General Motors debuut die battery elektriese Bolt, wat beloof om
het 'n 200-myl-reeks en kos sowat $ 30,000. GM, CC BY
N 'n poging om te jump start aanvaarding van brandstofsel elektriese voertuie, Toyota Motors vroeër vandeesmaand het meer as 5,600 patente beskikbaar vir ander motorvervaardigers. 'N Paar dae later het General Motors die elektriese Bolt, 'n elektriese voertuig wat ontwerp is om 200-myl op batterye uit te voer.
Motorondernemers, intussen, gaan voort om nog ander tipes elektriese voertuie te ontwikkel: plug-in basters en baster elektriese.
Elektriese voertuie is die mees belowende alternatief vir konvensionele petrol- en dieseldrewe motors. Maar hoe is elke tegnologie anders? En wat is die relatiewe voordele en kommersiële uitdagings vir elkeen?
Hoe het ons hier
Kom ons begin met ooreenkomste. Elektriese voertuie (insteekbatterye), baster-elektriese voertuie (HEV's), inbraakhibriede elektriese voertuie (PHEVs), en elektriese voertuie vir waterstofbrandstofselle (FCEVs) is almal elektriese voertuie. Hulle word almal aangedryf deur 'n elektriese motor en het batterye om elektrisiteit op te slaan of te voorsien, en energie te absorbeer wanneer die voertuig gerem word.
Sommige van hierdie voertuie kan ook elektrisiteit aan boord genereer, óf deur middel van 'n petrol aangedrewe verbrandingsmotor of 'n waterstof aangedrewe brandstofsel.
Hulle verteenwoordig almal 'n fundamentele breek uit die petrolverbrandingsvoertuie wat ons vandag op drie maniere bestuur: die dryfkrag is elektries, eerder as meganies; die enjin onder die kap is elektrochemies in plaas van verbrandingsgebaseerde; en die brandstof is elektrisiteit en waterstof, eerder as petrol.
Die kragte agter hierdie tegnologiese verskuiwings het in die laat 1980's begin met die erkenning van motorvervaardigers dat die langtermyn beskikbaarheid van petroleum beperk is en dat 'n alternatiewe voertuigplatform en brandstof nodig sal wees om 'n lewensvatbare toekomstige sakemodel te verseker. Waterstof is gekies as die brandstof en 'n 25-jaar pad vir brandstof-selvoertuig kommersialisering is gestig.
Sedert 1990 het drie bykomende kragte ontstaan om die besluit om die waterstofbrandstofselvoertuig as die produk van die toekoms, soos klimaatsverandering, beleid wat die brandstof onafhanklikheid bevorder, en luggehalte regulasies, veral in Kalifornië, te bevestig.
Battery Elektriese Voertuie (BEV)
In die afgelope vyf jaar is daar egter 'n herlewing van battery elektriese voertuie, wat uitsluitlik op batterykrag staatmaak. Voorbeelde hiervan is die Nissan Leaf, die GM Spark en die Kia Soul. Na 40 na 60 myl is die batterye uitgeput en moet dit herlaai word deur in 'n kommersiële sentrum of werkplek in 'n residensiële kring of 220-volt, doelgerigte oplader aan te sluit. Laadtyd is afhanklik van die spanning, die laaistegnologie en die battery se "toestand van laai" (dit wil sê, hoeveel die battery uitgeput is), maar benodig gewoonlik een tot ses ure om die voertuig ten volle te laai.
'N BEV is aantreklik omdat sy reeks die meeste van die reise wat deur die publiek geneem word, bevredig, byna tuis is gerieflik, en ry is vibrasievry en stil. Die grootte van die voertuig is relatief klein, wat goeie maneuverbaarheid en betreklik maklike parkering bied, en daar is geen lugbesoedeling tydens die bestuur nie. BEV's het ook die potensiaal om die elektriese rooster te balanseer deur oornag te laai wanneer roosterhulpbronne onderbenut word.
Werk teen BEV's is die tyd wat nodig is om die voertuig te herlaai en die reeks angs - dit is kommer oor beperkte ryreeks - wat deur bestuurders ervaar word, wat die bruikbare omvang van die voertuig effektief verminder. Ook laai kan die elektriese rooster stres en daar is gevalle waar daar geen laai infrastruktuur beskikbaar is nie, veral vir mense wat in woonstelle woon.
Na aanleiding van Kalifornië se nul-uitlaatvoertuigmandaat, is BEV's eers in die 1990s bemark, maar die mark het in die 2000s afgeneem. Met 'n aantal passasiersmotors beskikbaar vir verkoop of huur, word die mark vandag getoets om die openbare vraag na hierdie beperkte reeks, maar gerieflike voertuig, te evalueer. Vooruitgang in battery tegnologie het die potensiaal om die omvang te verhoog.
Hibriede Elektriese Voertuie (HEV)
Hybride elektriese voertuie is 'n BEV met 'n petrolverbrandingsmotor aan boord om elektrisiteit op te wek en die motor in kombinasie met die elektriese motor te beweeg. Hulle kan dieselfde 300-myl bereik wat mense met 'n konvensionele petrolvoertuig verwag. En met gevorderde sagteware kontroles, wissel die verbrandingsmotor met die batterye om hoë doeltreffendheid en lae uitstoot van besoedelstowwe te behaal.
