تاریخچه‌ای مختصر از وسایل نقلیه برقی

خودروهای برقی تاریخچه‌ای طولانی و پرسابقه دارند. علاقه به آنها در طول سال‌ها به دلیل مسائل زیست محیطی و منابع انرژی موجود، تا حد زیادی متغیر بوده است. اولین ماشین‌های برقی در دهه 1830، بلافاصله پس از توسعه اولین ماشین‌های الکتریکی ساخته شدند. در دوره‌های بعدی، وسایل نقلیه برقی متعددی بدون پیشرفت قابل توجه در حمل و نقل ساخته شد. در این فصل از تیران آکادمی، به تاریخچه خودروهای برقی می‌پردازیم.

نیاز واقعی به اولین حمل و نقل مبتنی بر موتور به یک دلیل بسیار ساده مطرح شد. در دهه 1890، توسعه یافته ترین شهرهای جهان با مشکلات زیست محیطی و بهداشتی جدی ناشی از کود اسب مواجه بودند.  همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، تمام وسایل نقلیه در آن زمان با اسب کشیده می‌شدند. تنها در لندن، بیش از سیصدهزار اسب در خیابان‌ها پرسه می‌زدند که هر کدام حدود 10 کیلوگرم کود در روز تولید می‌کردند. کود، گاز متان آزاد می‌کند که چهار برابر دی اکسید کربن اثر گلخانه‌ای دارد. با توسعه سریع صنعت و در پی آن، حمل و نقل، دفع این زباله‌ها دشوار شده بود.

ترافیک شهری در دهه 1890

در بررسی تاریخچه خودروهای برقی نشست‌های زیادی در طول تاریخ برگزار شد. در این زمینه، هدف اصلی اولین کنفرانس بین المللی برنامه‌ریزی شهری، که در سال 1898 در نیویورک برگزار شد، یافتن راه حل هایی برای دور زدن این مشکل نگران کننده بود. نتیجه گیری نهایی این بود که جایگزینی واگن اسبی با کالسکه موتوری اجتناب ناپذیر است.

در آن زمان دو روش در دسترس بود: بخار و وسایل نقلیه برقی. حتی اگر اولین ماشین‌های بخار در آغاز قرن هجدهم ساخته شده باشند، توسعه گسترده‌تر آنها به دلیل تولید سری‌های بیشتر را می‌توان تنها به دهه 1890 نسبت داد.  البته ایراداتی نیز داشتند. چرا که در هوای سرد، گرم شدن آنها تا 45 دقیقه طول می‌کشید و نیاز به پرشدن مخزن آب داشتند که حجم زیاد آب، محدوده تردد آنها را کم می‌کرد.در پایان قرن نوزدهم، رقابت قابل توجهی بین ماشین‌های بخار و برقی وجود داشت. مردم عمدتاً خودروهای برقی را ترجیح می‌دادند. آنها بو، سر و صدا یا لرزش ماشین‌های بخار را نداشتند. علاوه بر این، کار با آنها آسان‌تر بود: روشن شدن بدون هندل دستی و اینکه، سیستم دنده‌ای بسیار ساده‌تری داشتند. 

در همین حال، پیشرفت‌های متعددی در زمینه موتورهای احتراق داخلی (آیس) به ویژه در آلمان ایجاد شده بود. اگرچه در تاریخچه خودروهای برقی، اولین نمونه اولیه خودروی بنزینی توسط زیگفرید مارکوس در سال 1870 ساخته شده بود، اولین وسیله نقلیه‌ای که به طور خاص برای رانندگی طراحی شده بود، در سال 1885 توسط کارل فریدریش بنزارائه شد. این امر با پیشرفت هایی که توسط گوتلیب دایملر و فردیناند پورشه انجام شد، دنبال شد. آخرین خودرو او در تاریخچه خودروهای برقی، اولین خودروی واقعاً تجاری را در سال 1899 ساخت. در آن زمان راه حل‌های بسیار پیشرفته‌ای مانند موتور توپی در چرخ‌های محرک خود داشت. در تاریخچه خودروهای برقی او را همچنین «پدر» وسایل نقلیه هیبریدی می‌دانند، زیرا اولین بار این رویکرد فنی را در سال 1902 پیشنهاد کرد.

