Elektromobily: Cesta z minulosti do budoucnosti

První elektromobily se objevily dlouho před prvními automobily s pohonem na benzin. Historie elektromobilů je plná inovativních a revolučních přístupů. Pojďme se na tohle téma podívat zblízka.

Elektromobily existují mnohem déle než dnešní Tesly nebo dokonce General Motors EV1 z konce 90. let 20. století. Ve skutečnosti elektromobily vznikly dávno před automobily s vnitřním spalovacím motorem a vizionáři nikdy nepřestali usilovat o to, aby je přivedli na silnici a udělali z nich obchodní příležitost. Nedostatek historické perspektivy může vést k nepochopení vývoje, který přivedl věci do jejich současné podoby. Pojďme se tedy podívat na dlouhodobý vývoj, který nás přivedl až do součastnosti.

Začínáme v 30. letech 19. století s Robertem Andersonem ze Skotska, jehož motorizovaný vůz byl postaven někdy mezi lety 1832 a ’39. Baterie (galvanické články) ještě nebyly dobíjecí, takže to bylo spíše parádní kouzlo (“Podívejte! Žádný kůň ani vůl, a přesto se to hýbe!”), než dopravní prostředek. Další Skot, Robert Davidson z Aberdeenu, postavil v roce 1837 prototyp elektrické lokomotivy. Větší a lepší verze, předvedená v roce 1841, dokázala jet 1,5 míle rychlostí 4 mph, tažena šesti tunami. Pak potřebovala nové baterie. Tato impozantní představení tak znepokojila železniční dělníky (kteří viděli v této hrozbě svých pracovních míst při obsluze parních lokomotiv), že zničili Davidsonovu “zatracenou mašinu”, kterou pojmenoval Galvani.

Baterie, které bylo možné dobíjet, přišly v roce 1859, což učinilo myšlenku elektromobilu více životaschopnou. Okolo roku 1884 vynálezce Thomas Parker pomohl nasadit elektricky poháněné tramvaje a postavil prototypy elektrických automobilů v Anglii. Do roku 1890 chemik narozený ve Skotsku žijící v Des Moines v Iowě, William Morrison, podal patent na elektrický vůz, který pravděpodobně postavil už kolem roku 1887. Podle Des Moines Register se v roce 1888 objevil v průvodu městem. S předním pohonem, 4 koňskými silami a hlášenou maximální rychlostí 20 mph měl 24 bateriových článků, které bylo třeba dobíjet každých 50 mil. Morrisonova samo-poháněná kára byla senzací na Světové výstavě v Chicagu v roce 1893, známé také jako Světová kolumbijská výstava. Sám Morrison měl větší zájem o baterie než o pohyblivost, ale vzbudil tím představivost dalších významných vynálezců.

Electrobat!

Není to skvělé jméno? Patří prvnímu komerčně úspěšnému pokusu o elektromobil. Dva muži z Filadelfie Pedro Salom a Henry G. Morris adaptovali technologii z bateriově elektrických pouličních vozů a lodí a získali patent v roce 1894. Zpočátku velmi těžký a pomalý (jako tramvaj, s ocelovými “pneumatikami” a 1600 librami baterií na palubě), jejich Electrobat byl vyvynut k používání pneumatik a lehčích materiálů, takže do roku 1896 používaly jejich zadní řídící kočáry dva motory o výkonu 1,1 kW, aby ujely 25 mil při maximální rychlosti 20 mph. V roce 1896 pak Electrobat a další elektrický vůz od Rikera vyhrály sérii pětimílových sprintových závodů proti benzinovým automobilům Duryea.

Morris a Salom tento rok založili firmu a přešli do fáze “cash-in” úspěšného startupu. Po postavení několika elektrických hansomových vozů , které tehdy sloužily New Yorku, prodali tuto myšlenku Issacu L. Ricemu, který založil společnost Electric Vehicle Company (EVC) v New Jersey. Ten přilákal investory s velkými penězi a partnery a k počátku 20. století měli více než 600 elektrických taxíků v provozu v New Yorku s menšími flotilami v Bostonu, Baltimore a dalších východních městech. V New Yorku bylo řešeno doba, kterou trvalo nabíjení baterií, přestavbou kluziště na stanici pro výměnu baterií, kde mohl taxi přijet, nechat si vyměnit vybité baterie za nabité a pokračovat dál. Geniální, ale jako mnoho startupů, rozrostl se příliš rychle a narazil na nepředvídatelné konflikty mezi investory a partnery, a celý projekt taxíků se zhroutil do roku 1907.

