ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Transcript

1 ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

2 Pros Ανάπτυξη συμβατικών οχημάτων μηχανών εσωτερικής καύσης (Μ.Ε.Κ.) ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα της σύγχρονης τεχνολογίας Συμβολή αυτοκινήτων στην ανάπτυξη των σύγχρονων κοινωνιών ικανοποιώντας το μεγαλύτερο μέρος των αναγκών μετακίνησης στην καθημερινότητα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2

3 Pros Η ταχεία εξέλιξη της αυτοκινητοβιομηχανίας συνέβαλλε στην πρόοδο της κοινωνίας από πρωτόγονη σε μια ραγδαία αναπτυσσόμενη βιομηχανική κοινωνία. Η αυτοκινητοβιομηχανία, μαζί με τα τμήματα των υπόλοιπων βιομηχανιών που την υποστηρίζουν, αποτελεί σήμερα τον κορμό της σύγχρονης οικονομίας και απασχολεί το μεγαλύτερο κομμάτι του σύγχρονου παγκόσμιου εργατικού δυναμικού. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 3

4 Cons Ωστόσο: σοβαρά προβλήματα για το περιβάλλον και την ποιότητα ζωής δισεκατομμυρίων ανθρώπων. ατμοσφαιρική μόλυνση θέρμανση του πλανήτη γρήγορη εξάντληση των αποθεμάτων πετρελαίου ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4

5 Μέτρα αντιμετώπισης Τις τελευταίες δεκαετίες, η έρευνα και ανάπτυξη δραστηριοτήτων που σχετίζονται με τις μεταφορές εντοπίζονται στην ανάπτυξη τεχνολογιών υψηλής απόδοσης, καθαρότητας και ασφάλειας. Νέες τεχνολογίες προς αντικατάσταση των συμβατικών οχημάτων στο άμεσο και πιο μακρινό μέλλον. ηλεκτρικά οχήματα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα οχήματα με κυψέλες καυσίμου ΕΙΣΑΓΩΓΗ 5

6 Περιβαλλοντική ρύπανση Παραγωγή της απαραίτητης για την προώθηση ενέργειας καύση υδρογονανθράκων HC (αντίδραση ανάμεσα στο καύσιμο και το οξυγόνο) Απελευθέρωση θερμότητας προϊόντων Η θερμότητα μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια μέσα από τη μηχανή ενώ τα προϊόντα απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Ιδανικά, τα προϊόντα μιας καύσης είναι νερό και διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) δε βλάπτουν το περιβάλλον ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6

7 Περιβαλλοντική ρύπανση Στη πράξη η καύση των υδρογονανθράκων στις Μ.Ε.Κ. δεν είναι ποτέ ιδανική. Εκτός από διοξείδιο του άνθρακα και νερό, τα προϊόντα μιας τέτοιας καύσης περιλαμβάνουν ποσότητες οξειδίων του αζώτου (NOx) μονοξειδίων του άνθρακα (CO) άκαυστων υδρογονανθράκων (HC) Όλα τα παραπάνω είναι τοξικά για τον άνθρωπο. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 7

8 Οξείδια του αζώτου (ΝΟ x ) Εμφανίζονται λόγω κυρίως των υψηλών θερμοκρασιών και της πίεσης στο εσωτερικό των μηχανών Νιτρικό οξύ (ΝΟ): Το πιο συνηθισμένο οξείδιο παράγεται από την ατελή καύση των υδρογονανθράκων εξαιτίας έλλειψης οξυγόνου. Δηλητήριο για τον άνθρωπο και για τα ζώα Όταν εισέλθει στο αίμα περιορίζει το οξυγόνο που φτάνει στα όργανα και μειώνει έτσι τις σωματικές και πνευματικές ικανότητες του ατόμου. Σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να προκαλέσει το θάνατο (εξαιρετικά τοξικό). ΕΙΣΑΓΩΓΗ 8

9 Οξείδια του αζώτου (ΝΟ x ) Διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ 2 ): σε μικρότερες ποσότητες υπεύθυνο για τη δημιουργία της αιθαλομίχλης σε συνδυασμό με βροχή: όξινη βροχή επηρεάζει τα δέντρα και το μάρμαρο των μνημείων πνευμονολογικά προβλήματα (θάνατο σε υψηλές συγκεντρώσεις) Μακροπρόθεσμα, ελάττωση του ρυθμού ανάπτυξης, προβλήματα στην αναπαραγωγή και επιδράσεις στο νευρικό σύστημα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 9

