Hol és hogyan telepítették az első töltőállomásokat?

A General Electric Electrant egységei, amelyeket a 1900-es évek elején helyeztek ki New York utcáira, az elektromos autó urbanizációs álmának első kézzelfogható lépését jelentették.
A General Electric Electrant egységei, amelyeket a 1900-es évek elején helyeztek ki New York utcáira, az elektromos autó urbanizációs álmának első kézzelfogható lépését jelentették.

Az oldal megosztása

Az első töltőállomásokat a 20. század elején New Yorkhoz hasonló városokban a General Electric által gyártott utcai "Electrant" egységek, kereskedők és garázsok töltőpontjai, valamint gazdag ügyfeleket vonzó üzletállomásokként hozták létre; az otthoni töltés képezte a valódi gerincet. Az áramszolgáltatók az infrastruktúrát a világítóhálózatokra építették, az akkumulátorcsere is kipróbálásra került - de a benzin hordozhatósága lekörötte ezt a hálózatot. Ez az oldal az elfeledett infrastruktúra történetét meséli el, az alapítástól a modern kori tanulságokig.

Kiemelt tények

  • Az első amerikai elektromos autót 1891-ben William Morrison készítette; 14 mph maximális sebességgel rendelkezett.
  • A General Electric a századfordulón New York számára Electrant nevű utcai töltőegységet gyártott.
  • A legősibb fennmaradt garázstípusú töltőállomás Thomas Edison 1908 -es betongarázsában található.
  • Az akkumulátorcsere ötletét 1896-ban javasolták; a Hartford Electric Light Company 1910-1924 között alkalmazta.
  • A 1930-as évekre az elektromos autók nagyrészt eltűntek az utakról.

A konnektortól induló infrastruktúra: Otthoni és depói töltés

Az elektromos autók első töltőhálózata a mai gyorstöltési térképekkel ellentétben pontosan fordított logika szerint épült fel: először a házak, aztán minden más. 1910-re egy háztulajdonos saját ingatlanán telepíthetett töltőegységet, és éjszakára a konnektorban hagyhatta járművét. Ezek a falra szerelt korai egységek kábeleiket közvetlenül a járműhöz csatlakoztatták - technológiai sémaként nem is állnak olyan messze a mai otthoni töltőktől. Ráadásul a városokban egyre több javítóműhely kezdett mellékszolgáltatásként töltést kínálni.

Ennek a megközelítésnek a technikai oka egyszerű volt: a korai akkumulátorok kapacitása alacsony, a töltési idő hosszú volt. Morrison 1891 -es hatfős kocsijában lévő 24 akkumulátorcella minden 50 mérföld után töltést igényelt. Egy ilyen energiamérlegben a "éjszaka töltsd, nappal használd" modell sokkal hatékonyabb megoldás volt, mint egy kiterjedt nyilvános hálózat kiépítése.

Egyenirányító: Az első híd AC-ről DC-re

Az otthoni töltés kritikus eleme a 1902-ben kifejlesztett higanygőzös egyenirányító volt. Ez a szelep, amely a hálózat váltóáramát az akkumulátorok által igényelt egyenárammá alakította, a töltési folyamatot otthoni méretben gyakorlativá tevő kulcselem volt. Mérnöki szempontból nézve a XX. század eleji otthoni töltőpont és a modern Level 2 egység közötti különbség nem az alapvető funkcióban rejlik, hanem a teljesítmény- és vezérlőelektronikában.

Az első nyilvános töltőpontok: Electrant és a városi garázsok

A nyilvános oldalon a General Electric járt élen az elnevezéssel. A századfordulón a vállalat New York számára Electrant nevű utcai töltőegységet gyártott. A tervezési filozófia feltűnően modern volt: Az Electrant, hasonlóan a mai 240 voltos 2-es szintű AC vagy DC gyorstöltő egységekhez, szinte bárhová elhelyezhető volt, ahol egy jármű parkolhatott. Ezen túl a városközponti üzlethelyiségek saját töltőállomásokat hoztak létre, hogy vonzzák a tehetősebb ügyfeleket - különösen azokat a női vezetőket, akik nem akarták kézi kurbli használni. A kereskedői töltőpontok is a lehetőségek között voltak; egyes modellek akkumulátora kiemelhető volt, a jármű pedig töltésre a garázsban hagyható.

A képi archívum felvételei megerősítik ennek az infrastruktúrának a valóságát: egy 1906 -os fénykép egy korai New York-i töltőgarázst, egy 1912 -es felvétel pedig egy munkást mutat, aki egy hatalmas, General Electric gyártmányú járműtöltőt működtet. A kiterjedt hálózat teljes lefedettségéről szóló számszerű adatok azonban nem pontosak; az 1910-es évek Amerikájának nyilvános állomásszámával kapcsolatos elterjedt állítások túl bizonytalanok ahhoz, hogy elsődleges forrás nélkül használhatók legyenek.

