Ai Thực Sự Phát Minh Ra Xe Ô Tô Điện?
Chia sẻ trang này
Không có bất kỳ người phát minh duy nhất nào cho chiếc ô tô điện đầu tiên. Hành trình kéo dài từ một mô hình xe thu nhỏ ở Hungary năm 1828 đến những phương tiện thực dụng chạy được trên đường ở Mỹ và Pháp trong thập niên 1890 là tổng hòa của những bước tiến liên tiếp do các kỹ sư độc lập với nhau thực hiện. Ai được tính là "đầu tiên" hoàn toàn phụ thuộc vào tiêu chí mà bạn sử dụng: mô hình, phương tiện chở người, hay một chiếc ô tô đủ tiện dụng cho việc sử dụng hằng ngày?
Những điểm nổi bật
- 1828: Ányos Jedlik chế tạo mô hình xe điện đầu tiên chạy bằng động cơ tự chế.
- 1881: Gustave Trouvé thử nghiệm tại Paris phương tiện điện đầu tiên chở người với nguồn năng lượng tự mang theo.
- 1898: Một chiếc Jeantaud đã phá kỷ lục tốc độ trên đất chính thức đầu tiên dành cho ô tô với tốc độ 63,13 km/h.
- 1900: 38% số ô tô ở Mỹ là xe điện.
- 2008: Tesla Roadster trở thành xe điện sản xuất hàng loạt đầu tiên được bán với pin lithium-ion.
Ô tô điện đầu tiên thuộc về ai? Tại sao không có một câu trả lời duy nhất?
Lý do câu hỏi này không có câu trả lời rõ ràng không phải do thiếu thông tin, mà là do vấn đề định nghĩa. Từ "ô tô" bao hàm nhiều thứ rất khác nhau, từ một mô hình maket cho đến một phương tiện chạy trên đường, và mỗi định nghĩa lại nêu bật một cái tên khác nhau. Có nguồn xem Jedlik - người chế tạo một mô hình nhỏ - là "nhà phát minh đầu tiên", trong khi nguồn khác chỉ nhìn vào phương tiện chở người; nguồn thứ ba lại chấp nhận tiêu chí về một phương tiện có thể sử dụng thực tế và có thể bán được. Ba tiêu chí, ba người thắng khác nhau.
Ngoài ra còn có một ngưỡng kỹ thuật: Cho đến năm 1859 chưa có pin sạc được. Phần lớn những thử nghiệm thời kỳ đầu chạy bằng pin sơ cấp, dùng một lần rồi bỏ. Về mặt kỹ thuật, không ai có thể chế tạo được một phương tiện "sử dụng được" với nguồn năng lượng chỉ dùng một lần rồi cạn kiệt. Nói cách khác, những phát minh của thập niên 1830 là câu chuyện của động cơ, còn sau năm 1880 mới là câu chuyện của chiếc ô tô thực sự.
Những người tiên phong thời kỳ đầu và những gì họ đã làm
| Nhà tiên phong | Năm | Thành tựu | Tiêu chí |
|---|---|---|---|
| Ányos Jedlik | 1828 | Mô hình xe thu nhỏ chạy bằng động cơ | Mô hình đầu tiên |
| Thomas Davenport | 1834 | Mô hình xe chạy trên đường ray được điện khí hóa | Động cơ DC của Mỹ đầu tiên |
| Sibrandus Stratingh | 1835 | Phương tiện quy mô nhỏ dùng pin sơ cấp | Đầu tiên ở Hà Lan |
| Gustave Trouvé | 1881 | Phương tiện chở người, thử nghiệm tại Paris | Phương tiện chở người đầu tiên |
| William Morrison | ~1890 | Chiếc xe chở sáu người đạt tốc độ 23 km/h | Xe thực dụng đầu tiên ở Mỹ |
| Charles Jeantaud | 1881–1893 | Xe thử nghiệm tại Pháp, sau đó sản xuất | Nhà sản xuất Pháp đầu tiên |
Xuất phát từ những mô hình: Jedlik, Davenport và Stratingh
Điểm khởi đầu của câu chuyện có quy mô khiêm tốn đến đáng ngạc nhiên. Nhà linh mục kiêm nhà vật lý người Hungary Ányos Jedlik đã phát minh ra một loại động cơ điện sơ khai vào năm 1827, và vào năm 1828 chế tạo một mô hình xe nhỏ chạy bằng động cơ này. Phương tiện này, hơn là một chiếc ô tô theo nghĩa hiện nay, giống như một màn trình diễn trong phòng thí nghiệm, và sử dụng một pin sơ cấp không thể sạc lại. Dù vậy, nguyên lý hoàn toàn chính xác: dòng điện được chuyển hóa thành chuyển động cơ học trong động cơ.
