Elbilens historia

Den tidiga utvecklingen av elfordon

För att kunna elektrifiera fordon så krävs först och främst en förståelse om vad elektricitet är, hur det kan produceras och lagras. Åskan var sen urminnes tider det tydligaste exemplet på kraften som elektricitet hade. I mitten på 1700-talet så gjordes de första riktiga vetenskapliga experimenten för att få en förståelse vad detta var och hur den skulle kunna tyglas. Benjamin Franklin gjorde ett berömt experiment när han sände upp en flygande drake i ett åskmoln, draken hade en nyckel av järn fäst i den blöta tråden. Från detta experiment så utvecklade han åskledaren som kunde skydda från elektricitet. Men det var en lång väg från detta till att kunna utnyttja elektriciteten.

Italienaren Galvani märkte 1786 att de godlår som han hängt upp tycktes få liv när de kom i kontakt med järntråd, men det var hans landsman Volta som förstod att det var på grund av att de hängde i kopparkrokar som gjorde att elektricitet skapades. Volta skapade år 1800 det första batteriet av zink- och kopparplattor som var åtskilda av svavelsyreindränkt tyg. Forskning och innovation inom elektricitet pågick på många håll under denna period. Det viktigaste genombrottet kom dock då man förstod att magnetism och elektricitet var samma sak, dansken Örsted visade 1819 att en kompassnål rörde sig med hjälp av elektrisk ström, och grunden till elektromagnetiska generatorn var född. Med den så kunde man föra vidare mekanisk rotation till likström.

Att driva något t ex ett mindre fordon med el var en naturlig del av forskningen inom elektricitet. Detta kom därför att utvecklas betydligt tidigare än drift med hjälp av att förbränningsmotorn. Arbetet med eldrivna fordon skedde på olika håll i Europa; den ungerske prästen och fysikern Jedlik utvecklade 1828 en elmotor som kunde driva en mindre modellbil, den skotske uppfinnaren Robert Andersson tog mellan åren 1832-39 fram en eldriven vagn och 1835 så presenterade den holländska professorn Stratingh tillsammans med sin tyska assistent en mindre eldriven bil i Groningen, Nederländerna. 

Dessa första steg av elektrifiering av fordon hade inga laddbara batterier, vilket försvårade, det första stora genombrottet kom när blybatteriet uppfanns i Frankrike av Planté 1859, som var det första laddbara batteriet, detta kom självklart också att vidare förbättras. 

Elmotorns genombrott inom järnvägen

Eftersom tåget var det transportmedel som låg i tiden så var elektrifiering av drivningen av dessa det mest naturliga området att applicera el som drivmedel på. Utvecklingen av dessa började också på 1830-talet. Thomas Davidson skapade 1834 en första prototyp som färdades på räls men det var framförallt skotten Davidson som tog fram ett elektriskt lokomotiv 1837. I samband med en utställning 1841 så tog han fram ett kraftigare lokomotiv som kunde åka 2,4km och kom upp i 6,4km/h under en provtur mellan Glasgow och Edinburgh. Lokomotivet slogs sönder av järnvägsarbetare som såg lokomotivet som ett hot mot deras arbeten. Men även gällande lokomotiven så var bristen på ett bra batteri ett problem som gjorde användningen svår. 

Plantés batteri förbättrades avsevärt av Faure, en annan framstående fransk vetenskapsman 1881, framförallt genom dennes blyackumulatorer som kunde tillverkas i industriell skala. 

Trouvé och den första elektriska cykeln

Den franska uppfinnaren Trouvé utvecklade en elmotor framtagen av tyska Siemens, denna kombinerades med det nya batteriet på ett trehjuligt fordon, och det första elektriskt drivna fordonet var en realitet. En första lyckad provtur gjordes i Paris 1881. 

Trouvés eldrivna tricycle 

Trouvé hade svårt att få patent på sitt nya fordon och kom istället att fokusera på det marina området då hans verkstad låg nära Seine. Han byggde en portabel båtmotor och blev därmed uppfinnare även till utombordsmotorn. Hans 5 meter långa båt kom upp i 3,6km/h uppströms och 9km/h nedströms. 