بیشتر بخوانید: تاریخچه صنعت خودرو ایران

خودروهای آیس نیز ایرادهایی داشتند. تلاش زیادی برای کشتی گرفتن با هندل دستی لازم داشت و تعویض دنده نیز عملیات دشواری می‌نمود.در تاریخچه خودروهای برقی در اوایل دهه 1900 اولین عصر طلایی وسایل نقلیه برقی بود. بسیاری از خودروسازان ده‌ها مدل جدید و راحت‌تر ارائه کرده اند. در سال 1900، 1575 خودروی برقی به تنهایی در ایالات متحده و تنها 936 خودرو با آیس تولید شد. تولید خودروهای برقی در سال 1912 به اوج خود رسید. در آن زمان، تنها شرکت الیور پی. فریچل، یکی از معروف‌ترین سازندگان خودروی برقی، سالانه حدود دویست اتومبیل تولید می‌کرد.

در بررسی تاریخچه خودروهای برقی، در سال‌های بعدی، خودروهای برقی به دلیل پیشرفت سریع خودروهای آیس شروع به از دست دادن سهم خود در بازار خودرو کردند تا آنجا که خودروهای برقی تولید شده در ایالات متحده در سال 1925 به چهار درصد تولید اتومبیل رسید.

دلایل خاصی برای این سقوط وجود دارد. در طول دوره موسوم به گوشر (آغاز در سال 1895)، رونق نفت خام تگزاس منجر به تغییرات و رشد اقتصادی عظیمی در ایالات متحده شد.کاهش شدید قیمت بنزین، سبب شد تا خرید و نگهداری خودروهای آیس برای مصرف‌کنندگان معمولی، ارزان‌تر شود. پمپ بنزین‌های بیشتری در سرتاسر کشورها افتتاح شدند و شارژ مجدد وسایل نقلیه آیس را آسان‌تر کردند. دلیل دیگر مربوط به تولید انبوه بود. فورد تولید انبوه مدل تی بسیار محبوب را در سال 1908 اختراع کرد که تأثیر زیادی بر قیمت خودروها داشت. در سال 1912، یک ماشین بنزینی 650 دلار قیمت داشت، در حالی که یک ماشین برقی مشابه 1750 دلار بود. یکی دیگر از میخ‌های تابوت ماشین برقی، حق اختراع چارلز کترینگ مخترع آمریکایی در سال 1912 برای اولین استارت ماشین برقی بود. با حذف میل هندل دستی، خودروهای بنزینی برای رانندگان جذاب‌تر شدند.

بیشتر بخوانید: تاریخچه ماشین‌ها؛ از کالسکه تا خودروهای مدرن

بنزین ارزان و فراوان و پیشرفت‌های مداوم آیس نیاز و علاقه به خودروهای سوخت جایگزین را در سی سال آینده کاهش داد. با این حال، با نگاهی به تاریخچه خودروهای برقی در طول دهه 1960 و 1970، قیمت بنزین به طور دائم افزایش یافت. مهم ترین شوک به بازار نفت در سال 1973 زمانی رخ داد که اوپک تحریم جهانی نفت را اعلام کرد و در عرض شش ماه، قیمت سوخت سه برابر افزایش یافت. این شوک چندین پیامد فوری و بلندمدت برای اقتصاد جهانی داشت. برای اولین بار، بشریت آموخت که چقدر به منابع محدود متکی است. علاوه بر این، موضوع آلودگی هوا مربوط به آیس توجهات را به خود جلب نمود.

بسیاری از شرکت‌های خودروسازی شروع به توسعه وسایل نقلیه برقی، عمدتاً برای حمل و نقل شهری در مسافت‌های کوتاه کردند. اما باید درنظر داشت که خودروهای برقی در آن زمان عملکرد و برد محدودی داشتند. در این میان، بهبودهای آیس بر کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای متمرکز شده بود و همه اینها باعث شد تا توجه به وسایل نقلیه برقی یک بار دیگر کاهش یابد.

با شروع دهه 1990، در تاریخچه خودروهای برقی، علاقه دوباره به این خودروها، عمدتاً به دلیل قوانین سختگیرانه زیست محیطی، افزایش یافت. اکثر سازندگان شروع به تبدیل مدل‌های آیس خود به مدل‌های برقی یا هیبریدی کردند و به آنها اجازه داد تا از نظر سرعت، عملکرد و برد با خودروهای بنزینی رقابت کنند. 

پرچمداران خودروهای برقی/هیبریدی مانند ای.وی1 جنرال موتورز و مدل پریوس تویوتا در آن زمان توسعه یافتند. خودروهای تسلا ده سال بعد به هنجار صنعت خودروهای برقی تبدیل شدند. در همین حال، مکان‌های شارژ گسترده‌ای در سرتاسر جهان راه افتاد و بهبود جدی‌ای در باتری‌ها توسط دانشمندان و مهندسان انجام شد. 