Dodavatel baterií EVC (který byl investorem a partnerem) se stal tím, co dnes známe jako Exide. Výrobní partner, Pope (také průkopník benzinových aut), vzal technologii a na bázi svého prosperujícího obchodu s bicykly použil jméno Columbia na výrobu automobilů určených k veřejnému prodeji. Columbia dosáhla milníku 1000 vyrobených jednotek daleko před vizionářskými hromadnými výrobci v Detroitu, Ransomem Oldsem a Henrym Fordem, kteří teprve nabírali na obrátkách.

První elektro závodníci

Elektromobily prokázaly svou schopnost i v raných motorsportech. Belgičan Camille Jenatzy, výrobce elektrických vozů poblíž Paříže, se zapojil do několika rychlostních kousků k propagaci odbornosti své firmy, vrcholem bylo jaro roku 1899.

Při řízení své závodní speciálu, La Jamais Contente (“Nikdy spokojená”), se stal prvním, kdo překonal hranici 100 km/h a 60 mph. Párové přímé pohony s výkonem 25 kW, běžící na 200 voltech a spotřebovávajících 124 ampérů každý (přibližně 67 koní), hnaly torpédovitý stroj vyrobený z lehké slitiny hliníku nazývané partinium. La Jamais Contente jezdila na pneumatikách Michelin; francouzský výrobce pneumatik přijal repliku postavenou v roce 1994 jako druh maskota pro sérii udržitelných mobilních rallye s názvem Challenge Bibendum v letech 2004–2014.

Historie elektromobilů zahrnuje mnoho jmen, která znáte

Konec 19. a začátek 20. století doslova přetéká automobilovými vynálezy po celém světě. Omezený trh pro automobily (stále převážně drahé hračky pro bohaté lidi) umožňuje dominanci parní energie, přičemž elektromobily a vozidla na benzín zaostávají. Některé značky, které jsou nám dodnes známé, se v této době zabývaly elektromobily.

Ransom Eli Olds postavil krátkou sérii elektrických vozů bez koně, než vytvořil první masově vyráběné vozy Oldsmobile – ten známý elektrický přeživší je v muzeu v Lansing, Michigan, které se stalo domovem Oldsmobile po požáru v továrně pana Oldse v Detroitu. Ve Lansingu však žádné elektromobily nestavěl, ale General Motors by to udělalo… téměř 100 let poté.

Další jedinečný kus muzea je Egger-Lohner C.2 Phaeton , navržený 23letým Dr. Ferdinandem Porschem, jehož syn by po druhé světové válce založil dnešní společnost Porsche. Elektrický pohon z roku 1898 vážil 286 liber, měl výkon 5 koní a dokázal tlačit bryčku na 22 mph. Na první pohled to možná nevypadá dojímavěji než “auto” z roku 1893 od Morrisona, ale vyhrálo 25milový závod elektromobilů na berlínské výstavě dne 28. září 1899.

A pak je tu Studebaker, který v 19. století vyráběl vozy a kočáry, aby vstoupil do 20. století jako výrobce elektromobilů. Edison a jeho kamarád z táboráku Henry Ford také vyzkoušeli elektromobil a postavili alespoň jeden prototyp, než oba došli k závěru, že benzinový motor má slibnější budoucnost. Jedním z faktorů bylo to, že elektřina ještě nebyla široce dostupná mimo centra měst, což vážně omezovalo trh pro auta vázaná na tuto infrastrukturu. Řidiči si mohli nosit náhradní kanistry s benzínem na dlouhé cesty, ale náhradní baterie byly mnohem těžší na jednotku energie.

Elektromobily 20. století

Prezident William McKinley byl postřelen během prohlídky Temple of Music na Panamerické výstavě v Buffalu, New York, 6. září 1901. Byl převezen do nemocnice elektrickým poháněným sanitem, který jezdil pro nemocnici v New Yorku v letech 1900-1901.

McKinley atentát přežil, ale v ráně se objevil gangrén a zemřel osm dní poté. Cesta do nemocnice nebyla jeho první v elektrickém vozidle – stal se prvním prezidentem Spojených států, který jel v autě, když si dal jízdu na demonstračním voze Stanley Steamer. Tato pocta je často připisována Theodoru Rooseveltu, McKinleyho viceprezidentovi a nástupci, protože TR byl prvním, kdo absolvoval veřejnou jízdu autem, a to v elektromobilu Columbia v roce 1902. McKinleyho jízda elektrickým sanitem by sama o sobě měla zaručit místo tohoto obyvatele Ohio v historii – ať už elektromobilové nebo jakékoli jiné.

