واقعاً چه کسی خودروی برقی را اختراع کرد؟

مخترع واحدی برای نخستین خودروی برقی وجود ندارد. فرایندی که از یک مدل کوچک خودرو در مجارستان در سال 1828 تا خودروهای عملی قابل استفاده در جاده در آمریکا و فرانسه در دهه 1890 امتداد دارد، مجموعه گام‌های پیاپی مهندسانی است که به طور مستقل از یکدیگر کار می‌کردند. اینکه چه کسی «نخستین» به شمار آید کاملاً بستگی به معیاری دارد که استفاده می‌کنید: مدل، خودروی حامل انسان، یا خودرویی مناسب برای استفاده روزمره؟

نخستین خودروی برقی از آنِ کیست؟ چرا یک پاسخ واحد وجود ندارد؟

دلیل نبودن پاسخ روشن برای این پرسش، کمبود اطلاعات نیست، بلکه مسئله تعریف است. واژه «خودرو» طیف بسیار متنوعی از چیزها را در بر می‌گیرد، از یک ماکت مدل تا یک خودروی جاده‌ای، و هر تعریف نام متفاوتی را برجسته می‌کند. در حالی که منبعی یدلیک را که ماکتی کوچک ساخته بود «نخستین مخترع» می‌داند، منبع دیگری تنها به خودروی حامل انسان نگاه می‌کند؛ و سومی معیار وسیله‌ای عملی و قابل فروش را می‌پذیرد. سه معیار، سه برنده متفاوت.

همچنین یک آستانه فنی هم وجود دارد: تا سال 1859 باتری قابل شارژی وجود نداشت. بیشتر تلاش‌های اولیه با پیل‌های اولیه‌ای کار می‌کردند که یک بار مصرف شده و دور انداخته می‌شدند. ساختن وسیله‌ای «قابل استفاده» با منبع انرژی‌ای که یک بار مصرف می‌شد و تمام می‌شد، از نظر فنی ممکن نبود. پس اختراعات دهه 1830 داستان موتورند و داستان خودروی واقعی متعلق به بعد از 1880 است.

پیشگامان دوره اولیه و کارهایشان

از ماکت‌ها تا جاده: یدلیک، دیونپورت و استراتینخ

نقطه آغاز این داستان در مقیاسی بسیار فروتنانه است. کشیش و فیزیکدان مجار آنیوش یدلیک در سال 1827 نوعی موتور برقی اولیه اختراع کرد و در سال 1828 ماکت کوچکی ساخت که با این موتور کار می‌کرد. این وسیله بیش از آنکه در معنای امروزی یک خودرو باشد، یک نمایش آزمایشگاهی بود و از باتری اولیه غیرقابل شارژ استفاده می‌کرد. با این حال اصل کامل بود: جریان الکتریکی در موتور به حرکت مکانیکی تبدیل می‌شد.

توماس ونپورت، آهنگری که در ورمانت کار می‌کرد، مسیری مشابه را پیمود. او با مشارکت همسرش امیلی، نخستین موتور جریان مستقیم آمریکایی را ساخت و این موتور را روی یک مدل کوچک نصب کرد که روی ریل کوتاه، دایره‌ای و برقی حرکت می‌کرد. این موتور در سال 1837 ثبت اختراع شد. در همان دوره در هلند، سیبراندوس استراتینخ در گرونینگن با دستیار آلمانی‌اش کریستوفر بکر وسیله‌ای کوچک‌مقیاس ساخت که با باتری‌های اولیه کار می‌کرد. در اسکاتلند نیز پذیرفته شده است که رابرت اندرسون بین سال‌های 1832 تا 1839 یک خودروی برقی ساده و ابتدایی توسعه داد؛ هرچند در منابع درباره تاریخ ذکر نام و ملیت او تفاوت‌های کوچکی وجود دارد، این موضوع روشن است که در دهه 1830 در چندین کشور بر سر یک ایده مشابه کار می‌شد.