بیشتر بخوانید: نکات برجسته صنعت خودرو از 1884 تا 1970

امروزه تقریباً تمام سازندگان وسایل نقلیه، طیف وسیعی از خودروهای هیبریدی، پلاگین هیبریدی و خودروهای تمام برقی را ارائه می‌دهند و سخت در حال تلاش برای توسعه چنین خودروهایی در آینده هستند. با نگاهی به تاریخچه خودروهای برقی، به نظر می‌رسد که حمل و نقل برقی کلید آینده‌ای پایدارتر برای بشریت است. توسعه‌یافته‌ترین کشورها می‌توانند اتکای خود را به نفت خام کاهش دهند و آلودگی کربنی را در کره زمین با تغییر به سوی وسایل نقلیه برقی، به حداقل برسانند. در نتیجه، به نظر می‌رسد وسایل نقلیه برقی راهی برای آینده باشند. چندین خودروساز متعهد شده‌اند که تولید خودروهای آیس را تا سال 2030 متوقف یا به شدت محدود کنند. علاوه بر این، چندین شهر بزرگ در اروپا و ایالات متحده قصد دارند تا سال 2025 تردد خودروهای دیزلی را ممنوع کنند. 

هدف این مقاله، با نگاه کلی به تاریخچه خودروهای برقی، ارائه یک مرور مختصر در مورد مهمترین دستاوردها در زمینه توسعه خودروهای برقی از سه زمان حساس در تاریخ آن است: سالهای اولیه، طلوع عصر مدرن و آینده نزدیک. 

2- اولین وسایل نقلیه برقی در تاریخچه خودروهای برقی کدامند؟

الف. ظهور

تاریخچه خودروهای برقی به شدت با اختراع ماشین‌های الکتریکی مرتبط است. در سال 1827 راهب مجارستانی، آنیوس یدلیک، اولین ساختمان ابتدایی ماشین الکتریکی، اما کارآمد را ساخت. تنها در عرض یک سال، او از آن برای رانندگی یک مدل ماشین ساده در مقیاس کوچک استفاده کرد (شکل2). 

شکل 2. مدل ماشین برقی ساخته شده توسط آنیوس یدلیک در سال1828

یک وسیله نقلیه برقی دیگر با سلول الکتریکی در مقیاس کوچک (شکل 3) در سال 1835 توسط سیبراندوس استراتینگ، استاد شیمی و فناوری در دانشگاه گرونینگن (هلند) ساخته شد. وزن آن حدود سه کیلوگرم بود و با سلول‌های کاملاً شارژ شده خود می‌توانست به مدت 20دقیقه با باری به وزن یک و نیم کیلوگرم حرکت کند.

بیشتر بخوانید: معرفی زیرساخت‌های به کار رفته در خودرو متصل

شکل3. مدل ماشین برقی در مقیاس کوچک که توسط استراتینگ در سال 1835 توسعه یافت.

رابرت اندرسون اسکاتلندی مخترع اولین واگن برقی تمام مقیاس است (شکل4). نمونه اولیه او از سال 1832 تا 1839 در آبردین ساخته شد و از سلول‌های اولیه (باتری‌‌های غیرقابل شارژ) برای تولید نیروی برقی و حداکثر سرعت 12 کیلومتر در ساعت بهره می‌برد.  

شکل 4. اولین ماشین برقی ساخته شده توسط اندرسون

ب. اولین لوکوموتیوهای برقی

در همان زمان، یک اسکاتلندی دیگر به نام رابرت دیویدسون و باز هم از آبردین، اولین لوکوموتیو برقی را در سال 1837 توسعه داد. نوع بهبود یافته آن، به نام گالوانی در خط راه آهن ادینبورگ به گلاسکو در سال 1842 آزمایش شد. لوکوموتیو پنج تنی با 8/4متر طول، همانطور که در شکل 5 مشاهده می‌شود توسط چهار موتور رلوکتانس سوئیچی رانده شد. این لوکوموتیو با باتری‌های کاملاً شارژ شده می‌توانست 5/2 کیلومتر با سرعت 4/6 کیلومتر در ساعت حرکت کند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با خودروهای خودران، از رویا تا واقعیت!

شکل 5. اولین لوکوموتیو برقی که توسط موتورهای رلوکتانس سوئیچی نیرو می‌گیرد

تاریخچه خودروهای برقی به ما نشان می‌دهد که در سال1851، چارلز گرافتون پیج، یک بازرس ارشد اداره ثبت اختراعات ایالات متحده، یک ماشین برقی با باتری حدود 12 کیلوواتی برای یک لوکوموتیو برقی ساخت که در راه آهن بالتیمور و اوهایو به سرعت 5/30 کیلومتر در ساعت دست یافت. در موتور رلوکتانس متغیر خطی نشان داده شده در شکل 6، کموتاسیون توسط تغییردهندگان مدار (متغیر خطی) انجام شد.