HUV's is sedert die 2000 in die Verenigde State aangebied, met die Prius, wat die eerste keer deur Toyota in Japan in 1997 bekendgestel is, 'n prominente voorbeeld. In 2012 en 2013 was die Prius die bestverkopende voertuig in Kalifornië met meer as sewe miljoen voertuie verkoop, wat die verbruikers se merkwaardige positiewe aanvaarding van die voertuig weerspieël.
Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEV)
PHEVs is 'n HEV met meer battery kapasiteit wat 'n elektriese ry reeks tussen tien en 60 myl kan voorsien. Die Chevy Volt, byvoorbeeld, kan byna 40 myl ry op batterykrag voor 'n petrol generator skop in. Dit laat die gerief van herlaai die batterye oornag by die huis en 'n daaglikse elektriese reeks dat die meerderheid van die Amerikaanse publiek nie meer. En die PHEV bied die 300-myl reeks wat die bestuur van openbare gewoond aan. 
'N Inprop Prius het 'n groter battery en het 'n alles-elektriese
reeks van ongeveer 10 myl voordat dit in hibriede modus gaan. Toyota
Waterstofbrandstof-elektriese voertuie (FCEV)
Brandstofselvoertuie is baster elektriese voertuie met twee groot verskille. 'N Brandstofsel, 'n elektrochemiese toestel wat brandstof, soos waterstof, en suurstof uit die lug neem om elektrisiteit op te wek, vervang die petrolenjin onder die kap. Die brandstofsel het 'n merkwaardige hoë doeltreffendheid (drie keer dié van die konvensionele petrol-motor) en die nul-emissie van lugbesoedeling tydens die bestuur. Die produk van die reaksie is water, wat deur stikstof met stikstof uitgeput word en sommige suurstof bly uit die lug. En in plaas van 'n petroltenk, is daar waterstofopslag tenks. Die hervullingstyd van 'n brandstofselvoertuig is vergelykbaar met 'n konvensionele petrol-motor en brandstof kan binnekort verkry word.
Van die uitdagings wat verband hou met brandstofselvoertuie is die beperkte aantal waterstofstowwe in die land. Kalifornië het die meeste waterstof brandstof stasies in die VSA, met 51 geprojekteer om te werk aan die einde van 2015, oor 70 aan die einde van 2017, en 100 deur 2020. Sestig-en-sestig stasies word beskou as die aanvanklike minimum om die aanvaarding van brandstofselvoertuie in die staat te ondersteun.
vorentoe
Die mark ontdek dat die BEV 'n aantreklike komplement (nie vervangend) is vir die konvensionele petrolvoertuig nie. Die petrol aangedrewe HEV en PHEV is opkomende om te voldoen aan omgewingsregulasies, terwyl die algehele bestuurservaring van omvang en grootte waaraan die mark gewoond is, behoue bly.
Die koste van die voertuie en die koste van die bestuur van die voertuie is vir alle praktiese doeleindes mededingend en dwingend. Afhangende van die koste van elektrisiteit en die koste van petrol, kan die koste per myl gunstig wees vir die een of die ander. Die PHEV bied aan die kliënt die keuse om elektrisiteit of petrol te gebruik.
Die brandstofsel elektriese voertuig kom voor as 'n natuurlike evolusie van die baster en inprop elektriese baster. As gevolg daarvan kan 'n mens voorspel dat die BEV en die FCEV die volgende generasie alternatiewe vir die konvensionele en gehybridiseerde petrolvoertuig verteenwoordig vir die vervulling van ligte vervoerbehoeftes. Die BEV bied gerief en maneuverability, en die FCEV bied omvang, buigsaamheid in voertuiggrootte en vinnige brandstof. Albei voertuie bereik brandstof onafhanklikheid, 'n skeiding van geo-politiek, en aantreklik omgewingseienskappe.
Die aankoopkoste en bedryfskoste van battery elektriese en brandstofselvoertuie is vandag vergelykbaar. Dit is waarskynlik dat die koste van waterstof in die toekoms sal daal weens markkompetisie en vooruitgang in tegnologie en dat die koste van elektrisiteit toeneem. Dit beteken die koste per myl om 'n brandstofselkragvoertuig te bedryf, vergeleke met 'n battery elektriese voertuig, sal waarskynlik laer word.
Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek
Lees die oorspronklike artikel.
Oor Die Skrywer
Dr Scott Samuelsen is 'n professor in Meganiese, Lugvaart- en Omgewingsingenieurswese aan die Universiteit van Kalifornië, Irvine (UCI). Hy is die direkteur van die gevorderde krag- en energieprogram, die UCI-verbrandingslaboratorium en die nasionale brandstofselnavorsingsentrum vir die Amerikaanse departement van energie en die energiekommissie van californië. Professor Samuelsen is mede-voorsitter van die California Stationary Fuel Cell Collaborative, 'n unieke publiek-private alliansie wat kritieke tegnologie en markhindernisse aanspreek om die kommersialisering van gevorderde kragopwekkingstelsels te versnel.