10 Άκαυστοι υδρογονάνθρακες (HC) Οι άκαυστοι υδρογονάνθρακες (καπνός) είναι προϊόντα ατελούς καύσης υδρογονανθράκων. Ανάλογα με τη φύση τους μπορεί να είναι επιβλαβείς για την ανθρώπινη υγεία Είναι πιθανό να προκαλούν δηλητηριάσεις ή ακόμη και καρκινογένεση Είναι υπεύθυνοι και για την αιθαλομίχλη. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 10

11 Θειούχες ενώσεις Οι ακαθαρσίες στα καύσιμα έχουν ως αποτέλεσμα την εκπομπή ρύπων. Η μεγαλύτερη ακαθαρσία είναι το θείο ή ενώσεις του θείου εμφανίζεται κυρίως στο ντίζελ, στα καύσιμα των τζετ καθώς επίσης και στο φυσικό αέριο. Καύση με οξυγόνο απελευθερώνει οξείδια του θείου (SOx). Διοξείδιο του θείου (SO 2 ) είναι το μεγαλύτερο προϊόν αυτής της καύσης. Με την επαφή με τον αέρα, δημιουργείται έπειτα από σειρά αντιδράσεων το θειικό οξύ. Παρενέργειες διοξειδίου του θείου αύξηση του βαθμού νοσηρότητας σε ευαίσθητα άτομα κλιμάκωση από απλές ενοχλήσεις μέχρι θάνατο για μεγάλες συγκεντρώσεις. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 11

12 Όρια Επιφυλακής Τοξική ουσία CΟ NO 2 SO 2 Καπνός Όρια επιφυλακής 10 mg/m3 200 μg/m μg/m 3 50 μg/m 3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 12

13 Εκπομπές ρύπων ανά όχημα ΕΙΣΑΓΩΓΗ 13

14 Εκπομπές ρύπων ανά εφαρμογή ΕΙΣΑΓΩΓΗ 14

15 Θέρμανση του πλανήτη Η θέρμανση του πλανήτη είναι ένα αποτέλεσμα του λεγόμενου φαινομένου του θερμοκηπίου προκαλείται από το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια, όπως τα μεθάνιο δεσμεύουν την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία που ανακλάται από το έδαφος, διατηρούν την ενέργεια στην ατμόσφαιρα αυξάνουν τη μέση θερμοκρασία ΕΙΣΑΓΩΓΗ 15

16 Θέρμανση του πλανήτη Η αυξημένη θερμοκρασία της γης οδηγεί σε σημαντικές οικολογικές βλάβες στα οικοσυστήματα και σε φυσικές καταστροφές που επιδρούν στις ανθρώπινες κοινωνίες. Οικολογικές επιδράσεις Εξαφάνιση κάποιων ειδών Μετανάστευση ειδών από θερμές περιοχές σε πρότερα ψυχρότερες περιοχές στις οποίες έχει αυξηθεί η θερμοκρασία. Φυσικές καταστροφές μετεωρολογικά φαινόμενα ( El Niño ) έντονες και ακραίες μεταβολές του καιρού λιώσιμο των πολικών πάγων και άνοδος της στάθμης των ωκεανών ΕΙΣΑΓΩΓΗ 16

17 Μείωση των αποθεμάτων πετρελαίου Η μεγάλη πλειοψηφία των καυσίμων που χρησιμοποιούνται στις μεταφορές είναι υγρά καύσιμα που έχουν ως βάση τους το πετρέλαιο. Πετρέλαιο: καύσιμο που προέρχεται από την αποσύνθεση ζώντων οργανισμών που εγκλωβίστηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια ( εκατομμύρια χρόνια) σε σταθερά γεωλογικά στρώματα. Η διαδικασία μετατροπής της ύλης (κυρίως χλωρίδας) σε υγρό πετρέλαιο διαρκεί επίσης εκατομμύρια χρόνια, γεγονός που εξηγεί γιατί τα αποθέματα πετρελαίου της γης είναι πεπερασμένα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 17