Thomas Davenport, một người thợ rèn ở Vermont, đã đi trên một con đường tương tự. Với sự đóng góp của vợ ông là Emily, ông đã chế tạo chiếc động cơ dòng điện một chiều đầu tiên của Mỹ và gắn nó vào một mô hình nhỏ chạy trên đường ray tròn ngắn được cấp điện. Động cơ này được cấp bằng sáng chế vào năm 1837. Cùng thời kỳ đó, ở Groningen, Hà Lan, Sibrandus Stratingh cùng với trợ lý người Đức Christopher Becker đã chế tạo một phương tiện quy mô nhỏ chạy bằng pin sơ cấp. Người ta cũng ghi nhận rằng Robert Anderson ở Scotland đã phát triển một chiếc xe điện thô sơ trong giai đoạn 1832-1839; Mặc dù các nguồn tư liệu có chút khác biệt về thời điểm tên ông được nhắc đến cũng như quốc tịch, nhưng rõ ràng là vào thập niên 1830, ý tưởng này đã được nghiên cứu ở nhiều quốc gia khác nhau.
Điểm yếu chung của những nỗ lực này là khâu lưu trữ năng lượng. Sau năm 1837, Robert Davidson đã chế tạo chiếc đầu máy điện đầu tiên được biết đến tại Aberdeen; Sau đó, với chiếc đầu máy mang tên Galvani nặng 7.100 kg, ông đã vận chuyển thành công 6 tấn hàng hóa trên quãng đường 2,4 km với tốc độ 6,4 km/h. Năng lượng pin không đủ và chiếc xe đã bị phá hủy bởi những công nhân đường ray vốn sợ hãi vì việc làm của mình. Công nghệ đã có; nhưng không có pin để duy trì nó.
Cuộc cách mạng pin và những phương tiện đầu tiên chở người
Bước ngoặt đến vào năm 1859: Pin chì-axit của Gaston Planté lần đầu tiên giúp việc lưu trữ và sạc lại năng lượng trở nên khả thi. Năm 1881, Camille Alphonse Faure đã tăng đáng kể dung lượng pin và mở đường cho việc sản xuất công nghiệp. Sự chuyển đổi của phương tiện điện từ mô hình sang xe thực tế là bất khả thi nếu thiếu hai cột mốc thời gian này.
Cũng trong năm đó, tháng 4 năm 1881, Gustave Trouvé đã thử nghiệm một chiếc xe điện chở người có nguồn năng lượng riêng tại Rue Valois, Paris. Trouvé đã cải tiến một động cơ Siemens và lắp nó lên chiếc xe ba bánh của James Starley, nhưng không thể xin được bằng sáng chế; tuy nhiên, chiếc xe này là một trong những phương tiện được coi là chiếc xe điện đầu tiên trên thế giới ngày nay. Đây là điểm khởi đầu cho câu trả lời của những độc giả muốn tìm hiểu về phương tiện điện chở người đầu tiên.
Ở Pháp, nhà sản xuất thân xe (carrossier) Charles Jeantaud cũng chế tạo chiếc xe điện thực nghiệm đầu tiên của mình vào năm 1881; Việc sản xuất nghiêm túc bắt đầu vào năm 1893 và tiếp diễn ở Paris cho đến tận năm 1907. Tại Đức, chiếc Flocken Elektrowagen ra đời năm 1888 được nhiều đánh giá xem là chiếc xe điện thực sự đầu tiên; Ở Anh, Thomas Parker đã chế tạo một trong những chiếc xe của riêng mình tại Wolverhampton vào năm 1884. Còn Ferdinand Porsche thì vào năm 1898 đã phát triển chiếc xe điện P1 và sau đó là chiếc xe hybrid đầu tiên trên thế giới.