شکل 6. موتور رلوکتانس متغیر خطی که یک لوکوموتیو برقی بسیار اولیه را به حرکت در می‌آورد

ج. نماینده خودروهای برقی از دوران طلایی اول

اولین خودروهای برقی تجاری موفق موجود، با الهام از نام ماشین‌های الکتریکی، الکتروبت نامگذاری شدند. اولین نوع آن در سال 1894 با تلاش‌های ترکیبی یک مهندس مکانیک و یک شیمیدان، هنری جی موریس و پدرو جی. سالوم در شیکاگو بر اساس فناوری‌های ثبت شده خودشان، ساخته شد. مدل اولیه، یک ماشین کند و بسیار سنگین بود که تایرهای فولادی داشت. باتری‌های قابل شارژ آن به تنهایی بیش از 725 کیلوگرم از دو تن وزن ناخالص وسیله نقلیه را شامل می‌شد.

در پی تلاش‌های تحقیقاتی و توسعه مستمر، بعدا الکتروبت‌ها سبک‌تر، سریع‌تر و دارای پیچیدگی کمتری شد. آنها تایرهای پنوماتیک داشتند و توسط دو چرخ عقب هدایت می‌شدند. این خودروها با دو موتور 1/1 کیلوواتی پنجه دینام کار می‌کردند. با توجه به باتری‌های پیشرفته‌ای که در آن زمان داشتند، می‌توانستند با یک بار شارژ، 40کیلومتر را با سرعت متوسط 32کیلومتر در ساعت طی کنند. 

بیشتر بخوانید: با سطوح مختلف خودروهای خودران آشنا شوید

به دلیل علاقه زیاد به این خودروها، این دو شریک با ساخت چندین نوع درشکه بر اساس همین مدل، تجارت خود را گسترش دادند. یکی از اینها در شکل7 آورده شده است. با بررسی تاریخچه خودروهای برقی درمی‌یابیم که این وسایل نقلیه برقی همچنین به عنوان تاکسی در بسیاری از شهرهای ایالات متحده آمریکا به کار گرفته می‌شدند.

شکل 7. یک مدل زیبا از الکتروبت‌ها

در اینجا به دستاوردهای فردیناند پورشه اتریشی الاصل در این زمینه نیز باید اشاره نمود. در سال 1899، زمانی که در لوهنر یاکوب‌اند کامپنی کار می‌کرد، این طراح درخشان 22 ساله، اولین ماشین برقی خود را ساخت که می‌توانست به سرعت 25 کیلومتر در ساعت دست یابد. ماشین‌های برقی او شامل فناوری‌های پیشرفته در آن زمان بودند، مانند موتور توپی برقی که مستقیماً چرخ‌های خودرو را به حرکت در می‌آورد. 

شکل 8. لوهنر-پورشه فائتون (Lohner-Porsche Phaéton) در موزه فنی وین

او سه سال بعد اولین خودروی هیبریدی انقلابی و با عملکرد هر چهار چرخ را به نمایش گذاشت. آن را سمپر ویوس نام نهادند که به معنای لاتین «همیشه زنده» است. پورشه با نصب آیس‌هایی که ژنراتورهای برقی را به سوی شارژ باتری سوق می‌داد، برد خودرو را افزایش داد. باتری اصلی 74سلولی با یک باتری کوچکتر جایگزین شد که دارای 44سلول برای صرفه‌جویی در وزن و فضا بود. دو آیس 6/2 کیلوواتی خنک‌شده با آب در مرکز خودرو نصب شده‌اند که دو ژنراتور مستقل 84/1 کیلوواتی را هدایت می‌‌کردند و هر کدام جریان 20 آمپر را در ولتاژ 90 ولت ارائه می‌کردند.

بعدها نسخه آماده تولید آن منتشر و لوهنر-پورشه میکسته نامگذاری شد. حداکثر سرعت آن 80 کیلومتر در ساعت بود. فردیناند پورشه، بعدها طراح مدل بیتل برای فولکس واگن نیز شد.