نقطه ضعف مشترک این تلاش‌ها ذخیره‌سازی انرژی بود. رابرت دیویدسون پس از 1837 در آبردین نخستین لوکوموتیو برقی شناخته‌شده را ساخت؛ سپس گالوانی لوکوموتیو 7100 کیلوگرمی خود را با موفقیت توانست بار 6 تنی را با سرعت 6.4 کیلومتر بر ساعت به مسافت 2.4 کیلومتر جابه‌جا کند. توان باتری ناکافی بود و وسیله توسط کارگران راه‌آهن که از آینده شغلی خود می‌ترسیدند نابود شد. فناوری وجود داشت؛ اما باتری‌ای که بتواند آن را سرپا نگه دارد، وجود نداشت.

انقلاب باتری و نخستین وسایل نقلیه مسافربر

نقطه عطف در سال 1859 فرا رسید: باتری سرب-اسید گاستون پلانته برای اولین بار امکان ذخیره و شارژ مجدد انرژی را فراهم کرد. در سال 1881، کامیل آلفونس فور ظرفیت باتری را به میزان قابل توجهی افزایش داد و راه را برای تولید صنعتی هموار کرد. گذار خودروی برقی از مدل به وسایل نقلیه بدون این دو تاریخ ناممکن بود.

در همان سال، در آوریل 1881، گوستاو ترووه در خیابان روی ووالوا در پاریس، یک خودروی برقی مسافربر با منبع تغذیه اختصاصی خود را آزمایش کرد. ترووه با بهبود یک موتور زیمنس و نصب آن روی تریسیکل جیمز استارلی، موفق به دریافت ثبت اختراع نشد؛ اما وسیله او امروز یکی از آن وسایلی است که به عنوان نخستین خودروی برقی جهان شناخته می‌شود. پاسخ برای خواننده‌ای که به دنبال نخستین وسیله نقلیه برقی مسافربر است، از همین‌جا آغاز می‌شود.

در فرانسه، شارل ژانتود (سازنده بدنه) نیز نخستین خودروی برقی آزمایشی خود را در سال 1881 ساخت؛ تولید جدی در سال 1893 آغاز شد و در پاریس تا سال 1907 ادامه یافت. در آلمان، فلوکن الکتروواگن ساخته شده در سال 1888 در بسیاری از ارزیابی‌ها به عنوان نخستین خودروی برقی واقعی شناخته می‌شود؛ در انگلستان، توماس پارکر در سال 1884 در ولورهمپتون یکی از وسایل نقلیه خود را ساخت. فردیناند پورشه نیز در سال 1898 P1 خودروی برقی و سپس نخستین خودروی هیبریدی جهان را توسعه داد.

موریسون و ژانتود: معیارهای عملی و سرعت

در سمت آمریکا، نخستین وسیله‌ای که می‌توان آن را عملی دانست، از دست شیمی‌دان اسکاتلندی‌تبار ویلیام موریسون که در دس‌موینز آیووا زندگی می‌کرد، بیرون آمد. موریسون یک واگن شش نفره را برقی کرد؛ این وسیله با سرعت 23 کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کرد. 23 کیلومتر بر ساعت می‌توانست به سرعت برسد و باتری‌ها زیر صندلی واگن پنهان شده بودند. تاریخ عرضه این وسیله نقلیه حدود 1890 پذیرفته می‌شود؛ تاریخ‌های مربوط به فرآیند توسعه در منابع بین 1887 و 1891 چند سالی جابه‌جا می‌شوند که بازتاب یک فرآیند مهندسی عادی از نمونه‌های اولیه تا وسیله نقلیه بالغ است. خودروی موریسون در نمایشگاه جهانی شیکاگو 1893 واقعاً یک هیجان به پا کرد و بذر محبوبیت خودروهای برقی آمریکایی را کاشت.