Morrison và Jeantaud: Thước đo về tính thực tiễn và tốc độ
Ở phía nước Mỹ, phương tiện thực tiễn đầu tiên có thể tính đến là xuất phát từ tay William Morrison, một nhà hóa học gốc Scotland sống tại Des Moines, bang Iowa. Morrison đã điện khí hóa một cỗ wagon chở được sáu người; Phương tiện này có thể đạt tốc độ 23 km/h và các viên pin được giấu kín bên dưới ghế ngồi của cỗ wagon. Thời điểm ra mắt của chiếc xe được ghi nhận là vào khoảng năm 1890; Các mốc thời gian về quá trình phát triển có sự chênh lệch vài năm giữa năm 1887 và 1891 trong các nguồn tư liệu, điều này phản ánh một quá trình kỹ năng kỹ thuật bình thường kéo dài từ những nguyên mẫu sơ khai đến những chiếc xe hoàn thiện. Xe của Morrison đã tạo ra một cơn sốt thực sự tại Triển lãm Thế giới Chicago 1893 và gieo mầm cho sự phổ biến của ô tô điện Mỹ.
Trong khi đó, Jeantaud nổi bật ở một tiêu chí khác: hiệu suất. Vào ngày 18 tháng 12 năm 1898, một chiếc Jeantaud do Bá tước Gaston de Chasseloup-Laubat lái đã lập kỷ lục tốc độ trên đất chính thức đầu tiên cho ô tô với tốc độ 63,13 km/h. Chiếc xe đầu tiên giữ kỷ lục này hai lần, và đó còn là xe điện. Đối thủ Camille Jenatzy với chiếc xe mang tên La Jamais Contente đã đạt tốc độ 105,88 km/h vào ngày 29 tháng 4 năm 1899, vượt qua rào cản 100 km/h. Nghĩa là trong những năm đầu khi ô tô còn đang "nhanh lên" từ thuở khai sinh, chính xe điện là bên nắm giữ các kỷ lục tốc độ. Câu trả lời cho câu hỏi "Liệu chiếc ô tô nhanh đầu tiên có phải là xe điện?" - xét về mặt lịch sử - là có.
Thời kỳ hoàng kim của xe điện và vì sao xăng vượt lên
Đến năm 1900, 40% ô tô trên đường tại Mỹ chạy bằng hơi nước, 38% chạy điện, và chỉ có 22% chạy xăng. Từ 1895 đến 1905, xe điện bán chạy hơn tất cả các loại phương tiện khác tại Mỹ. Về mặt kỹ thuật, điều này có lý do rất thuyết phục: xe điện êm lặng, không cần sang số, khởi động bằng chìa khóa, và không tỏa mùi hay rung động. Xe hơi nước ở thời tiết lạnh cần tới 45 phút để khởi động; còn xe xăng thì đề máy bằng tay quay, với nguy cơ gãy tay thường xuyên. Xe điện đặc biệt phổ biến trong giới cư dân thành thị và phụ nữ.
Tuy vậy, xăng vẫn giành phần thắng. Các nguyên nhân củng cố lẫn nhau:
- Chiếc Model T mà Henry Ford đưa vào sản xuất hàng loạt năm 1908 đã khiến xe xăng trở nên giá phải chăng; năm 1912, một chiếc xe xăng giá khoảng 650 $, trong khi một chiếc xe điện kiểu roadster giá khoảng 1.750 $.
- Năm 1912, bộ khởi động điện do Charles Kettering phát minh đã giải quyết vấn đề quay tay - nhược điểm lớn nhất của xe xăng.
- Trong thập niên 1920, mạng lưới đường liên thành phố được cải thiện, dầu mỏ Texas làm xăng trở nên rẻ hơn, và các trạm xăng mọc lên khắp nơi; trên nông thôn thì hạ tầng điện vẫn còn chưa có.
Đến năm 1935, xe điện gần như hoàn toàn biến mất. Có thể bạn quan tâm: thậm chí ý tưởng về pin thay thế được đã được triển khai từ thời kỳ đó; dịch vụ này được đề xuất năm 1896, và từ 1910 đến 1924 được sử dụng qua dịch vụ GeVeCo của Hartford Electric Light Company với tổng quãng đường hơn 6 triệu dặm.
Những nỗ lực giữa thế kỷ 20 và GM EV1
Sau một thời gian dài im ắng, CơHOA dầu mỏ Ả Rập năm 1973 đã hồi sinh sự quan tâm đến xe điện. Năm 1976, Quốc hội Mỹ thông qua đạo luật hỗ trợ nghiên cứu về xe điện và xe hybrid. Năm 1973, GM sản xuất một nguyên mẫu xe điện đô thị; năm 1975, AMC sản xuất các chiếc jeep điện thử nghiệm cho dịch vụ bưu chính; năm 1971, Lunar Rover chạy điện của NASA trở thành phương tiện có người lái đầu tiên chạy trên Mặt Trăng. Tuy nhiên, công nghệ thời đó chỉ giữ những chiếc xe này ở giới hạn khoảng 45 mph tốc độ và phạm vi hoạt động 40 dặm.
