Elfordon – vad är elektriska fordon? Historia, typer och användning

Historia

Det är oklart vem som var den första uppfinnaren, men Ányos Jedlik från Ungern byggde en liten modell av en fungerande elbil 1828. På 1830-talet byggde Robert Anderson från Skottland, professor Stratingh från Holland och Thomas Davenport, en smed från Vermont, alla elbilar. Davenport sägs vara uppfinnaren av den elektriska likströmsmotorn. År 1865 tillverkade Gaston Plante från Frankrike ett bättre batteri. År 1886 gjorde uppfinnaren Frank Sprague från Connecticut viktiga förändringar av elmotorn.

Storbritannien och Frankrike var tidigt ledande när det gällde att göra bättre elbilar. Intresset för elbilen i USA ökade efter 1891 då A. L. Ryker byggde en trehjulig elbil och William Morrison en sexpassagerarvagn.

Åren 1899 och 1900 var de bästa åren för elbilar i Amerika, eftersom de sålde mer än alla andra typer av bilar (ångbilar, bensinbilar och dieselbilar). Ett exempel var 1902 års Phaeton som byggdes av Woods Motor Vehicle Company i Chicago och som hade en räckvidd på 18 miles, en topphastighet på 14 mph och kostade 2 000 dollar. (På den tiden fanns det få bra vägar mellan städerna, så de flesta bilkörningar var korta sträckor). Elbilar kunde köra lika långt som ångdrivna bilar och tog inte 30-40 minuter att starta. Bensinmotorer var illaluktande och bullriga.

Men sedan förbättrades förbränningsmotorn (som använde bensin och diesel) avsevärt, och bilar som använde dessa motorer kunde köra mycket längre och snabbare än andra bilar.

Vissa människor tillverkade elbilar i sina garage genom att ta bort motorn och sätta in en elmotor och batterier, men under lång tid tillverkade inget stort bilföretag en elbil. Det var först i slutet av 1990-talet som de stora bilföretagen började tillverka elbilar igen. Den mest kända var GM:s EV-1. Nu växer intresset för fordon med alternativa bränslen.

Typer av elfordon

Rena elbilar

Dessa typer av bilar har ingen förbränningsmotor, utan drivs helt och hållet med hjälp av elmotorer, som får sin kraft på andra sätt än genom en motor.

• En bränslecell producerar elektricitet från vätgas. Vätgas är mycket vanligt, men svårt att lagra. Den kan framställas av vatten, men vanligtvis framställs den av naturgas. Dessa bilar är mycket sällsynta, eftersom det inte finns många ställen där man kan tanka vätgas, och därför tillverkas inte många. Ett av de få företag som tillverkar bränslecellsbilar är Toyota, som har Mirai.
• En solcell lagrar energi från solen som elektricitet för att få bilen att gå. Men det solljus som landar på en solcellsbil räcker inte för att få en fullstor bil att röra sig mycket snabbt, och den kan inte fungera på natten om den inte lagrar energi någonstans. Varje år anordnas en tävling för att se vem som kan göra en bil som går längst med enbart solenergi.
• Ett batterielektriskt fordon (BEV) lagrar elektrisk energi i ett stort batteri inuti bilen. Batterierna får sin energi från ett elnät utanför bilen, vanligtvis ett eluttag som i ett hus. Det är den vanligaste typen av elbil som man ser idag. Många regeringar runt om i världen uppmuntrar offentliga platser att installera laddningsstationer, som har en kontakt som kan ladda de flesta typer av plug-in-bilar. Företag som tillverkar BEV-bilar är bland annat Nissan, som har Leaf, och Mitsubishi Motors, som tillverkar i-miEV. Ett amerikanskt företag som heter Tesla är känt för att göra BEV:er som laddar mycket snabbt, till exempel Roadster (en sportbil) och på senare tid Model S.

