車は素晴らしいものになることができます。公共交通機関が利用できない場所でも、必要なときに必要な場所に移動できます。実際、現代の生活の多くは車なしでは不可能です。彼らは私たちが私たちの仕事、学校、食料品店、あるいは地元のショッピングモールに行くのを助けてくれます。残念ながら、車は素晴らしいですが、いくつかの重大な欠点もあります。これらの欠点の2つは、維持するのに多額の費用がかかることが多く、有害ガスで大気を汚染することです。大気汚染は多くの都市部で深刻な問題になっており、ガソリン価格が記録的な高さであるため、内燃機関はすぐに社会が手に入れることができない贅沢になるかもしれません。
車をあきらめることを主張する人はほとんどいませんが、ガソリンの燃焼による汚染や費用をかけずに、自動車のパワーと利便性を手に入れる方法はありますか？幸いなことに、あります。それほど遠くない未来の車はガソリンではなく電気で動くと多くの人が考えています。実際、これらの電気自動車（EVまたは電気自動車とも呼ばれます）は、まったく未来的ではありません。電気自動車は19世紀の前半から存在しています。しかし、21世紀の今でも、内燃機関が支配しています。しかし、なぜ電気自動車が普及しなかったのでしょうか？
詳細
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電気自動車の心臓部はバッテリーです。
ほとんどの車のバッテリーは、主にエンジンを始動し、ラジオやエアコンなどのアクセサリを実行するために使用されますが、電気自動車のバッテリーはすべてを実行します。最も重要なことは、電気モーターを実行することです。より正確には、コントローラーを実行します。 これは電気モーターを動かします-それでそれは彼らが最小限の再充電で行く必要があるところにドライバーを連れて行くのに十分強力で長持ちする必要があります。最近まで、電気自動車をガソリン車と競争させることができる、信頼性が高く、大量生産可能なバッテリーは製造されていませんでした。しかし、それは変わり始めています。電気自動車は実現可能になっただけでなく、主要な自動車メーカーの組立ラインからのロールオフを開始することが期待されています。
次のページを読んで、バッテリーが自動車に電力を供給する実用的な方法になるかどうかを確認してください。
コンテンツ
バッテリーは、化学エネルギーを蓄え、その化学エネルギーを電気に変換するための装置です。バッテリーは、1つまたは複数の電気化学セルで構成されています 、それぞれが2つの半電池または電極で構成されています 。 ネガティブと呼ばれる1つの半電池 電極には、電子と呼ばれる負に帯電した小さな亜原子粒子が過剰に存在します。 。もう1つは、ポジティブと呼ばれます 電極、電子の不足があります。 2つの半分がワイヤーまたは電気ケーブルで接続されている場合、電子は負極から正極に流れます。この電子の流れを電気と呼びます。これらの移動する電子のエネルギーを利用して、たとえばモーターを動かすなどの仕事をすることができます。電子がプラス側を通過すると、流れは徐々に遅くなり、バッテリーによって生成された電気の電圧が低下します。最終的に、正の側に負の側と同じ数の電子が存在する場合、バッテリーは「デッド」と見なされ、電気の流れを生成できなくなります。
電子は化学反応によって生成され、市販のバッテリーで使用されるさまざまな化学反応があります。たとえば、懐中電灯やテレビのリモコンで一般的に使用されているおなじみのアルカリ電池は、亜鉛と酸化マンガンが関与する化学反応によって電気を生成します。ほとんどのアルカリ電池は使い捨て電池と見なされます 。それらが死んだら、それらは役に立たないので、リサイクルする必要があります。一方、自動車のバッテリーは充電式である必要があるため、定期的に交換する必要はありません。 充電式バッテリー 、電気エネルギーは、電気化学セルの負の半分と正の半分を反転させるために使用され、電子の流れを再開します。
自動車メーカーは、電気自動車の使用に適した3種類の二次電池を特定しています。それらのタイプは鉛蓄電池です 電池、ニッケル水素（NiMH） 電池、および
リチウムイオン（Li-ion） 電池。
鉛蓄電池は1859年に発明され、現在も使用されている最も古い形式の充電式電池です。 19世紀以来、電気自動車を含むあらゆる種類の自動車に使用されてきました。鉛蓄電池は一種の湿電池です 通常、開いた容器に硫酸の穏やかな溶液が含まれています。この名前は、これらのバッテリーで電気を生成するために使用される鉛電極と酸の組み合わせに由来しています。鉛蓄電池の主な利点は、長年使用された後、よく理解されており、安価に製造できることです。ただし、使用中に危険なガスが発生するため、バッテリーが過充電されると爆発の危険があります。
ニッケル水素電池は1980年代後半に商業的に使用されるようになりました。 エネルギー密度が高い -つまり、大量のエネルギーを比較的小さなバッテリーに詰めることができます-そして有毒な金属を含まないため、リサイクルが容易です。