18 Αποδεδειγμένα Αποθέματα Πετρελαίου το 2000 Περιοχή Αποθέματα σε δισεκατομμύρια τόνους Λόγος R/P Βόρεια Αμερική Κεντρική και Νότια Αμερική Ευρώπη Αφρική Μέση Ανατολή Πρώην ΕΣΣΔ Ασία (πλην Μέσης Ανατολής) Σύνολο (παγκόσμιο) ο λόγος R/P εκφράζει τον αριθμό των χρόνων που τα συγκεκριμένα αποθέματα θα διαρκούσαν αν η παραγωγή παρέμενε στα τρέχοντα επίπεδα ΕΙΣΑΓΩΓΗ 18

19 Εκτίμηση μη Ανακαλυφθέντων Αποθεμάτων Πετρελαίου το 2000 Περιοχή Αποθέματα σε δισεκατομμύρια τόνους Βόρεια Αμερική 19.8 Κεντρική και Νότια Αμερική 14.3 Ευρώπη 3.0 Αφρική (Σαχάρα) και Ανταρκτική 9.7 Μέση Ανατολή και λοιπή Β. Αφρική 31.2 Πρώην ΕΣΣΔ 15.7 Ασία (πλην Μέσης Ανατολής) 4.0 Σύνολο (πιθανή αύξηση) 98.3 (91.5) ΕΙΣΑΓΩΓΗ 19

20 Κατανάλωση πετρελαίου ανά περιοχή Η κατανάλωση και παραγωγή πετρελαίου αυξάνεται συνεχώς με την εξέλιξη των αναπτυγμένων και αναπτυσσόμενων χωρών. Ειδικότερα με την ανάπτυξη πολυπληθών κρατών (Κίνα, Ινδία), η κατανάλωση πετρελαίου τείνει να αυξάνεται με γιγαντιαίους ρυθμούς. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 20

21 Επαγόμενο κόστος Επακόλουθα της μόλυνσης έξοδα υγείας κόστος για την αναδάσωση δασών που επλήγησαν από όξινη βροχή κόστος επιδιόρθωσης μνημείων που διαβρώθηκαν Το κόστος που σχετίζεται με την αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη είναι δύσκολο να εκτιμηθεί κόστος των καταστροφών από τυφώνες, αποκατάστασης περιουσιών (χαμένες σοδιές, σπίτια) εξαιτίας ξηρασίας, πλημμυρών και γενικότερα ακραίων καιρικών φαινομένων Το ποσό που προκύπτει είναι τεράστιο ΕΙΣΑΓΩΓΗ 21

22 Επαγόμενο κόστος Οι περισσότερες από τις πετρελαιοπαραγωγές χώρες δεν είναι οι μεγαλύτεροι καταναλωτές πετρελαίου. Η μεγαλύτερη παραγωγή εντοπίζεται στη Μέση Ανατολή Η μεγαλύτερη κατανάλωση εντοπίζεται στην Ευρώπη, τη Βόρεια Αμερική και την Άπω Ανατολή. Η σπουδαιότητα της εξάρτησης γίνεται αντιληπτή από τις επιπτώσεις των έντονων κοινωνικοπολιτικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα την τελευταία πεντηκονταετία στην ευρύτερη περιοχή της Μέσης Ανατολής (πόλεμος Ιράν-Ιράκ, πόλεμος του Κόλπου, συνεχής παρακολούθηση της περιοχής από τις μεγάλες δυνάμεις) στις τιμές του πετρελαίου και των παραγώγων του. Το κόστος δεν εμφανίζεται απαραίτητα εκεί που παράγεται. Οποιαδήποτε λύση, ακόμη και μερική, οδηγεί στην εξοικονόμηση σημαντικών ποσών από τους εμπλεκομένους ΕΙΣΑΓΩΓΗ 22