Utvecklingen av elbilen och eldrivna tåg följdes åt. Elektriciteten hade några givna fördelar gällande tåg, dels i gruvorna så krävde eldriften inget av det högt eftertraktade syret i tunnlarna samt att det inte blev rök och avgaser. Thomas Parker som även elektrifierade tunnelbanan i London (också för att minska avgaser och rök) konstruerade en eldriven bil. Parkers företag slogs ihop med andra och bildade Electric Corporation Company som på 1890-talet hade i stort sett monopol på den brittiska marknaden av elektrifierade fordon.

Elbil byggd av Parker

Red flag law

Utvecklingen skedde framförallt i Frankrike och Storbritannien men på sent 1880-tal och 1890-tal så tog utvecklingen fart även i Tyskland och USA. En rolig anekdot är att man i London beslutade 1865 (gällde fram till 1895) om en lag ”Red flag law” för att få ordning på bilarna på gatorna. Tre personer var tvungna att medfölja bilen varav en person var tvungen att gå ca 50m framför bilen med en röd flagga, bilen fick i stadstrafik köras i 3km/h och på landsväg 6km/h. Trots detta så gjorde utvecklingen att elfordonen slog många rekord i både distans och hastighet, 1899 så kom den belgiske racerföraren ”The Red Devil” – Camille Jenatzy upp i 105,88km/h och var därmed först över 100km/h. Han förutsåg att han skulle dö i en Mercedes vilket också blev fallet men inte pga racing utan för att han under en jakt gömt sig i en buske och utfört djurläten för att sen vådaskjutas av sin vän. På väg till sjukhuset (i en Mercedes) så förblödde han sorgligt nog. 

Lohner-Porsches fyrhjuls drivna elbil ”Mixte”

Porsches första elbil och elbilarna golden age

Ferdinand Porsche utvecklade en fyrhjulsdriven elbil då han och många andra såg elbilens stora potential, bla även Thomas Edison. Porsche tog även fram en hybrid som fungerade bra men var för dyr att tillverka. Den stora utvecklingen kom också att ske i USA där den skotskfödde kemisten William Morrison utvecklade en 6-sitsig bil med fyra hästkrafter som kom upp i 23km/h. Utvecklingen satte nu fart på allvar och många modeller rullade ut från verkstäderna på andra sidan Atlanten, från 1890 till och med 1910-talet kom att kallas ”the golden age” för elbilen. Taxibolag i New York och London hade eldrivna flottor och det var i städerna som elbilen blev populär. 

Elbilen hade en rad fördelar jämfört med sina konkurrenter; ångdrivna fordon och fordon drivna av en förbränningsmotor. De vibrerade inte, lät inte och luktade inte. Man behövde inte heller växla, vilket förbränningsmotorn krävde, och den gick enkelt att starta. Förbränningsmotorn krävde att den startades med vev eller liknande, och ett ångdrivet fordon krävde ca 45 minuters uppstart en kall morgon. 

Framsteg och utmaningar för elbilar under 1910-talet

Fördelningen mellan de olika bilarna i USA var i början på förra sekelskiftet, 40% ångdrivet, 38% eldrivet och 22% bensindrivet. 

I början av 1910-talet så hade utvecklingen lett till att distansen för vissa modeller förlängts till tex 177km (Westinghouse Electric motors) på en laddning och en topphastighet på 32km/h. Det som fortsatt var ett problem var laddningen och infrastrukturen kring detta, lite samma problem som vi brottas med idag. Tidigt så hade man tagit fram utbytbara batterier för att snabbt komma ut på vägarna igen. General Vehicle Company sålde sina bilar utan batteri, batteriet tillhandahölls sedan av Hartford Electric som hade ett nätverk som täckte över 10.000.000 km. Det kom flera liknande initiativ för att förbättra laddningsmöjligheterna och ägandet av elbilar. Electric Vehicle Company tog fram en tjänst för uthyrning av elbilar där kunden gavs möjlighet att lämna in bilen på kvällen för uppladdning och översyn. 