بیشتر بخوانید: همه‌چیز درباره باتری‌ خودروهای برقی

الف) یک نوع قدیمی

ب) جزئیات فنی آن

شکل 9. اولین خودروی هیبریدی تجاری موجود

نقطه عطف مهم در تاریخچه خودروهای برقی، به اصطلاح خودروی برقی یکصد مایلی بود (شکل10). این خودروی برقی دو سرنشینه، هزارکیلوگرم وزن داشت که بیش از 350 کیلوگرم آن، باتری بود. این خودرو در سال 1908 در دنور توسط الیور پارکر فریچل، پیشگام کلیدی اولیه در زمینه وسایل نقلیه برقی، ساخته شد. او سهم قابل توجهی در تولید باتری و خودرو داشت. نام او با ترمز احیاکننده نیز مرتبط است. او پیشرفت‌های خود را بر روی استقامت خودروهای برقی تازه طراحی شده متمرکز کرد. او در سپتامبر 1908 یک چالش جسورانه را پیشنهاد کرد: انجام سفر 2900 کیلومتری بین لینکلن و نیویورک در یک ماشین برقی بدون هیچگونه مشکل مکانیکی. او این سفر را در 20 روز به پایان رساند و به طور متوسط حدود 100 مایل (160 کیلومتر) در روز طی کرد.  

شکل 10. مدل ویکتوریای فریچل، به اصطلاح خودروی برقی یکصد مایلی

د. اتومبیل‌های مسابقه‌ای برقی

در تاریخچه خودروهای برقی، اولین خودروی تاریخ که رکورد سرعت 100 کیلومتر بر ساعت را شکست، موتور کِشنده برقی داشت. این اتومبیل که ژِمِه کُنتونت به معنای همیشه ناراضی نامیده شد، در شکل11 نشان داده شده است. انرژی آن توسط دو ماشین برقی 25 کیلووات (هر کدام 200 ولت و 124 آمپر) تأمین می‌شد. بدنه خودرو از پارتینیوم، آلیاژ بسیار سبک و گران قیمت آلومینیومی چند لایه ولفرام و منیزیم که امروزه البته زیاد استفاده نمی‌شوند، ساخته شده بود.

شکل11 مسابقه برقی ژمه کنتونت در یک نمایشگاه

رکوردشکنی در آچر (فرانسه)، در 24 آوریل 1899 اتفاق افتاد (شکل12). این سوپرخودروی بلژیکی ساخت شرکت جامی ژنتزی به رکورد سرعت 882/105 کیلومتر در ساعت رسید.

بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع باتری خودروهای برقی

شکل12. ژمه کنتونت پس از شکستن رکورد

فردیناند پورشه نیز اتومبیل‌های مسابقه‌ای برقی ساخت. یکی از اولین انواع آن در سال 1902 ساخته شد که در شکل 13 نشان داده شده است. این ماشین دارای دو موتور برقی 5/1 کیلوواتی در هر دو چرخ جلوی خود بود. ماشین با مقدار زیادی از باتری به وزن هزار و هشتصد کیلوگرم، انرژی می‌گرفت.

الف) تصویر اصلی

 ب) یک مدل قدیمی

شکل13 اتومبیل مسابقه‌ای لوهنر-پورشه

اولین وسیله نقلیه هر چهار چرخ متحرک جهان، یک ماشین مسابقه‌ای خاص بود که آن نیز توسط پورشه طراحی شده بود. او آن را لاتوژو کنتونت (همیشه راضی) با اشاره به ماشین مسابقه‌ای شکل 11 نامید. چهار موتور الکتریکی سه اسب بخار (23/2 کیلووات) برای هر چرخ، اجازه حداکثر سرعت حدود 58 کیلومتر در ساعت را به اتومبیل می‌داد. پس از شارژ باتری سرب-اسید 80 ولتی 44 سلولی‌اش، این ماشین می‌توانست حدود سه ساعت کار کند.  

شکل 14 اولین ماشین هر چهارچرخ کشنده جهان، ساخته شده توسط پورشه (نشسته در کنار راننده)

ه. اولین وسایل نقلیه برقی عمومی

سایر انواع خودرو نیز در این مدت، برقی شدند. تمرکز تولیدکنندگان آلمانی بر خودروهای برقی عمومی بود. اولین تراموای برقی ارائه شده توسط زیمنس و هالسکه[28] (پدر شرکت زیمنس آ.گ) در نمایشگاه صنعتی برلین در سال 1879 بود. اولین انواع عملیاتی آن که قادر به جابجایی 6 مسافر بود، در سال 1881 در لیخترفلده، نزدیک برلین، به خدمت گرفته شد (شکل 15). این ترامواها توسط ماشین‌های دی.سی 5/7 کیلووات 180ولتی که از طریق ریل تامین می‌شد، حرکت می‌کردند و بردی 5/2 کیلومتری داشتند.