Edison garázsa: a legkorábban fennmaradt példa

Az infrastruktúra-történet legkézzelfoghatóbb maradványa a betongarázs, amelyet Thomas Edison építtetett 1908-ban. Az épület ad otthont a legkorábbi, fennmaradtnak vélt garázstípusú elektromos jármű-töltőállomásnak. Edison azok közé a nevek közé tartozott, akik hittek az elektromos autó jövőjében; Henry Forddal együtt legalább egy elektromos prototípust gyártottak. Mindazonáltal mindketten azt látták, hogy a benzinmotor jövője fényesebb - Edison erőfeszítése, hogy könnyebb akkumulátorokat fejlesszen ki, pedig folyamatosan halasztódott; ennek egyik oka az volt, hogy a nikkel-vas akkumulátorok sosem váltották be időben azt az ígéretet, hogy alternatívát jelentenek a nehéz és körülményes ólom-savas csomagokkal szemben. Egy másik tényező strukturálisabb jellegű volt: a városközpontokon kívül az áram még nem volt elterjedt.

Hittem az elektromos autó jövőjében; de a benzinmotor jövője fényesebb volt.
Thomas Edison, feltaláló

Akkumulátorcsere: A gyors "tankolási" modell, amelyet egy évszázaddal ezelőtt kipróbáltak

New York'ta bir buz pateni pisti 1900'lerin başında pil değişim istasyonuna dönüştü; fikir çöktü ama bugünkü modellerin şeması çoktan çizilmişti.

A töltési idő problémájára a kor legradikálisabb válasza az akkumulátorcsere volt. Az ötletet először 1896-ban javasolták, és a Hartford Electric Light Company valósította meg 1910–1924 között a GeVeCo battery szolgáltatással. Ebben az időszakban mind a járműveket, mind az akkumulátorokat a gyors cserének megfelelően módosították. New Yorkban az Electric Vehicle Company még tovább ment: egy műkorcsolyapályát alakított akkumulátorcsere-állomássá - a kabin behajtott, a lemerült akkumulátorokat feltöltött szettekre cserélték, és a jármű kihajtott. A vállalkozás 1907-ig összeomlott, de sémájában megegyezett a mai akkumulátorcsere-modellekkel. A strukturális akadály is egyértelmű volt: a pótalkatrész-akkumulátorok energiagyanként túl nehezek voltak, és ez egy olyan logisztikát jelentett, amely a teljes súlyt el kellett volna, hogy viselje.

Miért építettek töltőhálózatot az áramszolgáltató vállalatok?

A korai töltési infrastruktúra építésze nem egy homályos állami program vagy az autógyártók voltak; hanem az áramszolgáltató vállalatok. A világítás és a könnyűvasút számára létrehozott kereskedelmi áramtermelés és -eloszlás képezte az elektromos autó által igényelt infrastruktúra alapját. Ahogy a városhálózat bővült, a töltőpontok erre a hálóra épültek rá - a mai infrastruktúra-vitákban elhangzó "kész-e a hálózat" kérdés akkori változata az volt, hogy nem is létezett hálózat; előbb a hálózat épült meg, a töltés követte.

Ennek a modellnek a határai egyben a hálózat határai is voltak. A benzinváltoztatható üzemanyag volt: hordókban elszállítható volt egy távoli városba is. Az elektromosság ezzel szemben a termelés helyétől csak bizonyos távolságon belül állt rendelkezésre, és még nem volt mindenkinek elérhető szolgáltatás. Az, hogy a töltőhálózat a városokra korlátozódott, nem csupán technológiai kudarc volt, hanem az akkori energiaelosztás földrajza.

Hogyan került előtérbe a benzines hajtás?

A korai benzinkutak is valójában ritkák voltak; a 20. század elején a sofőröknek útvonaltervezéskor fejben kellett tartaniuk a kutyák helyét, és az állomások a 1930-as években váltak elterjedtté. Vagyis a töltőhálózat nem volt az egyetlen erő, amely elhagyta és megelőzte a benzint. Több mérhető tényező működött együtt az elektromos autók lemaradásában:

  • 1912: Charles Kettering elektromos indítómotorja első alkalmazásával a 1912-es Cadillac-ben megszüntette a kézi forgattyút - a benzines legnagyobb gyakorlati hátránya eltűnt.
  • 1908: A Ford Model T-je 850 dollárért kelt; a legtöbb elektromos autó legalább kétszer ennyibe került. 1923-ra a Model T 300 dollár alá csökkent, míg az elektromos autók akár 10-szeres áron is vihetők voltak.
  • A Texasban talált olcsó kőolaj csökkentette a benzin árát; az elektromos autók 2-3-szoros áron kaphatók voltak.
  • Ahogy az utak a városokon túlra terjedtek, az alacsony sebességű és rövid hatótávolságú elektromos autók alkalmatlanná váltak a hosszú utazásokra.