Đầu thập niên 1990, luật không khí sạch và các quy định của California đã định hình lại cuộc chơi. Kết quả là GM EV1, được công bố tại Greater Los Angeles Auto Show vào ngày 4 tháng 1 năm 1996: mẫu xe điện sản xuất hàng loạt lớn đầu tiên của Mỹ được thiết kế từ đầu, sản xuất trong giai đoạn 1996-1999. Khoảng 1.100 chiếc được sản xuất và chỉ cho thuê; phạm vi hoạt động 80 dặm, gia tốc 0-50 mph mất 7 giây. Các mẫu đầu tiên dùng ắc quy chì-axit, sau đó chuyển sang nicken-metal hydrua. Chi phí sản xuất cao khiến chương trình không thể duy trì; GM kết thúc chương trình vào năm 2001 (một số đánh giá ghi năm này là 2003). Khi các hợp đồng thuê kết thúc, xe bị thu hồi và phần lớn bị tiêu hủy; khoảng 40 chiếc được hiến cho các bảo tàng để tồn tại đến nay. Việc hủy bỏ này, từng là chủ đề của bộ phim tài liệu Who Killed the Electric Car? năm 2006, đến nay vẫn còn được tranh luận.
Cuộc cách mạng liti- ion: Từ Tesla Roadster đến ngày nay
Điểm khởi đầu của cuộc chuyển đổi hiện đại là xe hybrid: Năm 1997, Toyota Prius, chiếc xe hybrid sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới, được bán tại Nhật Bản và lan ra toàn cầu vào năm 2000. Năm 1999, Honda Insight trở thành chiếc xe hybrid đầu tiên được bán tại Hoa Kỳ kể từ đầu những năm 1900. Nhưng thứ thực sự mở ra kỷ nguyên hoàn toàn điện là hóa học pin: Tesla Roadster ra mắt năm 2008 trở thành mẫu xe hoàn toàn điện sản xuất hàng loạt đầu tiên hợp pháp, được phép lưu thông dùng pin liti-ion, với phạm vi hoạt động 393 km mỗi lần sạc. Sự ra mắt năm 2006 và thành công sau đó của nó đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô lớn. Cũng trong năm 2010, khi Chevy Volt (hybrid cắm điện thương mại đầu tiên) và Nissan LEAF bước vào thị trường Mỹ, Tesla nhận khoản tín dụng 465 triệu $ từ Bộ Năng lượng, được hoàn trả trước chín năm.
Vì vậy, câu trả lời cho câu hỏi "Tesla có phải là chiếc xe điện đầu tiên?" rất rõ ràng: Không. Nhưng việc là mẫu xe hoàn toàn điện sản xuất hàng loạt đầu tiên được bán với pin liti-ion xứng đáng có một dòng riêng trong lịch sử. Còn mắt xích đầu tiên của chuỗi biến điều này thành khả năng là mô hình thu nhỏ trên bàn làm việc của Jedlik năm 1828.
Kết luận: Nhãn "đầu tiên" phụ thuộc vào tiêu chí
Nếu bạn đang tìm kiếm người phát minh ra ô tô điện, trước tiên hãy xác định tiêu chí của bạn. Mô hình xe đầu tiên là Ányos Jedlik (1828), xe chở người đầu tiên là Gustave Trouvé (1881), xe đường bộ thực sự đầu tiên là Flocken Elektrowagen (1888), xe thực dụng đầu tiên tại Mỹ là William Morrison (khoảng 1890), xe sản xuất tại Pháp đầu tiên là Charles Jeantaud. Việc các đánh giá này có vẻ mâu thuẫn với nhau không phải do các nhà sử học sai lầm, mà do những câu hỏi khác nhau được đặt ra. Điều chắc chắn là: công nghệ này - tổng hòa của hàng loạt bước đột phá - đã hai lần chứ không phải một lần - đầu thế kỷ 1900 và ngày nay - đạt đến điểm định hình xu hướng chủ đạo của ô tô.