Elektrofahrzeug

Geschichte

Es ist unklar, wer der erste Erfinder war, aber der Ungar Ányos Jedlik baute 1828 ein kleines Modell eines funktionierenden Elektroautos. In den 1830er Jahren bauten Robert Anderson aus Schottland, Professor Stratingh aus Holland und Thomas Davenport, ein Schmied aus Vermont, alle Elektrofahrzeuge. Davenport gilt als der Erfinder des Gleichstrom-Elektromotors. Im Jahre 1865 stellte Gaston Plante aus Frankreich eine bessere Batterie her. 1886 nahm der Erfinder Frank Sprague aus Connecticut wichtige Änderungen am Elektromotor vor.

Großbritannien und Frankreich waren früh führend bei der Herstellung besserer Elektroautos. Das Interesse am Elektroauto in den Vereinigten Staaten wuchs nach 1891, als A. L. Ryker ein dreirädriges Elektroauto und William Morrison einen Wagen für sechs Personen baute.

Die Jahre 1899 und 1900 waren die besten Jahre für Elektroautos in Amerika, da sie alle anderen Autotypen (Dampf-, Benzin- und Dieselautos) übertrafen. Ein Beispiel dafür war der 1902 von der Woods Motor Vehicle Company of Chicago gebaute Phaeton, der eine Reichweite von 18 Meilen und eine Höchstgeschwindigkeit von 14 Meilen pro Stunde hatte und 2.000 Dollar kostete. (Zu dieser Zeit gab es nur wenige gute Straßen zwischen den Städten, so dass die meisten Fahrten über kurze Entfernungen stattfanden). Elektroautos konnten so weit fahren wie dampfbetriebene Autos und brauchten keine 30 bis 40 Minuten, um loszufahren. Benzinmotoren waren stinkend und laut.

Aber dann wurden die Verbrennungsmotoren (die Benzin und Diesel benutzten) stark verbessert, und Autos, die diese Motoren benutzten, konnten viel weiter und schneller fahren als andere Autos.

Einige Leute würden in ihren Garagen Elektroautos bauen, indem sie den Motor herausnehmen und einen Elektromotor und Batterien einbauen, aber lange Zeit hat kein großer Autokonzern ein Elektroauto gebaut. Erst in den späten 1990er Jahren begannen große Autofirmen wieder mit der Herstellung von Elektroautos. Das berühmteste war das EV-1 von GM. Jetzt wächst das Interesse an Fahrzeugen mit alternativen Kraftstoffen.

Ländlicher Träger im Automobil an Briefkästen, um 1910


General Motors EV-1 (Elektrofahrzeug - 1)

Arten von Elektrofahrzeugen

Reine Elektroautos

Diese Arten von Autos haben keinen Verbrennungsmotor, sondern werden vollständig mit Elektromotoren angetrieben, die ihre Kraft auf andere Weise als durch einen Motor erhalten.

• Eine Brennstoffzelle erzeugt Strom aus Wasserstoff. Wasserstoff ist sehr verbreitet, aber schwer zu speichern. Er kann aus Wasser hergestellt werden, wird aber normalerweise aus Erdgas hergestellt. Diese Autos sind sehr selten, weil es nicht viele Orte gibt, an denen man Wasserstoff tanken kann, und deshalb werden nicht viele hergestellt. Eine der wenigen Firmen, die Brennstoffzellenautos herstellen, ist Toyota mit dem Mirai.
• Eine Solarzelle speichert die Energie der Sonne als Strom, um das Auto zum Laufen zu bringen. Aber das Sonnenlicht, das auf ein Solarauto fällt, reicht nicht aus, um ein vollwertiges Auto sehr schnell fahren zu lassen, und es kann nachts nicht funktionieren, wenn es nicht irgendwo Energie speichert. Es gibt jedes Jahr einen Wettbewerb, bei dem es darum geht, wer ein Auto bauen kann, das am weitesten nur mit Sonnenenergie fährt.
• Ein batterie-elektrisches Fahrzeug (BEV) speichert elektrische Energie in einer großen Batterie im Inneren des Autos. Die Batterien beziehen ihre Energie aus einer elektrischen Versorgung außerhalb des Autos, normalerweise aus einer Steckdose wie in einem Haus. Es ist die heute gebräuchlichste Art von Elektroautos. Viele Regierungen auf der ganzen Welt ermutigen öffentliche Einrichtungen, Ladestationen zu installieren, die über einen Stecker verfügen, mit dem die meisten Arten von Plug-in-Autos aufgeladen werden können. Zu den Unternehmen, die BEVs herstellen, gehören Nissan, das den Leaf hat, und Mitsubishi Motors, das den i-miEV herstellt. Ein amerikanisches Unternehmen namens Tesla ist berühmt für die Herstellung von BEVs, die sehr schnell aufladen, wie zum Beispiel der Roadster (ein Sportwagen) und seit kurzem das Modell S.

Hybrid-Fahrzeuge

Ein Hybrid ist eine Kombination aus zwei Dingen. In diesem Fall handelt es sich um einen Elektromotor und eine andere Art von Leistung, zum Beispiel einen Motor. Aus diesem Grund sind Hybridfahrzeuge keine echten Elektrofahrzeuge.

• Ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) hat sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor, der die Räder antreibt. Normalerweise wird der Elektromotor verwendet, wenn es sich mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, und die Leistung des Verbrennungsmotors wird genutzt, wenn das Fahrzeug schneller fährt. Der Motor erhält seine Leistung aus Benzin, Diesel oder einer anderen Art von Kraftstoff und kann Strom erzeugen, der in Batterien gespeichert wird, um später mit dem Elektromotor verwendet zu werden. Die Batterie ist viel kleiner als die eines reinen Elektrofahrzeugs, und obwohl das Fahrzeug fahren kann, ohne den Gasmotor zu starten, kann es nicht sehr weit fahren, bevor der Batterie die Energie ausgeht und der Gasmotor gestartet werden muss. Der Toyota Prius ist das meistverkaufte HEV aller Zeiten, aber viele andere Unternehmen auf der ganzen Welt wie Honda (mit dem Clarity), BMW (mit dem i3) und Ford (mit dem Focus) stellen ebenfalls Hybridautos her, von denen einige, wie der Honda Civic und der Toyota Camry, sowohl in reinen Gas- als auch in Hybridversionen erhältlich sind. Die Hybridversion ist in der Regel teurer, weil sie mehr Teile hat.
• Ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) ist wie ein gewöhnliches Hybrid-Elektrofahrzeug, da es sowohl über einen Verbrennungs- als auch über einen Elektromotor verfügt. Der Unterschied besteht darin, dass ein PHEV eine größere Batterie hat, die wie ein batterie-elektrisches Fahrzeug mit einem Stecker an einer Steckdose aufgeladen werden kann. Dadurch kann das Auto allein mit elektrischer Energie weiter fahren als ein HEV, bevor der Gasmotor eingesetzt werden muss. Die Batterie ist jedoch immer noch recht klein, was bedeutet, dass ein PHEV meistens nicht so weit kommt wie ein BEV mit reinem Elektroantrieb. Der Chevrolet Volt von General Motors und der Sonata von Hyundai sind nur zwei Beispiele für Plug-in-Hybride, und auch Toyota stellt eine Plug-in-Version seines Prius her, ebenso wie Honda mit seinem Clarity.
• Ein menschliches Elektro-Hybridfahrzeug (HEHV) in seiner einfachsten Form ist eine Batterie und ein Motor auf einem Fahrrad. Der Twike ist ein überdachtes Fahrzeug, das zwei Personen aufnehmen kann. Es kann in die Pedale treten, von der Batterie betrieben werden oder beides.

Andere Fahrzeuge

Es gibt viele andere Arten von Elektrofahrzeugen. Ein Trolleybus (auch gleislose Trolleys genannt) wird über elektrische Oberleitungen mit Strom versorgt. Viele Züge nutzen ein Bahnelektrifizierungssystem für die Stromversorgung. Einige wenige Hochgeschwindigkeitsstrecken verwenden angetriebene Magnete im Gleis, um den Zug zu bewegen, in einem System, das als "Magnetschwebebahn" (Magnetschwebebahn) bezeichnet wird. Es gibt elektrische Fahrräder und Motorräder und einige Dreiräder (Trikes) wie das Corbin Motors Sparrow, das auch im Austin-Powers-Film Goldmember zu sehen war.

Die meisten Güterzüge sind dieselelektrisch. Die Lokomotive hat einen Dieselmotor, der Strom liefert, und einen Elektromotor, der die Räder zum Drehen bringt. In den letzten Jahren gibt es jedoch auch Busse und Züge, die ihre Energie in einer Batterie speichern oder eine andere Quelle wie Brennstoffzellen nutzen. Diese Art von Fahrzeugen benötigen keine Kabel.

Corbin-Motoren Sparrow


Tesla-Roadster


Metra Elektrischer Zug

Vor- und Nachteile

Die Vorteile: Diese Fahrzeuge verwenden einen Elektromotor, sind also sehr leise, geruchlos und ohne Abgasbelastung. Sie können sogar in Innenräumen eingesetzt werden. Öl für Benzin und Diesel ist eine begrenzte Ressource - es hält nicht ewig und wird immer teurer. Wenn der Strom für ein batterie-elektrisches Fahrzeug aus einer erneuerbaren Energiequelle stammt, wie z.B. einer Windmühle, Solarzellen, Erdwärme oder Wasserkraft, dann wird es nicht so viele Treibhausgase produzieren.

Nachteile: Batterien speichern nicht viel Energie, und sie sind groß und schwer, so dass die Fahrzeuge in der Regel nicht sehr weit fahren können. Es dauert lange, eine Batterie aufzuladen, manchmal viele Stunden. Gute Batterien können sehr teuer sein, und alle Batterien müssen nach einer Weile ersetzt werden. Die meiste Elektrizität in den Vereinigten Staaten stammt aus Kohle oder Erdgas, so dass ein Elektrofahrzeug, das mit Strom aus einem dieser Kraftwerke betrieben wird, immer noch zur Erderwärmung beiträgt.