Porzucony marzenia Forda i Edisona o samochodzie elektrycznym

Udostępnij tę stronę
Henry Ford i Thomas Edison na początku lat 1910. podpisali wspólny projekt mający na celu opracowanie taniego i praktycznego samochodu elektrycznego; pojazd doszedł do etapu dwóch prototypów, ale nigdy nie trafił do produkcji. Za upadkiem projektu nie stoi ani spisek naftowy, ani historyczny pożar: winowajcą jest punkt przecięcia wysokiej rezystancji wewnętrznej baterii niklowo-żelazowej Edisona z uporem Forda, który nie chciał zaakceptować innej baterii. Poniżej znajduje się rachunek inżynierski tego projektu, który w pierwszej złotej erze samochodu elektrycznego wzmacniał jego pozycję wobec pojazdów spalinowych - dlaczego zakończył się porażką i jaki pozostawił po sobie dziedzictwo.
Najważniejsze informacje
- W 1900 roku 28% pojazdów w USA było elektrycznych; w 1899 roku wyprodukowano 1575 samochodów elektrycznych.
- Ford zainwestował w projekt 1,5 miliona dolarów (około 31,5 miliona dolarów w dzisiejszej wartości).
- W plotkach o projekcie mówiło się o cenie 500–750 dolarów i docelowym zasięgu 50–100 mil na ładowanie.
- W 1912 roku samochód spalinowy kosztował 650 dolarów, a elektryczny roadster 1750 dolarów.
- Tuż przed anulowaniem projektu Ford zbliżył się do zamówienia u Edisona 100 000 baterii.
Dlaczego samochód elektryczny kiedyś wygrywał?

Historia samochodu elektrycznego jest znacznie starsza, niż większość sądzi. Thomas Davenport w 1834 roku opracował pierwszy amerykański silnik elektryczny; a William Morrison w 1891 roku zbudował pierwszy działający samochód elektryczny. W 1897 roku Pope Manufacturing Company stała się pierwszym amerykańskim producentem i sprzedawcą samochodów elektrycznych, a jeszcze tego samego roku w Londynie pierwsza elektryczna taksówka przewoziła pasażerów. Projekt Forda i Edisona narodził się więc nie z niczego, lecz z dojrzałego rynku.
Potwierdzają to również liczby: W 1900 roku 28% pojazdów na amerykańskich drogach było elektrycznych, a niektóre szacunki podnoszą ten udział nieco powyżej jednej trzeciej. Sam spis powszechny USA z 1899 roku odnotował produkcję 1575 samochodów elektrycznych. W tamtym okresie techniczne argumenty za pojazdem elektrycznym były jasne: pojazd był cichy, nie miał zapachu spalin ani wibracji, nie było problemu z ręcznym korbowaniem i był łatwy w obsłudze. Na krótkie dystanse miejskie było to rozwiązanie bardziej sensowne z punktu widzenia inżynierii niż pojazd spalinowy.
Słabym punktem było jednak jedno ogniwo: bateria. Zasięg był ograniczony, prędkość zwykle nie przekraczała 20 mil na godzinę, a baterie były zarówno ciężkie, jak i wymagały konserwacji. Te trzy ograniczenia to właśnie równanie, które później zdecyduje o losie projektu Ford–Edison.
Dlaczego Ford i Edison wybrali samochód elektryczny?
Drogi obu panów przecięły się w 1891 roku: Ford rozpoczął wtedy pracę jako inżynier w Edison Illuminating Company. W 1896 roku, gdy Ford zaprezentował Edisonowi własnoręcznie zbudowany Quadricycle, Edison zachęcał go do kontynuowania pracy nad pojazdem spalinowym i powiedział mu:
Młody człowieku, dokładnie to... Twój pojazd jest samowystarczalny.
Ta zachęta może wydawać się dziwna; przecież sam Edison bronił strony elektrycznej. W 1895 roku zbudował swój pierwszy elektryczny samochód z zasilaniem bateryjnym, a od 1899 roku zaczął rozwijać alkaliczny, czyli nikelowo-żelazowy akumulator do pojazdów. Testował swoje akumulatory w codziennych podróżach na 100 mil, aż do 5000 mil, a nikelowo-żelazowy akumulator został wprowadzony do sprzedaży w 1903 roku. W 1912 roku Edison zbudował trzy pojazdy na podstawie własnego patentu na elektryczny samochód; one również nigdy nie trafiły do produkcji.