23 Ηλεκτρικού τύπου οχήματα Ηλεκτρικά οχήματα (Electric Vehicles EVs) Υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα (Hybrid Electric Vehicles HEVs) Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) Ηλεκτρικά οχήματα με κυψέλες καυσίμου (Fuel Cells Electric Vehicles FCEVs) Ηλεκτρικά οχήματα με γραμμές τροφοδοσίας Ηλεκτρικά οχήματα με ηλιακή ενέργεια (Solar Powered Electric Vehicles) Ηλεκτρικά οχήματα με εναλλακτικές πηγές τροφοδοσίας (flywheels, super-capacitors) ΕΙΣΑΓΩΓΗ 23

24 Παραδείγματα Plug-in electric motorcycle 20kW motor power 46Nm torque (250cm 3 : 28Nm) 75km range 80km/h top speed US $ production line 3 h charge time 6 lithium-phosphate cells 300km / $1.3 IEEE Spectrum, vol. 45, no. 2 (Brammo Enertia) Solar car Average speed 91km/h 6m 2 solar cells 3000km equivalent gasoline 7lt Average weight 200kg ΕΙΣΑΓΩΓΗ 24 IEEE Spectrum, vol. 45, no. 2 (Solar race)

25 Παραδείγματα Automotive Engineering International, Dec ΕΙΣΑΓΩΓΗ 25

26 Επάρκεια αποθεμάτων πετρελαίου Εξαρτάται από Συνολική παραγωγή Συνολική κατανάλωση Ανακάλυψη νέων κοιτασμάτων 2038 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 26

27 Τάση κατανάλωσης Βιομηχανικές χώρες Το μεγαλύτερο ποσοστό της κατανάλωσης πετρελαίου οφείλεται στις ανάγκες των μεταφορικών μέσων Στις λοιπές δραστηριότητες οι απαιτήσεις ενέργειας καλύπτονται και από άλλες πηγές Σε δραστηριότητες πέραν των μεταφορών η ζήτηση σε πετρέλαιο παραμένει σταθερή τις τελευταίες δύο δεκαετίες Στις μεταφορές η ζήτηση πετρελαίου αυξάνεται σταδιακά Αναπτυσσόμενες χώρες Γενική αύξηση της ζήτησης σε πετρέλαιο Οι απαιτήσεις στις μεταφορές είναι μικρότερες Αναμένεται με διαρκή αύξηση να ισοσκελίσουν τις απαιτήσεις όλων των υπόλοιπων εφαρμογών μέχρι το 2020 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 27

28 Στρατηγικές ανάπτυξης Τάση ετήσιας κατανάλωσης καυσίμου συμβατικών οχημάτων (καμπύλη a-b-c) 1.3% ετήσιας αύξησης ΕΙΣΑΓΩΓΗ 28

29 Στρατηγικές ανάπτυξης Τάση ετήσιας κατανάλωσης καυσίμου συμβατικών οχημάτων (καμπύλη a-b-c) 1.3% ετήσιας αύξησης τα συμβατικά οχήματα μετατρέπονται σταδιακά σε υβριδικά στα πρώτα 20 χρόνια ενώ μετά τα 20 πρώτα χρόνια υπάρχουν μόνο υβριδικά οχήματα (καμπύλη a-d-e) 25% μείωση της ετήσιας αύξησης καυσίμου σε σύγκριση με την πρώτη στρατηγική ΕΙΣΑΓΩΓΗ 29

30 Στρατηγικές ανάπτυξης Τάση ετήσιας κατανάλωσης καυσίμου τα πρώτα 20 χρόνια τα οχήματα κυψελών καυσίμου είναι σε στάδιο ανάπτυξης ενώ συμβατικά οχήματα υπάρχουν στην αγορά. Τα επόμενα 20 χρόνια τα οχήματα κυψελών καυσίμου εισέρχονται σταδιακά στην αγορά (σημείο b) Την καλύπτουν πλήρως στο τέλος (σημείο f) 50% λιγότερα καύσιμα θα καταναλωθούν από τα οχήματα κυψελών καυσίμου σε σύγκριση με τα συμβατικά ΕΙΣΑΓΩΓΗ 30

31 Στρατηγικές ανάπτυξης Τάση ετήσιας κατανάλωσης καυσίμου στα πρώτα 20 χρόνια τα οχήματα μετατρέπονται όλα σε υβριδικά στα επόμενα 20 χρόνια τα οχήματα μετατρέπονται όλα σε οχήματα κυψελών καυσίμου ΕΙΣΑΓΩΓΗ 31

