Historia pojazdów elektrycznych czyli opowieść z serii co było pierwsze jajo czy kura część 1
(MM, 15 grudnia 2023)
Na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci uwarunkowania ekologiczne, ekonomiczne i społeczne sprawiły że rewolucja związana z elektromobilnością stała się faktem. Każdy znany producent samochodów ma w swojej ofercie przynajmniej jeden model samochodu elektrycznego, a niektóre z koncernów skupiają się tylko na elektromobilności wprowadzając innowacyjne systemy napędu i architektury pojazdów wybiegające w przyszłość jazdy autonomicznej. Mimo, że elektromobilność budzi szereg kontrowersji i sporów w społeczeństwie, to faktem jest, że samochody elektryczne coraz częściej pojawiają się na naszych ulicach.
Wbrew pozorom samochód elektrycznych nie jest krzykiem techniki ostatnich lat, ale koncepcja tego typu pojazdu powstała około 200 lat temu, a więc na długo przed pojawieniem się samochodu z napędem spalinowym. W tak długim okresie czasu nastąpiło wiele zmian w każdej dziedzinie życia, w tym zarówno w sferze społecznej jak i zakresie nauki i techniki. Ten czas można podzielić na mniejsze okresy o charakterystycznych cechach.
W początkowej fazie rozwoju pojazdów elektrycznych możliwe było jedynie wykorzystanie ogniwa galwanicznego opracowanego przez Alessandro Volta jako źródła energii do napędu silnika elektrycznego. W oparciu o taki napęd powstały różne modele oraz prototypy pojazdów elektrycznych. W latach 1832-39 szkocki wynalazca Robert Anderson zaprojektował prototyp powozu elektrycznego, a w 1834 roku podobny pojazd został opracowany przez amerykańskiego kowala Thomasa Danveporta, który także wynalazł i opatentował silnik na prąd stały. Rok później w Holandii profesor Sibrandus Stratingh z Groningen również przedstawił niewielki model takiego pojazdu.
Przełomem w początkowej fazie rozwoju pojazdów elektrycznych był wynalazek akumulatora kwasowo-ołowiowego przez francuskiego fizyka Gastona Plante w latach 1859-1860, udoskonalony nieco później (1881) przez Camille Faure.
Natomiast pierwszym sprawnie działającym pojazdem elektrycznym był trójkołowiec francuskiego wynalazcy Gustave’a Trouve, którym osobiście jeździł ulicami Paryża w kwietniu 1881 roku.
Również trójkołowiec Percy'ego i Aytona opracowany w 1882 roku zasilany był energią czerpaną z akumulatorów kwasowo-ołowiowych o masie 45 kilogramów.
Po początkowym okresie zainicjowanym przez wspomnianych pionierów elektromobilności nadszedł w latach 1851-1900 czas rozwoju pojazdów elektrycznych określany mianem „pierwszego wieku” („first age”), kiedy to zaczęto projektować i wytwarzać praktyczne pojazdy do codziennej jazdy. Przełom ten był możliwy dzięki rozwojowi technologii produkcji ogniw akumulatorowych oraz usprawnieniu procesu wytwarzania silników elektrycznych (silnik na prąd stały, komutator). Należy podkreślić że w tamtym okresie napęd elektryczny był najbardziej praktycznym i sensownym rozwiązaniem do zastosowania w pierwszych samochodach, ze względu na ówczesną dojrzałość i dostępność tej technologii oraz łatwe prowadzenie i uruchamiania pojazdów. Alternatywą był napęd parowy, nieefektywny ze względu na niekorzystny stosunek masy do mocy, a kolejną możliwość stwarzała raczkująca technologia z użyciem napędu za pomocą silnika spalinowego, dla którego wyzwaniem technicznym był rozruch i właściwy dobór przełożeń układu napędowego.
Za pierwszy pełnowartościowy samochód elektryczny uważa się czterokołowy pojazd skonstruowany przez niemieckiego inżyniera Andreasa Flockena w 1888 roku. Był to pojazd o nadwoziu drewnianej bryczki, wyposażony w silnik elektryczny o mocy 0.9 KW.
Napęd przenoszony na koła tylne za pomocą skórzanych pasów rozpędzał pojazd do prędkości 15 km/h. Dwa lata później debiutował pierwszy amerykański samochód elektryczny zbudowany przez Williama Morrisona, który osiągał nieco większą prędkość wynoszącą 23 km/h. Natomiast za pierwszego producenta wytwarzającego samochody elektryczne na większą skalę uważa się amerykańską firmę Pope Manufacturing Company, której pojazdy w 1897 roku zasiliły flotę nowojorskiej korporacji taksówkowej.
Nie próżnowano również po drugiej stronie oceanu, gdzie eksperymentując z innowacyjnymi rozwiązaniami napędu młody Ferdynand Porsche opracował koncepcję napędu elektrycznego poprzez silniki umieszczone w piastach kół jezdnych. Wraz działającym w Wiedniu producentem powozów i wagonów Ludwigiem Lohnerem doprowadził do wykonania prototypów i krótkiej serii samochodów w różnych wariantach.
W 1900 roku opracował protoplastę napędu hybrydowego. Samochód o nazwie Semper Vivus (Wiecznie Żywy) napędzany był dwoma silniki elektrycznymi umieszczonymi w piastach przednich kół oraz wyposażony był w dwa silniki benzynowe De Dion zespolone z prądnicami zasilającymi baterie kwasowo-ołowiowe.
Koncept ten znany jako System Lohner Porsche, był sukcesywnie rozwijany i ulepszany, a kolejnym wariantem był pojazd z napędem 4x4.
Do dalszego wzrostu zainteresowania napędem elektrycznym przyczynił się belgijski konstruktor i kierowca Camille Jenatzy, który opracował kilka samochodów przeznaczonych do bicia rekordów prędkości. Prowadzony przez niego samochód elektryczny o nadwoziu w kształcie pocisku La Jamais Contente (Nigdy Zadowolona) ustanowił w 1899 roku rekord prędkości przekraczając 100 km/h.
Kolejny etap historii elektromobilności przypada na lata 1901 - 1950 i jest określany mianem ery „wzlotu i upadku” („boom and bust”). To będzie dalszy ciąg tej opowieści.