Theo định nghĩa, một chiếc xe điện, hay EV (electric vehicle), sẽ sử dụng một hoặc một vài động cơ điện để dẫn động thay thế cho động cơ đốt trong (chạy xăng, diesel). Ngoài ô tô điện còn có xe đạp, xe máy, tàu thuyền, máy bay, tàu hỏa chạy bằng điện.
Sự khởi đầu
Việc tìm hiểu ai là người phát minh ra chiếc xe điện đầu tiên là điều không chắc chắn, vì một số nhà phát minh đã được ghi công. Năm 1828, Ányos Jedlik người Hungary đã phát minh ra một chiếc xe mô hình cỡ nhỏ chạy bằng động cơ điện do ông thiết kế. Khoảng giữa năm 1832 và năm 1839 (năm chính xác không chắc chắn), Robert Anderson ở Scotland đã phát minh ra một cỗ xe thô sơ chạy bằng điện. Năm 1835, một chiếc ô tô điện cỡ nhỏ khác được thiết kế bởi Giáo sư Stratingh ở Groningen, Hà Lan và do trợ lý của ông Christopher Becker chế tạo. Năm 1835, Thomas Davenport, một thợ rèn từ Brandon, Vermont, đã chế tạo ra một chiếc ô tô điện quy mô nhỏ. Davenport cũng là người phát minh ra động cơ điện DC đầu tiên do Mỹ chế tạo.
Pin xe điện
Các phương tiện chạy điện thực tế hơn và thành công hơn đã được cả Thomas Davenport và Scotsman Robert Davidson phát minh vào khoảng năm 1842. Cả hai nhà phát minh đều là những người đầu tiên sử dụng tế bào điện (hay pin) mới được phát minh, không thể sạc lại (pin sơ cấp). Người Pháp Gaston Plante đã phát minh ra pin lưu trữ tốt hơn vào năm 1865 và người đồng hương của ông là Camille Faure đã cải tiến hơn nữa pin lưu trữ vào năm 1881. Pin lưu trữ dung lượng tốt hơn là cần thiết để xe điện trở nên thiết thực.
Pin có thể sạc lại được xuất hiện vào năm 1859, làm cho ý tưởng xe điện trở nên khả thi hơn. Vào khoảng năm 1884, nhà phát minh Thomas Parker đã giúp triển khai xe điện chạy bằng điện và chế tạo những chiếc xe điện nguyên mẫu ở Anh. Vào năm 1890, William Morrison, một nhà hóa học sinh ra ở Scotland sống ở Des Moines, Iowa, đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho cỗ xe điện mà ông đã chế tạo có lẽ sớm nhất là vào năm 1887. Nó xuất hiện trong một cuộc diễu hành của thành phố vào năm 1888, theo Des Moines Đăng ký. Với dẫn động bánh trước, 4 mã lực, và một tốc độ tối đa được báo cáo của 20 mph, nó có 24 tế bào pin mà cần sạc lại mỗi 50 dặm. Cỗ xe tự đẩy của Morrison đã gây ấn tượng mạnh tại Hội chợ Thế giới Chicago năm 1893, còn được gọi là Triển lãm Colombia nổi tiếng của Thế giới. Bản thân Morrison quan tâm đến pin hơn là tính di động, nhưng ông đã khơi dậy trí tưởng tượng của các nhà phát minh khác.
Thiết kế từ châu Âu đến Mỹ
Vào cuối những năm 1800, Pháp và Anh là những quốc gia đầu tiên ủng hộ sự phát triển rộng rãi của xe điện. Năm 1899, một chiếc xe đua điện do Bỉ chế tạo có tên “La Jamais Contente” đã lập kỷ lục thế giới về tốc độ 68 dặm/giờ. Nó được thiết kế bởi Camille Jénatzy.
Mãi đến năm 1895, người Mỹ mới bắt đầu dành sự quan tâm cho xe điện sau khi xe ba bánh chạy điện do A. L. Ryker chế tạo và William Morrison chế tạo một chiếc wagon sáu hành khách, cả hai đều vào năm 1891. Nhiều đổi mới sau đó, và sự quan tâm đến xe có động cơ tăng lên rất nhiều trong cuối những năm 1890 và đầu những năm 1900. Trên thực tế, thiết kế của William Morrison, có chỗ cho hành khách, thường được coi là chiếc EV thực sự và thiết thực đầu tiên.
Năm 1897, ứng dụng EV thương mại đầu tiên được thành lập: một đội taxi của Thành phố New York do Công ty Electric Carriage and Wagon của Philadelphia xây dựng.
Tăng mức độ phổ biến
Vào đầu thế kỷ này, nước Mỹ đã thịnh vượng. Xe hơi, hiện có các phiên bản chạy bằng hơi nước, điện hoặc xăng, đã trở nên phổ biến hơn. Những năm 1899 và 1900 là thời kỳ đỉnh cao của ô tô điện ở Mỹ, vì chúng bán chạy hơn tất cả các loại ô tô khác. Một ví dụ là Phaeton 1902 được chế tạo bởi Công ty Woods Motor Vehicle ở Chicago, trong đó có một phạm vi 18 dặm, tốc độ tối đa 14 mph và chi phí $ 2.000. Sau đó vào năm 1916, Woods đã phát minh ra một chiếc xe hybrid có cả động cơ đốt trong và động cơ điện.