32 Ιστορία των EVs Πριν από το 1830 Μεταφορά = ισχύς του ατμού Ανακάλυψη νόμων της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής δημιουργία ηλεκτρικών κινητήρων και γεννητριών Το πρώτο ηλεκτρικό όχημα (Γάλλος Gustave Trouve) Τρίκυκλο DC κινητήρα ισχύος 0.1hp Ηλεκτρική τροφοδοσία από μπαταρίες μολύβδου-οξέος Το όχημα και ο οδηγός του ζύγιζαν περίπου 160kg Αντίστοιχο όχημα (Βρετανοί) Ταχύτητα 15 km/h Ακτίνα 16km πολύ μικρές για να προσελκύσουν το ενδιαφέρον του κοινού ΕΙΣΑΓΩΓΗ 32

33 Ιστορία των EVs Ανταγωνισμός ηλεκτρικών οχημάτων με τα αντίστοιχα βενζινοκίνητα Αμερική: χωρίς σημαντικό δίκτυο δρόμων εκτός των πόλεων Ευρώπη: το εκτεταμένο δίκτυο ασφαλτοστρωμένων δρόμων εκτός των μεγάλων πόλεων ευνόησε την ανάπτυξη των ισχυρότερων και περισσότερο αυτόνομων βενζινοκίνητων οχημάτων Αναγεννητική πέδηση (regenerative braking) από το Γάλλο M. A. Darracq το Επιτρέπει την ανακύκλωση της κινητικής ενέργειας κατά το φρενάρισμα Επαναφόρτιση των μπαταριών του οχήματος Επέκταση της ακτίνας αυτονομίας Το ηλεκτρικό όχημα La Jamais Contente του Camille Jenatzy Παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας εδάφους Το πρώτο όχημα που ξεπέρασε τα 100km/h και τα 60miles/h < Παραγκωνισμός ηλεκτρικών οχημάτων ΜΟΝΟ αμαξίδια για γκολφ και μικρά οχήματα μεταφορών ΕΙΣΑΓΩΓΗ 33

34 Αιτίες παραγκωνισμού EVs Πρωτόγονη μορφή της τεχνολογίας των συσσωρευτών Ιδιαίτερα χαμηλή ειδική ενέργεια (δηλαδή αποδιδόμενη ενέργεια ανά μονάδα βάρους ή όγκου του στοιχείου σε kwh/kg ή kwh/lt αντίστοιχα) σε πλήρη αντίθεση με το καύσιμο πετρέλαιο. Παραγωγή της ίδιας ενέργειας Μηχανή εσωτερικής καύσης: δεξαμενή καυσίμου Α βάρος, Β όγκος Ηλεκτροκινητήρας: συσσωρευτής 67.5Α βάρος, 30Β όγκος Περιορισμός απόστασης αυτονομίας EV Συχνή επαναφόρτιση συσσωρευτών Σημαντικός χρόνος Περιορισμένη έκταση δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας της εποχής Πολύ υψηλή τιμή των συσσωρευτών ΕΙΣΑΓΩΓΗ 34

35 Αιτίες παραγκωνισμού EVs Βελτιώσεις στον τρόπο μαζικής παραγωγής οχημάτων με μηχανές εσωτερικής καύσης οδήγησαν σε σημαντική μείωση της τιμής πώλησής τους. Βενζινοκίνητο όχημα Henry T πωλούνταν προς 260$ το 1925 έναντι των 850$ το Το φθηνό πετρέλαιο ήταν πλέον ευρέως διαθέσιμο και παρείχε μια φθηνή και εύκολα προσβάσιμη πηγή ενέργειας. Εφεύρεση του ηλεκτρικού εκκινητή της μηχανής εσωτερικής καύσης από τον F. C. Kettering το 1911 Αντικατάσταση του χειροκίνητου εκκινητή (μανιβέλα) Πιο ευέλικτα, εύχρηστα και ελκυστικά οχήματα ΕΙΣΑΓΩΓΗ 35