شکل 15. اولین تراموای برقی در لیخترفلده (آلمان)

سال بعد اولین واگن برقی الکتروموته، خدمات خود را در هالنزه (حومه برلین) در مسیری به طول 540 متر آغاز کرد. این واگن برقی توسط ورنر فون زیمنس، که اولین آسانسور برقی را نیز ساخت، طراحی شده بود. 

شکل16. الکتروموته، اولین واگن برقی طراحی شده توسط ورنر فون زیمنس

مخترع مشهور آمریکایی، توماس آلوا ادیسون، نیز نمی‌تواند از تجارت وسایل نقلیه برقی کنار گذاشته شود. در میان وسایل متعدد ساخته شده توسط او، وسایل نقلیه برقی نیز وجود دارد. پس از ساخت اولین ماشین برقی خود، ادیسون بیکر در سال 1915 اولین اتوبوس برقی جهان را ارائه کرد (شکل17).

بیشتر بخوانید: با انواع شارژر خودرو برقی آشنا شوید!

شکل 17. اولین اتوبوس برقی در سال 1915 توسط شرکت ادیسون بیکر

ادیسون خیلی زود تشخیص داد که باتری‌ها گلوگاه اصلی خودروهای الکتریکی هستند. او زمان زیادی را صرف تحقیق در مورد چگونگی سبک‌تر کردن باتری‌ها و شارژ سریع‌تر کرد. او امید زیادی به باتری‌های قلیایی نیکل-آهن داشت، اما چند اشکال وجود داشت که باید برطرف می‌شد. اگرچه نسبت قدرت به جرم آنها بیشتر بود، اما به فضای بیشتری نیاز داشتند و به طور قابل توجهی گرانتر از باتری‌های سرب-اسید استاندارد بودند. یکی دیگر از معایب قابل توجه باتری‌های نیکل-آهن این بود که آنها هیدروژن قابل اشتعال را هنگام شارژ، آزاد می‌کردند که بسیار خطرناک تلقی می‌شد. در نتیجه، باتری سرب-اسید برای سال‌ها به‌عنوان ضروری‌ترین منابع انرژی برقی در خودروها باقی ماندند. شایان ذکر است که ویژگی «خطرناک» باتری‌های نیکل-آهن در حال حاضر یکی از مهمترین امیدهای دانشمندانی است که بر روی تولید سوخت هیدروژنی کار می‌کنند که این موضوع، پتانسیل تغییر حمل و نقل را دارد.

3- تاریخچه اتومبیل‌های برقی مدرن اولیه

همانطور که قبلاً گفته شد، افزایش قیمت بنزین که در دهه 1960 آغاز شد و در دهه 1970 شتاب گرفت، پس از یک وقفه تقریباً 50 ساله، دوباره علاقه به خودروهای برقی را برانگیخت. در نتیجه، چندین وسیله نقلیه برقی در آن زمان توسعه یافتند. خودروهای شهری کوچک و دارای برد کوتاه از ابتدا مورد هدف قرار گرفتند. 

بیشتر بخوانید: هر آنچه که باید درباره شارژ خودروهای برقی بدانید!

انفیلد آتوموتیو، یک شرکت کوچک بریتانیایی، در سال 1966 تولید سریالی یک ماشین برقی کوچک دو سرنشینه را آغاز کرد که توسط یک موتور کشنده 6 کیلوواتی دی.سی و 8 باتری سرب-اسیدی بود. ماشین نشان داده شده در شکل18دارای حداکثر سرعت 64 کیلومتر در ساعت و وزن 975 کیلوگرم بود و زمانی که باتری‌های آن به طور کامل شارژ بودند، بردی در بازه چهل تا نود کیلومتر داشت. 

شکل 18. اتومبیل برقی انفیلد8000

نظر به تاریخچه خودروهای برقی در سال 1972، شرکت سبرینگ-ونگارد از فلوریدا یک خودروی برقی کوچک دو سرنشینه دو در جمع و جور با نام سیتیکار[36] را ساخت(شکل19). این اولین تلاش در ایالات متحده آمریکا برای تولید انبوه یک خودروی برقی مدرن از دوران طلایی از آغاز قرن بیستم بود. به لطف شاسی آلومینیومی با بدنه پلاستیکی ای.بی.اس، تنها 500 کیلوگرم وزن داشت. بین سالهای 1974 و 1977، 2500 دستگاه از این خودروهای ساده و ارزان قیمت در بازار فروخته شد.