Hybridbilar

En hybrid är en kombination av två saker. I det här fallet är det en elmotor och en annan typ av kraft, t.ex. en motor. Därför är hybridfordon inte riktiga elfordon.

• Ett hybridelektriskt fordon har både en förbränningsmotor och en elmotor som driver hjulen. Vanligtvis används elmotorn vid låga hastigheter och kraften från förbränningsmotorn när bilen kör snabbare. Motorn får sin kraft från bensin, diesel eller någon annan typ av bränsle och kan generera elektricitet som lagras i batterier för att senare användas med elmotorn. Batteriet är mycket mindre än i ett rent elfordon och även om fordonet kan gå utan att starta gasmotorn kan det inte gå särskilt långt innan batteriet tar slut på energi och gasmotorn måste startas. Toyota Prius är den mest sålda HEV-bilen genom tiderna, men många andra företag runt om i världen som Honda (med Clarity), BMW (med i3) och Ford (med Focus) tillverkar också hybridbilar, varav vissa, som Honda Civic och Toyota Camry, finns i både ren gas- och hybridversioner. Hybridversionen är vanligtvis dyrare eftersom den har fler delar.
• Ett plug-in hybridfordon (PHEV) liknar ett vanligt hybridfordon i det avseendet att det har både en förbränningsmotor och en elmotor. Skillnaden är att en PHEV har ett större batteri som kan laddas med hjälp av en stickpropp från ett eluttag, precis som en batterielektrisk bil. Detta gör att bilen kan köra längre på enbart elektrisk kraft än en HEV innan gasmotorn måste användas. Batteriet är dock fortfarande ganska litet, vilket innebär att en PHEV oftast inte går lika långt som en BEV på enbart elkraft. Chevrolet Volt från General Motors och Sonata från Hyundai är bara två exempel på laddhybrider, och Toyota tillverkar också en laddhybridversion av sin Prius, liksom Honda med sin Clarity.
• Ett mänskligt elektriskt hybridfordon (HEHV) är i sin enklaste form ett batteri och en motor på en cykel. Twike är ett täckt fordon med plats för två personer. Den kan trampas, drivas av batteriet eller båda.

Andra fordon

Det finns många andra typer av elfordon. En trådbuss (även kallad spårlös trådbuss) drivs av elektriska luftledningar. Många tåg använder ett elektrifieringssystem för att leverera ström. Några få höghastighetsbanor använder drivna magneter i spåret för att förflytta tåget, i ett system som kallas "mag-lev" (magnetisk levitation). Det finns elektriska cyklar och motorcyklar och vissa trehjulingar (trikåer) som Corbin Motors Sparrow, som också sågs i Austin Powers-filmen Goldmember.

De flesta godståg är dieselelektriska. Lokomotivet har en dieselmotor som ger elektricitet och en elmotor som får hjulen att snurra. På senare år har det dock kommit bussar och tåg som lagrar sin el i ett batteri eller använder någon annan källa, t.ex. bränsleceller. Dessa typer av fordon behöver inga ledningar.

Fördelar och nackdelar

Fördelar: Dessa fordon använder en elmotor och är därför mycket tysta, luktar inte och förorenar inte avgaserna. De kan även användas inomhus. Olja för bensin och diesel är en begränsad resurs - den räcker inte för evigt och blir allt dyrare. Om elen till ett batterielektriskt fordon kommer från en förnybar energikälla, som ett vindkraftverk, solceller, geotermisk eller vattenkraft, kommer det inte att producera lika många gaser för global uppvärmning.

Nackdelar: De är dessutom stora och tunga, vilket gör att fordonen vanligtvis inte kan köra särskilt långt. Det tar lång tid att ladda upp ett batteri, ibland många timmar. Bra batterier kan vara mycket dyra, och alla batterier måste bytas ut efter ett tag. Den mesta elen i USA kommer från kol eller naturgas, så ett elfordon som drivs med el från någon av dessa anläggningar bidrar fortfarande till de globala uppvärmningsgaserna.