Az eredmény gyorsan jött: 1930-ra az elektromos autók nagyrészt eltűntek az utakról, 1935-re pedig szinte teljesen. A töltőhálózat megelőzte a benzinhálózatot - de a járműpiac, amelyet szolgált, eltűnt.

ÖsszehasonlításKorai elektromosKorai benzines
Üzemanyag-/energia-infrastruktúraOtthon, garázs, Electrant, üzleti állomásokRitka állomások, az 1930-as években terjedtek el
Árarány (1908)A Model T árának legalább kétszereseModel T: 850 dollár
1923-as árkülönbségAkár 10-szer drágább300 dollár alatt
Hatótávolsági korlátRövid hatótávolság, alacsony sebességHosszú út változtatható üzemanyaggal
Kulcstechnológia1902-es redresszor, akkumulátorcsere1912-es elektromos indító

A köztes időszaktól az EV1-ig: A töltéstechnológia hosszú várakozása

Az 1930-as évek után a töltési infrastruktúra kérdése hat évtizedre lekerült a napirendről. A visszatérés a 1996-ban Kalifornia nulla emissziós jármű-előírására válaszul kifejlesztett GM EV1 -lel érkezett: az első sorozatgyártású akkumulátoros elektromos autó, körülbelül 60 mérföldes hatótávval és 80 mph-s legnagyobb sebességgel. Körülbelül 800 járművet béreltek 1996-2003 között Los Angelesben, Tucsonban és Phoenixben. Az EV1 töltési oldalon nyújtott hozzájárulása nem elhanyagolható: indukciós töltőrendszer - Magne Charge "paddle" technológia - elméleti 80 kW kapacitást kínált, és a jármű akkumulátortípus- és töltésállapot-információkat küldött a töltőnek. A gyártást 2002-ben leállították, de az EV1-ből tanultak formálták a későbbi akkumulátortechnológiát, a fogyasztói nevelést és az infrastruktúra fejlődését.

A modern láncszemek a következő sorrendben completálódtak: Az AC Propulsion 1997 -es, lítium-ion cellás tzero autója; 2003-ben Eberhard és Tarpenning megalapította a Tesla Motors-t; Musk befektetése a Tesla-ba, miután elutasították a tzero gyártásának átvételére vonatkozó ajánlatát; valamint a Tesla Roadster, amely 2008-ben került gyártásba az egyik első 200 mérföld hatótávolságú járműként egyetlen töltéssel. Az összesen 1 millió EV-eladás elérése azonban csak több mint 8 évvel az első tömegpiaci EV-k után következett be. Egy figyelemre méltó technikai részlet: A 2011 előtti amerikai töltőállat-adatbázisok összes egysége "legacy" töltőberendezés volt, amely az EV1-hez hasonló első generációs járműveket szolgálta ki.

Mit Tanít a Modern Hálózatoknak a Század Előtti Töltőhálózat?

A legszembetűnőbb párhuzam a felhasználási modellben mutatkozik meg: Ma is, akárcák száz évvel ezelőtt, a járművek elsősorban otthon töltődnek; Észak-Amerikában a töltések több mint 80%-a otthon történik. Tehát a korai időszak "otthoni gerincű" sémája nem vált érvénytelenné, csak megszakadt, és visszatért. A korai hálózat gyenge pontja pedig ugyanúgy időszerű: infrastruktúra jármű nélkül nem élhet túl, infrastruktúra nélkül pedig járművet nem lehet eladni. Ezért a modern időszakban a töltési felhasználás és az infrastruktúra fejlődése közötti egyensúly még mindig a dolog középpontjában áll; a tavalyi, 100 milliósnál több töltési szekcióra alapozott adatok azt mutatják, hogy a felhasználás az infrastruktúra fejlődése előtt maradt.

A nyilvános oldal gazdaságtana is a korai időszakhoz hasonló érési folyamaton megy keresztül: a korai gyorstöltő hálózatok közül néhány nyereséges lett, a többség nem, és a gyorstöltés üzleti modellje még mindig fejlődik. Az USA 2025-ben 20%-kal több nyilvános töltőpontot adott hozzá az előző évhez képest, ezzel rekordot döntött - de a töltési hozzáférés elterjedtsége továbbra is fontos akadályként jelenik meg az EV-eladások növelésében. A villamos társaságok első vállalkozásának fő tanulsága ma is érvényes: az infrastruktúrát a jármű előtt kell megépíteni; de a járműpiac tartja talpon az infrastruktúrát. Kétszáz évvel ezelőtt ezt az egyensúlyt nem sikerült megtalálni, és egy hálózat összeomlott. Ezúttal az egyensúly, a járműben és a hálózatban egyaránt, sokkal erősebb lapokkal épül fel.

Források