اما Jeantaud در معیار متفاوتی برجسته است: عملکرد. در 18 دسامبر 1898، یک Jeantaud که کانت گستون دو شاسلو-لوبا آن را می‌راند، با سرعت 63.13 کیلومتر بر ساعت نخستین رکورد رسمی سرعت زمینی خودرو را شکست. نخستین خودرویی که رکورد را دو بار در اختیار داشت، برقی هم بود. خودروی رقیب، La Jamais Contente نام داشت و در 29 آوریل 1899 با رسیدن به سرعت 105.88 کیلومتر بر ساعت از مرز 100 کیلومتر بر ساعت عبور کرد. یعنی در سال‌های نخست که خودرو با سرعت به دنیا آمد، خودروهای برقی طرفی بودند که رکوردهای سرعت را در اختیار داشتند. پاسخ پرسش «آیا اولین خودروی سریع برقی بود؟» از نظر تاریخی مثبت است.

عصر طلایی برقی‌ها و اینکه چرا بنزین جلو افتاد

تا سال 1900، 40 درصد خودروهای جاده‌های آمریکا بخاری بودند, 38 درصد برقی و تنها 22 درصد بنزینی. بین 1895 تا 1905 برقی‌ها در آمریکا بیش از همه انواع دیگر خودروها فروش رفتند. از نظر مهندسی دلیل خوبی برای این امر وجود داشت: خودروی برقی بی‌صدا بود، نیازی به تعویض دنده نداشت، با کلید روشن می‌شد و بویی ساطع نمی‌کرد و لرزشی ایجاد نمی‌کرد. خودروهای بخاری در هوای سرد تا 45 دقیقه زمان راه‌اندازی داشتند؛ بنزینی‌ها با هندلی دستی و با خطر مداوم شکستن بازو روشن می‌شدند. برقی‌ها به‌ویژه در میان ساکنان شهرها و زنان محبوب بودند.

با این حال بنزین پیروز شد. دلایل یکدیگر را تقویت می‌کردند:

• مدل تی که هنری فورد در 1908 به تولید انبوه رساند، خودروهای بنزینی را مقرون‌به‌صرفه کرد؛ در 1912 خودروی بنزینی حدود 650 دلار بود، در حالی که یک رودستر برقی حدود 1,750 دلار قیمت داشت.
• در 1912 استارت برقی اختراع چارلز کترینگ مشکل هندکrank، بزرگ‌ترین عیب خودروهای بنزینی، را حل کرد.
• در دهه 1920 شبکه جاده‌های بین‌شهری بهبود یافت، نفت تگزاس بنزین را ارزان کرد و پمپ‌های بنزین همه‌جا گسترش یافتند؛ اما زیرساخت برق در مناطق روستایی هنوز وجود نداشت.

خودروهای برقی تا 1935 تقریباً به‌کلی از میان رفتند. ممکن است برایتان جالب باشد: حتی ایده باتری تعویضی نیز در آن دوره اجرا شده بود؛ این خدمت که در 1896 پیشنهاد شده بود، بین 1910 تا 1924 با سرویس GeVeCo شرکت Hartford Electric Light Company در مسافتی بیش از 6 میلیون مایل استفاده شد.

تلاش‌های میانه قرن بیستم و GM EV1

پس از یک دوره سکوت طولانی، تحریم نفتی عرب در سال 1973 علاقه به خودروهای برقی را دوباره زنده کرد. کنگره آمریکا در سال 1976 قانونی به منظور حمایت از تحقیقات خودروهای برقی و هیبریدی تصویب کرد. جنرال موتورز در سال 1973 یک نمونه اولیه برقی شهری و در سال 1975 جیپ‌های برقی آزمایشی برای سرویس پستی تولید کرد؛ در سال 1971 لونار روور برقی ناسا نخستین وسیله نقلیه انسان‌پایانی بود که بر روی ماه حرکت کرد. اما فناوری آن دوران این خودروها را به حدود 45 مایل بر ساعت سرعت و 40 مایل محدوده برد محدود می‌کرد.

