전기자동차는 현대성의 상징이자 공상과학소설에서나 나올 법한 발명품입니다. 전기로 차량을 운행한다는 개념이 자동차 운전만큼 오래되었다는 사실을 아는 사람은 거의 없습니다. 연료 생산자들의 음모 때문에 그녀가 패한 걸까요?
1821년 영국의 물리학자 마이클 패러데이(Michael Faraday)는 전기로 인해 느슨한 케이블이 자석 주위를 회전하기 시작하는 실험을 수행했습니다. 최초의 전기모터 모델은 이렇게 탄생했습니다. 수년에 걸쳐 다양한 과학자들이 이 개념을 실험하여 보다 실용적인 엔진을 만들었습니다.
자동차에 전력을 공급하기 위해 전기를 사용한다는 아이디어가 등장했습니다. 
아주 일찍. 이미 1834년에 미국인 Thomas Davenport가 배터리 구동 차량의 소형 모델을 제작했습니다. 영국에서는 로버트 데이비슨(Robert Davidson)과 조지 리틀(George Little)이 비슷한 작업을 수행했습니다.
그의 연구실에 있는 마이클 패러데이. 이미지:해리엇 무어
적절한 전원이 부족하여 이러한 아이디어의 실제 구현이 불가능했습니다. 당시의 배터리는 성능이 부족할 뿐만 아니라 충전이 불가능했습니다 . 1859년 프랑스 물리학자 가스통 플랑테(Gaston Planté)가 납축전지를 발명하면서 상황은 바뀌었습니다.
크랭크, 증기 및 전기
1881년 프랑스인 G. Trouve는 지멘스 엔진으로 구동되는 간단한 3륜 전기 자동차를 만들었습니다. 장치의 무게는 160kg이며 최대 12km/h까지 가속할 수 있습니다. 1년 후 영국인 William Ayrton과 John Perry도 비슷한 구조를 제시했습니다. 최대 속도는 14km / h로 최대 40km까지 이동할 수 있습니다.
1890년대에는 당시 시행된 표준에 따르면 경마차와 유사한 전기 자동차를 만드는 회사가 이미 있었습니다.
시속 100km의 벽을 최초로 돌파한 자동차, La Jamais Contente. 그것은 전기 모터로 구동되었습니다 (사진. 공공 악마).
초기 전기 자동차는 여러 가지 속도 기록을 세우는 데에도 자동차 역사를 만들었습니다. 1898년 샤를 장토(Charles Jeantaud)가 제작한 차량이 63km/h의 속도를 초과했습니다. . 1년 후 La Jamais Contente 라는 건축물이 들어서게 됩니다. , Camille Jenatzy가 이끄는 100km/h 장벽을 돌파했습니다 .
19세기와 20세기 초에도 자동차에 가장 적합한 추진력에 대한 문제는 여전히 계류 중이었습니다. 생산업체는 증기, 내연 기관 및 전기 엔진을 동시에 사용했습니다 .
이 기간 동안 증기 자동차는 더 이상 빅토리아 시대의 조상과 닮지 않았으며 현대의 평신도가 언뜻보기에 증기 자동차를 내부 연소 구조와 구별하기가 어렵습니다. 보일러는 석탄이 아닌 액체연료로 연소됐다. 이 솔루션의 가장 큰 단점은 구동 장치의 상당한 무게와 번거로운 조작이었습니다. 보일러의 물이 올바른 압력에서 증기로 변할 때까지 자동차는 시동을 걸 수 없습니다.
초기 연소 차량의 핸들링도 그다지 문제가 되지 않았습니다 . 엔진을 시동하려면 거대한 크랭크로 격렬한 회전이 필요했는데, 이는 체력이 필요할 뿐만 아니라 사용자가 부상을 입을 수 있다는 점을 의미합니다. . 소음과 불쾌한 배기가스 냄새에 대한 불만도 있었습니다. 다른 위협도 두려워했습니다. 영어 1901년 Stanisław Żmigrodzki는 다음과 같이 썼습니다. 게다가 폭발의 위험 그들은 안에 숨어 있어요.
놀라운 발명품인가요?
전기 모터에는 이러한 많은 단점이 없었을 뿐만 아니라 고유한 장점도 있었습니다. 배기가스를 배출하지 않고 훨씬 더 조용하게 작동했습니다. 단기 정지 중에는 최소 속도를 유지하기 위해 지속적인 연료 공급이 필요한 내연기관과 달리 에너지를 전혀 사용하지 않았다.
이러한 드라이브의 구성은 경쟁 솔루션의 경우보다 덜 복잡했으며 무게와 크기도 훨씬 작았습니다. 실제로 이는 더 단순한 구조, 더 낮은 실패율 및 더 쉬운 서비스 로 해석되었습니다. 전기 자동차. 전기 모터가 발전기 역할을 할 수 있기 때문에 제동을 하거나 언덕을 내려가는 동안 배터리를 재충전하는 시스템을 구축하는 것이 가능했습니다.
디트로이트 일렉트릭(Detroit Electric), 1916년 전기 자동차(Photo:Asterion, CC BY-SA 3.0).
전기차의 가장 큰 장점은 사용 편의성이다. 배터리를 충전한 후 거의 즉시 시동을 걸 수 있었고, 여기에 사용된 드라이브의 특성상 기어박스 설치가 필요하지 않았습니다 . 이러한 이유로 일부 제작자는 여성을 염두에 두고 제작 한다고 광고했습니다. .
