaf (2010) inauguraram a atual geração de veículos elétricos a bateria, viabilizada pela tecnologia de íon-lítio em amadurecimento.
O que tornou as baterias de íon-lítio adequadas para os veículos elétricos modernos?
As baterias de íon-lítio oferecem uma densidade de energia significativamente maior do que as baterias de chumbo-ácido usadas nos primeiros veículos elétricos — o que significa maior autonomia com o mesmo peso. O aumento da escala de produção após o boom da eletrônica de consumo reduziu drasticamente os custos ao longo da década de 2010. Combinadas com sistemas sofisticados de gerenciamento de baterias que protegem a saúde das células, as baterias de íon-lítio tornaram possível a autonomia e a longevidade dos veículos elétricos modernos.
Como a eletrificação dos veículos altera os requisitos de manutenção das baterias?
Os veículos elétricos adicionam o diagnóstico de baterias de alta tensão à manutenção convencional de baterias de 12V, que sempre fez parte da manutenção automotiva. A bateria auxiliar de 12V continua sendo crucial — e ainda apresenta falhas nos prazos convencionais. Os conjuntos de baterias de alta tensão exigem equipamentos de diagnóstico especializados. A Midtronics... Soluções EV O portfólio abrange ambos: Diagnóstico de 12V e serviço de pacote de alta tensão.
Onde posso aprender mais sobre a história e o desenvolvimento da tecnologia de veículos elétricos?
Escritório de Tecnologias de Veículos do Departamento de Energia Mantém recursos históricos e técnicos sobre eletrificação de veículos, tecnologia de baterias e tendências de adoção de veículos elétricos. SAE International O arquivo contém décadas de artigos técnicos sobre o desenvolvimento de veículos elétricos e sistemas de propulsão híbridos.