Trots detta så kom förbränningsmotorn att gå vinnande ur konkurrensen med sina konkurrenter. Detta berodde på flera olika anledningar; 

• Vägnätet byggdes ut under 1920-talet så att sträckorna blev längre och här var räckvidden för elbilen fortsatt ett problem. 
• En vanlig elbil kunde inte komma upp i lika höga hastigheter.
• Nya uppfinningar t ex elstart, ljuddämpare hade gjort den bensindrivna bilen behagligare. 
• Henry Fords massproduktion av bensindrivna bilar gjorde att priset på dessa bilar var ungefär hälften av vad en elbil kostade (Henry Ford hade tillsammans med Thomas Edison en idé om att ta fram en billig elbil men dessa realiserades aldrig)
• Nya, väldiga oljefyndigheter hittades vilket gjorde bensinen billig. 

Thomas Edison och en elbil

Försök med elbilar under kriget och framåt

Under andra världskriget så kom olja att bli en bristvara och eldrivna bilar fick ett uppsving inom vissa områden t ex som mjölkbilar i London.  I Sverige så lanserades en lastbil efter ett samarbete mellan Asea och Volvo. Den uppgavs kunna köra i 5-6 timmar om man höll en hastighet på 50-60km/h. Det största problemet hade varit att åka uppför backar men problemet övervanns, dock blev dessa ingen succé trots att de ”torde ha framtiden för sig” enligt SvD i juli 1940. 

Under 1960-talet och framåt så gjordes försök med elbilar i samband med nickel-kadmium batterier som var lättare och snabbare att ladda än tidigare batterier, men bilarna fick inget större genomslag. Under oljekrisen (på 1970-talet) när bränslet blev dyrare så togs det fram ytterligare prototyper på elbilar men räckvidd (65km) och topphastigheter (70km/h) dög inte för konsumenterna så projekten lades ner. 1971 så genomfördes en åktur på månen i en eldriven Lunar Roving Vehicle (LRV) kallad ”moon buggy”, topphastigheten var 13km/h. Moon Buggy:n vägde ca 210kg på jorden men med tanke på månens gravitation som är 1/6 av jordens så vägde den 34kg på månen. De tre LRV:s som åkt på månen är kvar.

–

Det skulle dröja till i början på 1990-talet innan utvecklingen tog mer fart. I Kalifornien så togs beslut om att nå ett mål där fordonen inte skulle släppa ut några avgaser alls vilket innebar att för att få fortsätta sälja bilar på den lukrativa kaliforniska marknaden så var tillverkarna tvungna att ta fram elbilsalternativ. Tillverkarna tog fram modeller som salufördes men som såldes med leasingupplägg som inte var förmånliga för kunden, dock så påverkade detta branschen. I kombination med framtagandet av litiumbatteriet, oro över klimatförändringar och att teknologin i övrigt fanns tillgänglig så började tillverkarna att ta steg för att elektrifiera bilar. 

NEV

Till exempel så började så kallade NEV:s (neighborhood electrical vehicles) säljas i början på 2000-talet. Dessa hade en kort räckvidd och låg hastighet men ett överkomligt pris. Efter Toyotas lanseringen av deras Prius laddhybrid år 2000 (1997 i Japan), världens första masstillverkade laddhybrid så började andra tillverkare att ta efter detta koncept.

Tesla Roadster

Tesla började 2004 att utveckla Tesla Roadster som levererades till sina första kunder 2008, den hade en räckvidd på 320km och blev enligt många stora tillverkare bla Nissan och GM startskottet på elbilsproduktionen. Som ett exempel på detta så citerades General Motors vice ordförande i The New Yorker 2009 att “All the geniuses here at General Motors kept saying lithium-ion technology is 10 years away, and Toyota agreed with us – and boom, along comes Tesla. So I said, ‘How come some tiny little California startup, run by guys who know nothing about the car business, can do this, and we can’t?’ That was the crowbar that helped break up the log jam.” 

–

Nissan Leaf och Chevrolet Volt (i Europa Opel Ampera) började att levereras 2010 och många andra följde efter. 

Utmaningar och framtid för elbilar

I dagsläget finns det över 400 olika elbilsmodeller men problemet är detsamma som för 100 år sedan, dvs infrastrukturen för laddning. Men till skillnad från för 100år sedan så tas politiska krafttag för att lösa detta, både gällande att subventionera publika laddstationer och laddboxar för hemmabruk. Så denna gång talar allt för att elbilen är här för att stanna. 

Vänliga hälsningar  

Magnus