Vào đầu những năm 1900, xe điện có nhiều lợi thế hơn đối thủ cạnh tranh. Chúng không có độ rung, mùi và tiếng ồn liên quan đến xe ô tô chạy bằng xăng. Chuyển số trên xe ô tô chạy xăng là phần khó khăn nhất khi lái xe. Xe điện không yêu cầu chuyển số. Trong khi những chiếc ô tô chạy bằng hơi nước cũng không có lẫy chuyển số, chúng có thời gian khởi động kéo dài tới 45 phút vào những buổi sáng lạnh. Những chiếc ô tô chạy bằng hơi nước có phạm vi hoạt động ít hơn trước khi cần nước, so với phạm vi hoạt động của ô tô điện trong một lần sạc. Những con đường tốt duy nhất trong thời kỳ này là trong thị trấn, có nghĩa là hầu hết các tuyến đường đi làm đều là đường địa phương, một tình huống hoàn hảo cho xe điện vì phạm vi của chúng bị hạn chế. Xe điện là sự lựa chọn ưu tiên của nhiều người vì nó không cần nỗ lực khởi động bằng tay như với tay quay trên xe chạy xăng và không phải vật lộn với cần số.
Trong khi những chiếc xe điện cơ bản có giá dưới 1.000 USD, hầu hết những chiếc xe điện thời kỳ đầu đều là những toa xe đồ sộ được trang trí công phu dành cho giới thượng lưu. Họ có nội thất lạ mắt được làm bằng vật liệu đắt tiền và có giá trung bình 3.000 đô la vào năm 1910. Xe điện đạt được thành công vào những năm 1920, với sản lượng đạt đỉnh vào năm 1912.
Ô tô điện gần như bị tuyệt chủng
Có nhiều lý do khiến xe điện đã bị giảm độ phổ biến và gần như bị tuyệt chủng trong vài thập kỷ qua trước khi có sự quan tâm trở lại đối với phương tiện này.
- Vào những năm 1920, Mỹ đã có một hệ thống đường xá kết nối các thành phố tốt hơn, kéo theo đó là nhu cầu về các loại xe phạm vi xa.
- Việc phát hiện ra dầu thô ở Texas đã làm giảm giá xăng để nó phù hợp túi tiền của người tiêu dùng bình thường.
- Charles Kettering phát minh ra bộ khởi động điện vào năm 1912 đã loại bỏ sự cần thiết của tay quay.
- Việc Henry Ford bắt đầu sản xuất hàng loạt xe động cơ đốt trong đã làm cho những loại xe này trở nên phổ biến rộng rãi và giá cả phải chăng, trong khoảng giá từ 500 đến 1.000 đô la. Ngược lại, giá của các loại xe điện được sản xuất kém hiệu quả hơn tiếp tục tăng. Năm 1912, một chiếc roadster chạy điện được bán với giá 1.750 đô la, trong khi một chiếc xe chạy xăng được bán với giá 650 đô la.
Xe điện đã biến mất hoàn toàn vào năm 1935. Những năm sau đó cho đến những năm 1960 là những năm chết chóc đối với sự phát triển của xe điện và sử dụng chúng làm phương tiện giao thông cá nhân.
Sự trở lại
Thập niên 60 và 70 nhận thấy nhu cầu về các loại xe chạy bằng nhiên liệu thay thế để giảm thiểu các vấn đề về khí thải từ động cơ đốt trong và giảm sự phụ thuộc vào dầu thô nhập khẩu từ nước ngoài. Nhiều nỗ lực sản xuất xe điện thực tế đã xảy ra sau năm 1960.
Công ty Battronic Truck
Vào đầu những năm 60, Boyertown Auto Body Works đã cùng nhau thành lập Công ty Xe tải Battronic (Battronic Truck Company) với Công ty TNHH Smith Delivery Vehicles, của Anh và Bộ phận Exide của Công ty Electric Battery. Chiếc xe tải điện Battronic đầu tiên được giao cho Công ty Potomac Edison vào năm 1964. xe này có khả năng tốc độ 25 mph, một phạm vi 62 dặm và một trọng tải 2.500 pound.
Battronic đã làm việc với General Electric từ năm 1973 đến năm 1983 để sản xuất 175 xe tải tiện ích sử dụng trong ngành công nghiệp tiện ích và để chứng minh khả năng của các loại xe chạy bằng pin. Battronic cũng đã phát triển và sản xuất khoảng 20 xe buýt chở khách vào giữa những năm 1970.
CitiCars và Elcar
Hai công ty dẫn đầu trong lĩnh vực sản xuất ô tô điện trong thời gian này. Sebring-Vanguard đã sản xuất hơn 2.000 chiếc xe “CitiCars.” Những chiếc xe có tốc độ tối đa 44 mph, tốc độ hành trình bình thường là 38 mph và phạm vi khoảng từ 50 đến 60 dặm.
Công ty còn lại là Elcar Corporation, đã sản xuất “Elcar.” Những chiếc Elcar có tốc độ tối đa 45 mph, phạm vi 60 dặm và chi phí nằm giữa $ 4.000 và $ 4.500.
Bưu chính Hoa Kỳ
Năm 1975, Bưu điện Hoa Kỳ đã mua 350 chiếc xe jeep giao hàng chạy bằng điện từ American Motor Company để sử dụng trong một chương trình thử nghiệm. Những xe jeep có tốc độ tối đa 50 mph và một phạm vi 40 dặm với tốc độ 40 mph. Làm nóng và rã đông được thực hiện bằng máy sưởi gas và thời gian sạc lại là mười giờ.