در اوایل دهه 1990، قوانین هوای پاک و مقررات کالیفرنیا صحنه را دوباره شکل دادند. نتیجه، GM EV1 بود که در 4 ژانویه 1996 در نمایشگاه خودرو لس آنجلس بزرگ معرفی شد: نخستین خودروی برقی تولید انبوه آمریکایی که از صفر طراحی شد و بین سال‌های 1996 تا 1999 تولید گردید. حدود 1100 دستگاه تولید شد و تنها به صورت اجاره عرضه گردید؛ برد آن 80 مایل بود و شتاب 0 تا 50 مایل بر ساعت آن 7 ثانیه بود. در مدل‌های اولیه از باتری سرب-اسید استفاده شد و سپس به باتری نیکل-متال هیدرید مهاجرت شد. هزینه‌های بالای تولید، برنامه را غیرقابل ادامه کرد؛ جنرال موتورز برنامه را در سال 2001 خاتمه داد (برخی ارزیابی‌ها این تاریخ را 2003 ذکر می‌کنند). با پایان یافتن قراردادهای اجاره، خودروها جمع‌آوری و اکثر آنها نابود شدند؛ حدود 40 نمونه با اهدا به موزه‌ها باقی ماندند. این لغو که موضوع مستند سال 2006 با نام Who Killed the Electric Car? بود، امروز همچنان محل بحث است.

انقلاب لیتیوم-یونی: از تسلا رودستر تا امروز

نقطه شروع تحول مدرن، هیبرید بود: در سال 1997 تویوتا پریوس به عنوان نخستین خودروی هیبریدی تولید انبوه جهان در ژاپن عرضه شد و در سال 2000 در سراسر جهان پخش گردید. در سال 1999 هوندا اینسایت، نخستین هیبریدی بود که از اوایل دهه 1900 در آمریکا به فروش می‌رسید. اما آنچه واقعاً عصر کاملاً برقی را گشود، شیمی باتری بود: تسلا رودستر که در سال 2008 عرضه شد، نخستین خودروی کاملاً برقی قانونی و دارای مجوز جاده‌ای تولید انبوه بود که از سلول‌های باتری لیتیوم-یونی استفاده می‌کرد و برد 393 کیلومتر را با یک شارژ ارائه داد. معرفی آن در سال 2006 و موفقیت‌های بعدی، خودروسازان بزرگ را سرعتی تازه بخشید. در سال 2010، همان سالی که وام 465 میلیون دلاری وزارت انرژی به تسلا داده شد (که نه سال زودتر بازپرداخت گردید)، شوروی ولت (نخستین هیبریدی پلاگین تجاری) و نیسان لیف نیز وارد بازار آمریکا شدند.

بنابراین پاسخ این پرسش که "آیا تسلا نخستین خودروی برقی بود؟" روشن است: خیر. اما اینکه نخستین خودروی کاملاً برقی تولید انبوه باشد که با باتری لیتیوم-یونی فروخته می‌شد، در تاریخ جایگاهی ویژه و مستقل برای خود دارد. و نخستین حلقه از زنجیره‌ای که آن را ممکن ساخت، مدل مینیاتوری بر روی میز یدلیک در سال 1828 بود.

نتیجه‌گیری: برچسب "نخستین" به معیار بستگی دارد

اگر به دنبال مخترع خودروی برقی هستید، ابتدا معیار خود را مشخص کنید. برای نخستین مدل وسیله نقلیه پاسخ Ányos Jedlik (1828)، برای نخستین وسیله حمل انسان Gustave Trouvé (1881)، برای نخستین وسیله واقعی جاده‌ای Flocken Elektrowagen (1888)، برای نخستین وسیله عملی آمریکا William Morrison (حدود 1890) و برای نخستین تولید فرانسوی Charles Jeantaud است. اینکه این ارزیابی‌ها متناقض به نظر می‌رسند، ناشی از خطای مورخان نیست، بلکه از پرسش‌های متفاوت سرچشمه می‌گیرد. نکته قطعی این است: این فناوری که مجموعه‌ای از پیشرفت‌هاست، نه یک‌بار بلکه دو بار - اوایل دهه 1900 و امروز - به نقطه تعیین جریان اصلی خودرو رسیده است.

منابع

• The History of the Electric Car
• History of the electric vehicle
• First Electric Car: A Brief History of the EV, 1830 to Present
• Thomas Davenport (inventor)
• Jeantaud
• Tesla Roadster (first generation)
• Thomas Davenport
• An electrifying Iowan: William Morrison