Motywacja Forda była taka sama jak ekonomiczna logika stojąca za Modelem T. Model T został wprowadzony w 1908 roku w cenie 850 dolarów; Ford chciał zastosować tę samą logikę cenową do pojazdu elektrycznego, jaką stosowano wobec samochodu spalinowego, którego serializacja obniżała koszty. Obawy Edisona o czyste powietrze i jego poglądy na temat ograniczonych zasobów paliw kopalnych nadawały projektowi ideologiczne podstawy wykraczające poza cel techniczny. To, co łączyło obu mężczyzn, było proste: pojazd elektryczny to dobry pomysł, problemem był jedynie tani i niezawodny akumulator - a Edison pracował dokładnie nad tym.
Anatomia prototypu: Eksperymenty 1913-1914
Momentem, w którym projekt się uszczegółowił, był 11 stycznia 1914 roku: Ford potwierdził projekt i oświadczył, że od lat wraz z Edisonem pracują nad tanim i praktycznym samochodem elektrycznym. Następnie zbudowano dwa prototypy. Pierwszy prototyp sfotografowano w 1913 roku przed zakładem Highland Park: miał kierownicę typu tiller, a akumulatory umieszczono pod fotelem. Projekt silnika opracował inżynier elektryk Fred Allison, układ elektryczny i ogólny projekt Alexander Churchward, wiceprezes Gray & Davis, a prace ogólnomechaniczne - Samuel Wilson, były pracownik Cadillac.
Drugi prototyp z 1914 roku był bardziej pragmatyczny: wykorzystywał ramę, zawieszenie i przednią oś Modelu T, kierownicę Modelu T oraz tylną oś ze śrubą bezkońcową; architekt ramy był Eugene Farkas. Pod względem inżynieryjnym był to sprytny ruch - na sprawdzonej ramie wymieniano jedynie układ napędowy. Jedno źródło opisuje prototyp jako ważący 1100 funtów, czyli około 500 kilogramów; dodaje, że 405 funtów, czyli prawie połowa, przypadało na wyposażenie bateryjne. Nawet rozkład masy z góry zapowiadał najbardziej krytyczne pytanie projektu.
| Cecha | Wartość |
|---|---|
| Całkowita masa | 1100 funtów (około 500 kg) |
| Masa wyposażenia bateryjnego | 405 funtów |
| Zakładana cena | 500-750 dolarów |
| Docelowy zasięg | 50-100 mil na jedno ładowanie |
| Inwestycja w projekt | 1,5 miliona dolarów |
Szczegóły na poziomie plotek pokazują, jak poważny był to projekt: twierdzono, że Edsel Ford został wciągnięty w projekt, a przy Wodospadzie Niagara zakupiono elektrownię, a przy Woodward Avenue teren produkcyjny. Cel cenowy odpowiadający dzisiejszym 10 000-15 000 dolarom dowodzi, że grano o uczynienie z pojazdu elektrycznego środka masowego transportu.
Wada techniczna, która zatopiła projekt: Wysoka rezystancja wewnętrzna
Do tego momentu historia przebiega jak marzenie inżyniera; potem do gry wchodzi elektrochemia. Ford nalegał, aby pojazd działał wyłącznie z nikelowo-żelazowymi akumulatorami Edisona. Jednak opór wewnętrzny ogniw nikiel-żelazowych był bardzo wysoki i w większości praktycznych przypadków nie był w stanie zasilić samochodu elektrycznego. Termin można wyjaśnić prosto: im wyższy opór wewnętrzny akumulatora, tym więcej energii marnuje on na nagrzewanie i tym mniejsza jest użyteczna moc, którą można przenieść z ogniwa do kół. Akumulator Edisona był trwały, ale był to niewłaściwy wybór elektrochemiczny dla nagłych zapotrzebowań samochodu na moc.
Za Fordem próbowano również bardziej klasycznych akumulatorów ołowiowo-kwasowych; elektrycznie sprawdzały się one, ale pojazd tak się dociążył, że nabrał nieporęcznej konstrukcji. Ford dowiedziawszy się o sytuacji zareagował ostro i projekt anulowano. Dwa prototypy działały; to, co zakończyło projekt, to fakt, że żaden akumulator nie mógł być jednocześnie lekki i wysoko wydajny. Ford tuż przed rezygnacją był blisko zakupienia 100 000 akumulatorów od Edisona - a więc anulowanie nie wynikało ze słabości pomysłu, lecz z awarii materiałowej w najbardziej krytycznym ogniwie łańcucha dostaw.