36 Νέο ενδιαφέρον για EVs Ανησυχίες για το περιβάλλον και τις επιδράσεις των συμβατικών οχημάτων επανέφεραν στο προσκήνιο το ενδιαφέρον για τα ηλεκτρικά οχήματα Παρά την εξέλιξη των συσσωρευτών και των ηλεκτρονικών ισχύος, η αυτονομία τους και οι επιδόσεις τους παρέμεναν ουσιαστικό πρόβλημα. Πανεπιστήμια και μεγάλοι κατασκευαστές συμβατικών οχημάτων, όπως η General Motors, η Ford και η PSA Peugeot ενεπλάκησαν στην έρευνα και ανάπτυξη ηλεκτρικών οχημάτων. Οχήματα με ικανοποιητικές επιδόσεις, όμως το μεγάλο μειονέκτημά τους εξακολουθούσε να είναι ο συσσωρευτής. Συσσωρευτής Αργύρου-Ψευδαργύρου (Ag-Zn) του Electrovair (GM) στα 512V ζύγιζε 308kg περίπου πολύ ακριβός μικρός κύκλος ζωής μεγάλος χρόνος επαναφόρτισης ΕΙΣΑΓΩΓΗ 36

37 Νέο ενδιαφέρον για EVs Πετρελαϊκή κρίση στις αρχές της δεκαετίας του 1970 Αύξησε τις απαιτήσεις για εναλλακτικές (του πετρελαίου) μορφές ενέργειας Ώθηση στην έρευνα για ηλεκτρικά οχήματα Νόμος του 1976 από το Κογκρέσο των Η.Π.Α. (Electric and Hybrid Vehicle Research, Development and Demonstration Act of 1976) Συμβούλιο Αποθεμάτων Αέρα της Καλιφόρνια 1990: για κάθε αυτοκινητοβιομηχανία με ετήσιες πωλήσεις μεγαλύτερες των οχημάτων 1998: 2% των πωλήσεών τους καλύπτονται από οχήματα μηδενικών ρύπων (Zero Emission Vehicles ZEVs). 2001: 5% 2003: 10% Τελικά: ZEVs 4% μέχρι το 2003, επιπρόσθετα 6% σχεδόν ZEVs (υβριδικά οχήματα) Η GM θα έπρεπε να πωλεί ετησίως ηλεκτρικά και υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 37

38 Περιορισμοί EVs Τα ηλεκτρικά οχήματα δεν μπορούν να ανταγωνιστούν τα βενζινοκίνητα σε αυτονομία και επιδόσεις Τεχνολογικοί περιορισμοί που επιβάλλονται από τους συσσωρευτές Νέο αντικείμενο έρευνας: το υβριδικό ηλεκτρικό όχημα Έφτασε στη γραμμή παραγωγής Toyota Prius Honda Insight Ηλεκτρικό όχημα Έρευνα στην τεχνολογία συσσωρευτών ΕΙΣΑΓΩΓΗ 38

39 Ιστορία των HEVs Παλιά όσο και η αυτοκίνηση. Κύριος λόγος: Διευκόλυνση της μηχανής εσωτερικής καύσης ώστε να προσδώσει ένα ικανοποιητικό βαθμό απόδοσης 1899 Σαλόνι αυτοκινήτου του Παρισιού: Τα 2 πρώτα υβριδικά οχήματα Παράλληλο υβριδικό όχημα μικρή μηχανή εσωτερικής καύσης που υποβοηθούνταν από έναν ηλεκτροκινητήρα και συσσωρευτή οξέος-μολύβδου. Η MEK φόρτιζε το συσσωρευτή όταν το όχημα ήταν σε στάση ή κινούνταν στο ρελαντί Υβριδικό όχημα σειράς τρίκυκλο με τους πίσω τροχούς να κινούνται από ηλεκτροκινητήρες και μια ΜΕΚ ισχύος 0.75 hp σε συνδυασμό με μια γεννήτρια ισχύος 1.1kW σε τρέιλερ που μπορούσε να επαναφορτίζει το συσσωρευτή ΕΙΣΑΓΩΓΗ 39