شکل 19. مدال 1976 سبرینگ-ونگارد

همانطور که قبلاً گفته شد، زمینه کاربرد خودروهای برقی در آن زمان محدود به استفاده محلی خاص بود. نسخه برقی شده ب.ام.و 1600 که در شکل20 نشان داده شده است و توسط یک ماشین الکتریکی 32 کیلوواتی بوش نیرو می‌گیرد، نمونه خوبی است. در سال 1972، ب.ام.و دو خودروی برقی از این دست را به مهمانداران المپیک ارائه کرد که از آنها برای حمایت از دوی ماراتن جاده‌ای و مسابقات پیاده روی طولانی مدت استفاده کردند. برد خودرو فقط اندکی از مسافت 195/42کیلومتری دوی ماراتن، فراتر رفت. 

بیشتر بخوانید: رانندگی با خودروهای متصل، تجربه‌ای ایمن و نوین

شکل20. ب.ام.و 1602، اتومبیل برقی مورد استفاده در بازی‌های المپیک تابستانی 1972 مونیخ

در اواسط دهه 1970، تاریخچه خودروهای برقی به ما می‌گوید که برخی از خودروسازان تلاش کردند تا خودروهای معمولی را به خودروهای برقی تبدیل کنند، اما بازار برای چنین وسایل نقلیه گران قیمتب و و با چنان سختی فرآیند شارژ آن، آماده نبود. 

نیاز آینده به وسایل نقلیه پاک بدون نیاز به سوخت فسیلی، دولت ژاپن را آغازگر حمایت قوی از تحقیقات در زمینه وسایل نقلیه برقی کرد. نتایج در دهه 1990 مشاهده شد، زمانی که خودروسازان ژاپنی (مانند تویوتا و نیسان) بر این بازار تسلط داشتند.

در همین حال، در سال 1971، اولین وسیله نقلیه برقی، زمین را ترک کرد. لونار روور (ماه‌نورد) که در شکل 21 نشان داده شده است، یک دستگاه اکتشاف سطح سیاره با انرژی خورشیدی که توسط ناسا ساخته شده است، شروع به سفر در سطح ماه کرد.  

شکل 21.  وسیله نقلیه برقی لونار روور که توسط ماموریت آپولو 15 ناسا به ماه منتقل شد.

وزن این ماه‌نورد 210 کیلوگرم بود و می‌توانست باری تا 490 کیلوگرم را حمل کند که شامل دو فضانورد، تجهیزات علمی و نمونه‌های جمع آوری شده از ماه بود. حداکثر سرعت آن تقریباً 13کیلومتر در ساعت و برد آن در حدود 90 کیلومتر بود. هر یک از چرخ‌های آن، موتور دی. سی. مخصوص به خود را داشت. موتور 25/0 اسب بخاری (19/0 کیلووات) با سرعت ده‌هزار دور در دقیقه، از طریق یک درایو هارمونیک 80:1 به چرخ متصل می‌شد. 

4- آینده نزدیک خودروهای برقی

در این مقاله تاریخچه خودروهای برقی را بررسی کردیم و در انتها، باید بگوییم که دو گونه از آینده‌نگرترین خودروهای برقی فقط برای نشان دادن آینده روشن این خودروها ارائه شده‌اند. اولین مورد بر روی یک مدل مفهومی سدریک (مخفف اتومبیل خودران[41]) گروه فولکس واگن در شکل 22 نشان داده شده است. این ترکیبی از رانندگی کاملاً مستقل، کشندگی کامل برقی و یکپارچه سازی شبکه دیجیتال سطح بالا است. 

شکل 22 فولکس واگن سدریک، اولین وسیله نقلیه برقی کاملاً خودران

دومین آن، کانسپت-آی توسط تویوتا است که همانطور که در شکل 23 مشاهده می‌شود، طراحی بسیار انقلابی‌ای دارد. این اتومبیل برقی نیمه خودران در آینده نزدیک کاملاً هوش مصنوعی را برای به حداکثر رساندن لذت رانندگی و ایمنی راننده و سرنشینان یکپارچه می‌سازد.

شکل 23. مدل مفهومی کانسپت-آی تویوتا، نسل آینده اتومبیل برقی

5- تاریخچه خودروهای برقی، چشم‌اندازی رو به فناوری‌‌های آینده...

بی‌تردید، آینده از آن فناوری‌های پایدار است و در این میان، وسایل نقلیه برقی نقش بسیار پررنگی خواهند داشت. با وجود رشد بسیار گسترده فناوری، هنوز موضوعاتی همچون تولید باتری، گلوگاه توسعه در این خصوص است. به نظر می‌رسد با رشد روز افزون فناوری‌های مدرن در حوزه‌هایی همچون شیمی، بیوشیمی و هوش مصنوعی، بتوان به نتایج غیرمنتظره در این زمینه و در آینده‌ای نزدیک، امیدوار بود.