První vážné pokusy

Tušíme, co si myslíte: „Není to Renault Dauphine?“ No, ano, je. Ale ne, zase tak úplně ne. Ve skutečnosti je to Henney Kilowatt. Zájem o elektromobily nikdy úplně nezmizel, a toto bylo jedním z výsledků lidí, kteří si mysleli, že by to mohlo fungovat. Henney, firma specializující se na výrobu rakví, sanitních vozů a limuzín, často pro Packard, hledala nové možnosti podnikání, když Packard umíral. Henney získal společnost Eureka Williams v roce 1953 a pak se stal součástí konglomerátu (National Union Electric Co.), který zahrnoval společnosti Emerson radio a Exide batteries. Dát společnost výrobce baterií a výrobce karoserií pod jednu střechu, a co je přirozenějšího než dát elektromobilové výrobě šanci?

Spolupracujíc s vědci a inženýry z Caltechu na vývoji řídícího systému rychlosti a pohonu měl první Henney Kilowatt pro rok 1959 systém o napětí 36 voltů a mohl jet 40 mil při maximální rychlosti 40 mph. Tento systém byl v roce 1960 aktualizován na 72 voltů, což zvýšilo rychlost na praktičtějších 60 mph a dojezd na 60 mil. Henney stavěl karoserie pomocí nástrojů a dílů zakoupených od Renaultu – nebyly to přestavěné francouzské vozy, ale téměř identická rámová vozidla postavená ve Spojených státech. Řídící systém rychlosti, využívající diody a relé, byl pro dobu poměrně pokrokový.

To, co Henney neměl, byl dobrý distribuční, prodejní a obchodní systém. Postavil asi 100 podvozků, ale prodalo se pouze 47 dokončených vozů. Doporučená cena byla 3600 dolarů (Dauphine byl v nabídce za 1645 dolarů), ale zdá se, že to nebyla zisková cena. Většina prodejů šla do flotil utilitárních společností. Několik exemplářů se dochovalo v soukromých sbírkách dodnes.

Elektromobily v lunární historii

Když NASA zadala společnosti Boeing výrobu “vozu” pro použití na Měsíci, elektrický pohon byl zřejmou volbou pro bezvzdušné prostředí. Divize Delco společnosti General Motors byla hlavním subdodavatelem pro řídící systém pohonu a motory na Lunárním vozidle. Byly zde čtyři stejnosměrné motory, jeden v každém kole, každý s výkonem čtvrt koně a schopný otáček až 10 000 otáček za minutu.

Byly postaveny čtyři lunární vozidla za náklady 38 milionů dolarů, což bylo o 100 procent více než původní odhadovaných 19 milionů dolarů. Vozidlo bylo ovládáno devětkrát (tři výlety během každé ze tří misí), bylo to nejexotičtější “auto” v historii. Poprvé bylo nasazeno při misi Apollo 15 v roce 1971 (jak je ukázáno zde), LRV používalo neopakovatelné stříbro-zinek-lye baterie s deklarovanou kapacitou 121 ampérhodin. Ovládání obou náprav bylo také pomocí elektromotoru napájeného týmiž bateriemi. Postaveno z hliníkových trubek a skládací v centru, aby se vešlo na palubu lunárního přistávacího modulu Apollo, vážilo 460 liber (ve zemské gravitaci) bez pasažérů, jejichž skafandry musely být přepracovány tak, aby v něm mohli sedět.

LRV teoreticky mohl jet 8 mph, ale lunární povrch vyžadoval opatrnější rychlost. Během mise Apollo 15 se pohybovalo asi 17 mil za 3 hodiny, s průměrnou rychlostí menší než 6 mph. Při misi Apollo 17, poslední lunární misi, urazilo LRV přibližně 22 mil celkem, a astronauti se dostali téměř 5 mil od svého přistávacího modulu.

Tesla a její stopa v historii elektromobilů

Tesla Motors začala výrobu v roce 2008 s modelem Roadster, první generace která by mohla být spravedlivě popsána jako AC Propulsion Tzero, přičemž součásti ze stavebnice byly nahrazeny komponenty Lotus Elise o jednu úroveň výše než u běžné stavebnice. Pozdější modely používají vlastní technologii pohonného ústrojí vyvinutou v Tesle, ale první série závisela na licencovaném pohonu od AC Propulsion a redukčních nabíjecích systémech.

Byla první, kdo umístil lithium-iontové baterie do sériově vyráběného vozu a první, kdo předvedl dojezd 200 mil (i když ne, pokud byste ho řídili tak tvrdě, jak byste mohli Lotus Elise), Roadster používal třífázové čtyřpólové střídavé motory s indukcí. Ty postupně sílily, jak produkce pokračovala až do roku 2012. Přestože cena v roce 2010 činila 109 000 dolarů (střední modelový rok), prodalo se více než 2400 kusů za čtyři roky a Tesla nakonec dostala dost lidí k tomu, aby začali uvažovat o elektromobilech jako o atraktivních alternativách a nahradila Citicar jako obraz, který se veřejnosti vybaví při slovech baterie, elektřina a auto.