Istnieje często zadawane pytanie: Czy pożar, który 9 grudnia 1914 roku pochłonął laboratorium i fabrykę Edisona w West Orange w New Jersey, zakończył projekt? Odpowiedź brzmi: nie. Pożar był tragiczny dla 67-letniego Edisona, pozostawiając straty większe niż pokryło ubezpieczenie, ale prace nad pojazdem elektrycznym były w Dearborn w Michigan; gazety tamtych czasów pisały, że pożar ominął dwa budynki, które mogły być związane z pojazdem elektrycznym. Edison odbudował zakład do przyszłej wiosny. Teorie spiskowe wiążące pożar z kartelami naftowymi nie wytrzymują konfrontacji z danymi o lokalizacji i chronologii.
Jak benzyna wygrała: Równanie trzech czynników
Upadek projektu Ford-Edison był częścią przełomu, jakiego ogólna rywalizacja między pojazdami elektrycznymi i benzynowymi doświadczyła w tym samym okresie. Trzy czynniki decydujące o zwycięzcy można odczytać wprost z liczb:
- Cena: W 1912 roku samochód benzynowy kosztował 650 dolarów, podczas gdy elektryczny roadster 1750 dolarów. Produkcja seryjna Forda jeszcze bardziej pogłębiła tę różnicę.
- Wydajność i zasięg: Pojazdy benzynowe zaczęły jeździć dalej i szybciej; gdy zniwelowały zalety pojazdów elektrycznych w mieście, przejęły przewagę.
- Łatwość obsługi: Największym punktem bólu pojazdu benzynowego był korbka obsługiwana ręcznie; Około 1912 roku powszechne stały się elektryczne rozruszniki i systemy oświetleniowe, które całkowicie wyeliminowały tę wadę.
Ironia losu sprawia, że ten ostatni czynnik wiąże się z czymś ciekawym: gdy Ford w 1919 roku wprowadzał rozrusznik i oświetlenie do swoich pojazdów benzynowych, w tej przemianie skutecznie udział wzięli właśnie ci, którzy pracowali nad prototypem elektrycznym - Churchward i Allison. Ekspertyza zdobyta przy projektowaniu pojazdów elektrycznych wytworzyła komponent, który dopełnił zwycięstwo benzyny. Jak podsumowano w wystawie Smithsonian, silnik benzynowy osiągnął w tym momencie taką łatwość obsługi jak elektryczny, a nawet łatwiejsze uruchamianie i jazdę niż parowy; wszechstronność, szybkość, zasięg i sportowość stały się decydujące.
Dowody pozostałe w terenie: Garaż Edisona i Detroit Electric
Po projekcie rywalizacja trwała nawet w domach obu stron. Ford wybrał podarowany Edisonowi Model T z 1916 roku w wersji 4-cylindrowej o mocy 20 hp, mogącej jeździć także na naftie; pojazd osiągał około 45 mph. W garażu Edisona stoi domowa stacja ładowania z 1908 roku - najstarsza znana stacja ładowania w garażu istniejąca do dziś. Czyli rodowód koncepcji ładowania w domu sięga ponad wiek wstecz.
Detroit Electric Model 47 Brougham z 1914 roku, należący do żony Edisona, reklamowany był z zasięgiem 80 mil przy prędkości 20 mph; ten pojazd to model, który Ford kupił swojej żonie, a w domu również zainstalowano stację ładowania. Te przykłady pokazują, że samochód elektryczny w latach 1910. nie był całkowicie martwą technologią, a jedynie przegrał masową rywalizację cenową. Zresztą odnotowano, że nawet prezydent Woodrow Wilson i jego ochroniarze poruszali się samochodami elektrycznymi.
Od 1914 do 2008: EV1, litowo-jonowe baterie i Tesla Roadster
Drugie życie samochodu elektrycznego nadeszło pod koniec XX wieku. EV1, zaprezentowany przez GM w 1996 roku, uznawany jest za pierwszy nowoczesny, seryjnie produkowany samochód elektryczny budowany w konkretnym celu, a jego produkcja trwała do 1999 roku. W 2003 roku GM, ignorując protesty klientów, zakończył program; pojazdy odebrano właścicielom, a ci protestowali. W tle leżało to, że wyczekiwane rygorystyczne przepisy dotyczące emisji nigdy nie weszły w życie. Odwołanie programu to do dziś jedna z najbardziej kontrowersyjnych decyzji w historii motoryzacji; dokument "Who Killed the Electric Car?" z 2006 roku przybliżył ten proces szerokiej publiczności. Warto zwrócić uwagę na jeden niuans: GM nie porzucił całkowicie samochodów elektrycznych; dorobek programu zaowocował pracami nad ogniwami paliwowymi, a marka wprowadziła w 2010 roku na sprzedaż hybrydę Volt.