40 Ιστορία των HEVs Διάφοροι τύποι υβριδικών οχημάτων, παράλληλων ή σειριακών Δε χρησιμοποιήθηκε η αναγεννητική πέδηση αλλά μάλλον προτιμήθηκε η δυναμική πέδηση Κυρίαρχο χαρακτηριστικό υποβοήθηση των ασθενών ΜΕΚ της εποχής επέκταση της αυτονομίας των ηλεκτρικών οχημάτων Μετά το Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο εξάλειψαν τελείως τα υβριδικά οχήματα από την αγορά Μεγάλες βελτιώσεις των ΜΕΚ σε θέματα ισχύος, μεγέθους, απόδοσης και εκκίνησης Υψηλό κόστος ηλεκτροκινητήρων Κίνδυνοι των συσσωρευτών οξέος ΕΙΣΑΓΩΓΗ 40

41 Ιστορία των HEVs Τέλη δεκαετίας 1960 αναθέρμανε το ενδιαφέρον για τα υβριδικά οχήματα Ανάπτυξη των ηλεκτρονικών ισχύος Βελτίωση του τρόπου ελέγχου των ηλεκτροκινητήρων Νέοι τύποι υβριδικών οχημάτων, κανένα εμπορικό Δεκαετία 1990 Τα ηλεκτρικά οχήματα αδυνατούν να κυκλοφορήσουν στην αγορά Αυξήθηκε κατακόρυφα το ενδιαφέρον για τα υβριδικά οχήματα Ford Hybrid Electric Vehicle Challenge: διαγωνισμός για την κατασκευή υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων από Πανεπιστήμια κυρίως Αυτοκινητοβιομηχανίες, όπως η Dodge, η Renault, η Volkswagen, η Toyota κλπ. δημιούργησαν πρωτότυπα υβριδικά οχήματα 1997 Δημιουργία ενός εμπορικού οχήματος Κυκλοφόρησαν στην Ιαπωνία το Toyota Prius σεντάν και τα Honda Insight και Civic Διαθέσιμα σε όλον τον κόσμο με εξαιρετικά χαρακτηριστικά κατανάλωσης καυσίμου Το Toyota Prius και το Honda Insight έχουν ιστορική αξία καθώς αποτελούν τα πρώτα εμπορικά υβριδικά οχήματα της σύγχρονης εποχής. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 41

42 Ιστορία των FCEVs Sir William Grove (γνωστός και ως ο πατέρας του Fuel Cell) ανακάλυψε ότι είναι δυνατό να παραχθεί ηλεκτρισμός αντιστρέφοντας την ηλεκτρόλυση του νερού. O Charles Langer και ο Ludwig Mond εισήγαγαν τον όρο fuel cell καθώς προσπαθούσαν να δημιουργήσουν την πρώτη πρακτική κυψέλη καυσίμου χρησιμοποιώντας αέρα και αέριο άνθρακα. Δημιουργείται η πρώτη ουσιαστικά επιτυχημένη κυψέλη καυσίμου από τον Francis Bacon, με μια κυψέλη υδρογόνου-οξυγόνου χρησιμοποιώντας αλκαλικούς ηλεκτρολύτες και ηλεκτρόδια νικελίου (φθηνά σχετικά προϊόντα). Κατασκευάζεται ένα πρακτικό σύστημα κυψέλης καυσίμου ισχύος 5kW Ο Harry Karl Ihring παρουσίασε τρακτέρ που κινούνταν τροφοδοτούμενο από μια κυψέλη καυσίμου των 20 hp ΕΙΣΑΓΩΓΗ 42

43 Ιστορία των FCEVs National Aeronautics and Space Αssociation N.A.S.A. Χρηματοδότησε την έρευνα γύρω από την τεχνολογία των κυψελών καυσίμων Σκοπός η χρήση τους για διαστημικές εφαρμογές Στις μέρες μας οι κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούνται σε διαστημικές αποστολές ως πηγές ενέργειας Αυτοκινητοβιομηχανίες Η έρευνα σχετικά με τις κυψέλες καυσίμου αποτελεί κυρίαρχο ενδιαφέρον Παραγωγή, αποθήκευση και διανομή υδρογόνου Τα οχήματα κυψελών καυσίμου θεωρούνται ως το μέλλον των ηλεκτρικών οχημάτων Σημαντικό χρονικό διάστημα προτού καταστεί δυνατή η εμπορική διάθεσή τους στην αγορά. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 43

44 Κόστος ηλεκτροκίνησης (1910) ΕΙΣΑΓΩΓΗ 44