끝의 시작
그러나 밝혀진 바와 같이, 이렇게 많은 장점 목록은 시장 지배 경쟁에서 전기 자동차가 승리를 거두는 데 충분하지 않았습니다. 전기 구동의 장점은 당시 사용 가능한 전원의 단점으로 인해 효과적으로 상쇄되었습니다. 배터리 팩은 무거워서 때로는 차량 전체 무게의 25% 를 차지하기도 했습니다. . 또한 동일한 질량의 연료 탱크보다 훨씬 적은 에너지를 보유했습니다.
전기 모터의 높은 효율은 이러한 차이를 보상할 수 없으며 이는 더 짧은 주행 거리로 해석됩니다. 20세기 초에는 전기 인프라가 주로 대도시에 존재했기 때문에 전기자동차는 지방에서는 입증될 기회가 없었다.
1912년에 출시된 Cadillac Model 30은 전기 스타터가 장착된 최초의 연소 엔진 자동차입니다(Photo:Iwao, CC BY 2.0).
한편, 내연기관의 가장 큰 단점은 점차 해소됐다. 1911년 Charles Kettering은 전기 스타터를 설계했으며 1년 후 Cadillac 자동차 시리즈 생산에 사용되기 시작했습니다.
무겁고 위험한 크랭크는 더 이상 과거의 일이었으며, 내연기관 자동차도 전기 자동차만큼 쉽고 편리하게 시동을 걸 수 있었습니다. 도로 위의 자동차 수가 증가함에 따라 엔진 소음과 배기가스 냄새는 일상적인 현실이 되었고 대중들에게도 받아들여졌습니다.
1920년대에 이르러 전기 자동차는 내연기관 자동차와의 경쟁에서 패했습니다. 전기 구동 장치 자체는 철도 및 대중 교통(트램 및 무궤도 전차)에서 성가신 배터리를 생략하고 견인력을 사용할 수 있는 교통 분야에서 인기를 얻었습니다.
특히 연료 위기 상황에서 전기 자동차는 수시로 재검토되었습니다. 1970년대에 생산된 CitiCar는 Tesla Rodster 시대까지 미국에서 가장 인기 있는 전기 자동차였습니다(사진:Klaus Nahr, CC BY-SA 2.0).
전기 자동차에 대한 아이디어는 2차 세계 대전 이후에도 때때로 반복되었지만 큰 성공을 거두지는 못했습니다. 정치적 불안이 석유 공급의 연속성을 위협하고 세계 시장에서 석유 가격을 불안정하게 만들었던 연료 위기 동안 특히 기억되었습니다.
재 속의 불사조처럼
1990년대에는 전기차 개념이 부활했다. 이는 환경 오염의 위험성에 대한 대중의 인식이 높아지고 대기 중 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 정치적 조치의 결과였습니다.
1996년 제너럴 모터스(GM)는 EV1 전기 자동차를 출시했습니다. 수천 대 이상의 차량이 미국 도로에 진입했습니다. 그들은 이전에 선택한 고객의 손에 넘어갔지만 이를 획득할 수 없었습니다. 회사가 채택한 정책은 임대만 허용했습니다.
EV1의 생산은 1999년에 중단되었습니다. 이후 3년 동안 모든 자동차는 제조업체에 인수되었습니다. 대부분의 사본은 폐기되었으며 수십 개가 기술 박물관과 대학에 기증되었습니다. EV1은 사용자들 사이에서 좋은 평판을 얻었으므로 제조업체의 결정은 음모론의 물결을 촉발시켰습니다 , 프로젝트를 종료하게 만든 석유 로비의 압력에 대해 이야기합니다.
전기 자동차는 가장 극한의 조건에서도 잘 작동합니다(사진:Dave Scott, NASA, 공개 도메인).
2006년에 이 버전의 이벤트는 다큐멘터리 누가 전기 자동차를 죽였는가?의 작가들의 지원을 받았습니다. 이전 EV1 사용자와의 일련의 인터뷰를 바탕으로 그들은 제조업체의 보증과는 달리 이 기술에 대한 대중의 관심이 있었다 는 것을 증명하려고 했습니다. 시장 성공을 보장하기에 충분합니다. 현재 관찰되는 전기 자동차에 대한 매혹은 그들이 실제로 옳았다는 것을 증명할 수 있습니다.
전기자동차는 관심의 르네상스를 경험하고 있는데, 이는 주로 Elon Musk가 소유한 Tesla Motors와 같은 기업의 활동에 힘입은 것입니다. 현대 건축물은 새로운 기술 성과를 사용합니다.
무거운 납축 배터리는 가볍고 고용량 리튬 이온 배터리로 대체됩니다. 예를 들어 유비쿼터스 스마트폰과 태블릿, 그리고 점점 더 인기 있는 "드론"을 제공하는 것과 동일한 것입니다. 이번에 전기 자동차가 거의 100년 전에 잃었던 호의를 다시 회복할 수 있을지는 시간이 말해 줄 것입니다.
영감:
이 기사는 Ashlee Vance의 책 Elon Musk에서 영감을 받았습니다. PayPal, Tesla, SpaceX 창시자의 약력 (호라이즌 2016 사인).
참고문헌:
- Andrzej Kajetan Wróblewski, 물리학사. 초기부터 현재까지 , PWN, 바르샤바 2009.
- Maja Duda, Andrzej Krawczyk, 전자기학의 위대한 연구자 , 과학 연구 연구소 ZTUREK, 바르샤바 2003.
- Andrzej Zieliński, 승용차. 개발 내역 , Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 바르샤바 2009.
- Michael H. Westbrook, 전기 자동차. 배터리, 하이브리드 및 연료 전지 자동차의 개발과 미래 , 전기 기술자 협회, 런던 2005.
- Stanisław Żmigrodzki, 전기 자동차 정보 , "기술 저널", Lviv, 1901년 7월 25일.