Prawdziwy przełom nastąpił jednak wraz z rozwiązaniem problemu brakującego elementu z 1914 roku: baterii. Zaprezentowany w 2008 roku Tesla Roadster stał się pierwszym na świecie seryjnie produkowanym elektrycznym samochodem sportowym napędzanym technologią baterii litowo-jonowych. Pakiet baterii Roadstera był jednym z największych i technologicznie najzaawansowanych pakietów litowo-jonowych swoich czasów; Tesla celowo wybrała powszechnie stosowany standardowy format ogniw, aby podzielić się spadkiem kosztów z całą branżą. Przejście od ogniw żelazowo-niklowych zmagających się z wysokim oporem wewnętrznym do ogniw o wielokrotnie wyższej gęstości energii oznaczało ostateczne odwrócenie równania, które sto dziewięćdziesiąt cztery lata wcześniej zatopiło projekt.
Historia zamknęła się także po stronie Forda: marka ogłosiła w 2010 roku inwestycję 135 milionów dolarów w pojazdy elektryczne i za cel obrała, aby do 2020 roku 10-25% jej floty stanowiły pojazdy elektryczne. Program rozwoju pojazdów elektrycznych miał też symboliczną nazwę: "Team Edison". Nazwa idei, którą Edison przyjął w 1914 roku, sto lat później oficjalnie wpisano do programu Forda.
Powrót zapomnianej baterii
Na początku 2026 roku naukowcy ponownie oceniają baterię żelazowo-niklową Edisona; w serwisach technologicznych pojawiają się nagłówki o "powrocie zapomnianej baterii". Strona, której należy przyznać zasługę, jest jasna: akumulator jest wyjątkowo trwały - elektryczny pojazd Edisona nadal działa - i ta cecha daje mu przewagę w stacjonarnych magazynach energii. Słabości są równie wymierne: nadal ciężki, wolno się ładuje i ma niską gęstość energii, podczas użytkowania uwalnia gaz wodny, a przy niskich temperaturach traci pojemność.
Ten obraz najlepiej podsumowuje dziedzictwo projektu Ford-Edison. Technologia nie była błędna, została po prostu zmuszona do niewłaściwego zastosowania - samochodu o dużym zapotrzebowaniu na moc. Ta sama elektrochemia, sto lat później, zyskuje na wartości w zastosowaniach stacjonarnych, które nie wymagają mocy na kołach. Lekcja często spotykana w historii inżynierii: sukces komponentu wynika nie z niego samego, lecz z zadania, które mu powierzono.
Wniosek: Szanse stracone 94 lata temu
Projekt Forda i Edisona jest dowodem nie niemożliwości samochodu elektrycznego, lecz tego, że właściwy akumulator szukano przedwczesnie. Zbudowano dwa prototypy, zainwestowano 1,5 miliona dolarów, osiągnięto próg dostaw 100 000 akumulatorów - ale wysoka rezystancja wewnętrzna, waga i upór Forda przy jednym dostawcy złożyły się na upadek projektu. Benzyna, dzięki cenie i rozrusznikowi, wypełniła tę lukę i wygrała na blisko wiek. Gdy w 2008 roku Tesla Roadster z pakietem litowo-jonowym wreszcie urzeczywistniła logikę zasięgu i ceny założoną w 1914 roku, imię Edisona wpisało się w elektryczny program Forda. Czasami pomysłem przegranym jest po prostu ten, który urodził się za wcześnie.
Źródła
- Ford, Edison and the Cheap EV That Almost Was - WIRED
- Edison's Historical Garage - Thomas Edison Innovation Foundation
- Thomas Edison Built his own Electric Car in 1912 - IMSA
- Ford & Edison's Electric Car Influence in America 1890-1914
- Historia pojazdu elektrycznego - Wikipedia
- Historia samochodu elektrycznego - U.S. Department of Energy
- Wybory technologiczne - Smithsonian
- Samochody elektryczne sprzedawały się lepiej niż spalinowe 100 lat temu - TomTom
- Samochody elektryczne czy spalinowe - MotorTrend
- Akumulator Edisona - 1903 - National MagLab
- Zapomniany projekt akumulatora Thomasa Edisona - TechXplore
- General Motors EV1 - Wikipedia
- Prowadząc przyszłość, wtedy i dziś: historia EV1 - GM News
- Obalanie mitów: prawda o GM EV1 - Hagerty
- Tesla Roadster: sejsmiczna zmiana - Green Car Journal
- System akumulatorowy Tesla Roadster - Stanford
- Kto zabił samochód elektryczny? - Wikipedia
- Samochody elektryczne były dużą sprawą ponad sto lat temu - The New York Times