سوالات متداول

1- تاریخچه خودروهای برقی چگونه آغاز شد؟

تاریخچه خودروهای برقی از دهه 1830 آغاز شد، زمانی که اولین ماشین‌های برقی ساخته شدند. 

2- چرا خودروهای برقی در دهه 1890 محبوب شدند؟

در دهه 1890، به دلیل مشکلات زیست محیطی و بهداشتی مرتبط با کود اسب‌ها در شهرهای بزرگ، نیاز به راه‌حل‌های جدید در حمل و نقل مطرح شد. خودروهای برقی به دلیل عدم تولید بو، سر و صدا، و لرزش ماشین‌های بخار و همچنین سهولت استفاده، محبوبیت یافتند.

3- چرا تولید خودروهای برقی در اوایل قرن بیستم کاهش یافت؟

 در تاریخچه خودروهای برقی، عوامل مختلفی مانند رونق نفت خام تگزاس و کاهش قیمت بنزین، تولید انبوه خودروهای آیس، و اختراع استارت ماشین برقی توسط چارلز کترینگ در سال 1912 منجر به کاهش تولید خودروهای برقی شد.

4- تاریخچه خودروهای برقی چگونه به دوران مدرن مرتبط است؟

تاریخچه خودروهای برقی در دهه‌های 1960 و 1970 به دلیل افزایش قیمت بنزین و توجه به مسائل زیست محیطی، دوباره مورد توجه قرار گرفت. در دهه 1990، قوانین سختگیرانه زیست محیطی باعث افزایش دوباره علاقه به خودروهای برقی و توسعه مدل‌های هیبریدی و برقی مدرن شد.

منابع:

• T. Standage. (2022, April 29). The lost history of the electric car – and what it tells us about the future of transport.Available:https://www.theguardian.com/technology/2021/aug/03/lost-history-electric-car-future-transport
• M. Amatucci, "The world that chose the machine: an evolutionary view of the technological race in the history of the automobile," International Journal of Automotive Technology and Management, vol. 15, no. 1, pp. 43-62, 2015.
• P. Milsom. (2022, April 24). Pollution – Why we replaced horses with automobiles. Available: https://www.pocketlint.com/cars/news/141843-25-of-the-most-incrediblyfuturistic-electric-cars-from-the-last-few-years
• E. Morris, "From horse power to horsepower," Access Magazine, vol. 1, no. 30, pp. 2-10, 2007.
• J. Larminie, J. Lowry, Electric Vehicle Technology Explained. Chichester (USA): John Wiley & Sons, 2012.
• M. Guarnieri, "Looking back to electric cars," in Proceedings of the 3rd IEEE HISTory of Electrotechnology CONference (HISTELCON '2012), Pavia(Italy), 2012.
• M. Barber. (2022, April 12). Before Tesla: Why everyone wanted an electric car in 1905. Available:

https://archive.curbed.com/2017/9/22/16346892/electriccar-history-fritchle

• K.M. Fehr, "Oil in Texas: The Gusher Age, 1895-1945,"Technology and Culture, vol. 45, no. 3, pp. 656-657,2004.
• M.H. Westbrook, M. Westbrook, The Electric Car:Development and Future f Battery, Hybrid and Fuel-Cell Cars. London (UK): Institution of Electrical Engineers, 2001.
• H. Plommer, Vitruvius and Later Roman Building Manuals. London (UK): Cambridge University Press,1973.
• J.-C. Sabonnadière, Ed., Renewable Energies. London(UK), Hoboken (USA): ISTE, John Wiley & Sons, 2009.
• M. Guarnieri, "When cars went electric, part 1," IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 5, no. 1, pp. 61-62,
• 2011.
• R.C. Post, "The Page locomotive: Federal sponsorship of invention in mid-19th-century America," Technology and
• Culture, vol. 13, no. 2, pp. 140-169, 1972.
• K.A. Wilson. (2022, April 29). Worth the Watt: A Brief History of the Electric Car, 1830 to Present. Available: https://www.caranddriver.com/features/g15378765/worththe-watt-a-brief-history-of-the-electric-car-1830-topresent
• J.J. Fialka, Car Wars: The Rise, the Fall, and the Resurgence of the Electric Car. New York (USA): Thomas Dunne Books, 2015.
• C. Ngô, J. Natowitz, Our energy future: resources,
• alternatives and the environment. Hoboken (USA): John Wiley & Sons, 2016.
• K. Bithas, P. Kalimeris, "A Brief History o f E nergy Use in Human Societies," in Revisiting the Energy-Development Link, Berlin (Germany): Springer, 2016, pp.5-10.