1990年代初頭に商業的に使用されたリチウムイオン電池は、エネルギー密度が非常に高く、ほとんどの電池よりも使用されていないときに充電が失われる可能性が低く、自己放電と呼ばれる特性があります。 。リチウムイオン電池は、軽量でメンテナンスの必要性が少ないため、ラップトップコンピュータなどの電子機器に広く使用されています。一部の専門家は、リチウムイオン電池は科学がまだ完全な充電式電池を開発するのとほぼ同じであると信じており、このタイプの電池は近い将来の電気自動車に電力を供給するための最良の候補です。リチウムイオンポリマー電池と呼ばれるリチウムイオン電池のバリエーションも、EVの将来にとって価値があることが証明される可能性があります。これらのバッテリーは、最終的にはリチウムイオンバッテリーよりも製造コストが低くなる可能性があります。ただし、現時点では、リチウムイオンポリマー電池は非常に高価です。
おそらく、電気自動車のバッテリーに関連する最大の問題は、それらを再充電することです。電気自動車のバッテリーをどのように充電しますか？さらに重要なのは、電気自動車のバッテリーをどこで充電するのですか？自分でできますか？家でできますか？次のページを読んで調べてください。
充電式バッテリーは、充電する場所がない限り役に立ちません。電気自動車のジュースが足りなくなった場合は、地元のガソリンスタンドにすぐに立ち寄ることはできません。ただし、地元のガソリンスタンドにプラグを差し込める場所がない限り、大規模なガソリンスタンドを充電してください。電気自動車のバッテリーの使用には数時間かかる場合があり、ほとんどのガソリンスタンドでは、
それほど長く車線を塞がないことを望んでいます。
充電の問題に対する最善の解決策は、ラップトップコンピューターやデジタル音楽プレーヤーを接続するのと同じように、夕方に車を家に持ち帰って接続し、一晩充電できるようにすることです。 EVには、標準の電気ソケットから充電できる充電システムが付属しているため、翌朝、再び道路に出かける準備が整います。少なくとも1つの会社が、電気自動車を10分で充電できるシステムを開発していると主張していますが、既存の充電器は、通常の家庭用電気を使用して電気自動車のバッテリーを完全に充電するのに
3〜10時間かかります。
[出典：Fehrenbacher]。
EVが再充電されたら、再充電が必要になるまでどのくらいかかりますか？これは、車両のバッテリーの種類など、さまざまな要因によって異なります。鉛蓄電池を使用するEVの航続距離は最短で、1回の充電で約80マイル（128.7 km）です。 NiMHバッテリーは、1回の充電で約120マイル（193.1 km）の範囲で、より優れた性能を発揮します。これは、リチウムイオン電池が優れている点であり、1回の充電で220マイル（354.1 km）以上の航続距離があります。たとえば、テスラロードスターを使用します。走行距離が最も重要な考慮事項である場合、リチウムイオン電池が
選択するものです。
回生ブレーキと呼ばれる技術により、EVの航続距離をさらに伸ばすことができます。 、車のブレーキの運動エネルギーを使用して、その場でバッテリーを再充電します。最適な運転条件では、回生ブレーキを使用すると、車の航続距離を最大50％拡大できますが、ほとんどの場合、走行距離の増加は小さくなります。
しかし、電気自動車でもっと長い旅をしたいと思っていて、一晩の充電セッションのために家に帰らない場合はどうでしょうか？プラグを差し込める場所はありますか？ 充電ステーションはごくわずかです 現在存在しますが、電気自動車のメーカーは、顧客が電気自動車を運転し始めたときにインフラストラクチャが整備されるように充電ステーションを建設することを計画しています。全電気式テスラロードスターのメーカーであるテスラモーターズは、主要なホテルチェーンと契約を結び、ロードスターを一晩充電したい常連客が充電ステーションを利用できるようにしました。充電ステーションの利点の1つは、家庭用充電システムよりも速く車を充電できる可能性があることです。ただし、ガソリンスタンドほど速く車が出入りする可能性は低いです。残念ながら、EVの所有者が長距離の遠征で充電を続けるのに十分な充電ステーションが利用できるようになるまでには、しばらく時間がかかる場合があります。近い将来、EVは通勤や通学、地元の旅行や買い物に最適です。このように使用すると、車は毎晩ガレージに安全に押し込まれ、電気を補充します。
次に、
全電気式にすることの利点のいくつか（そしてもちろん、欠点のいくつかさえも）を見つけてください。
電気自動車のバッテリーの最も明らかな利点は、内燃機関に関連する汚染を引き起こさないことです。しかし、それでも環境コストがかかります。 EVバッテリーの充電に使用される電力はどこかから供給される必要があり、現在、ほとんどの電力は化石燃料の燃焼によって生成されています。もちろん、これは汚染を引き起こします。しかし、電気自動車のバッテリーを再充電するために化石燃料を燃焼させることによって生じる汚染は、内燃機関によって生じる汚染とどのように比較されますか？カナダ電気自動車協会（EVAC）によると、石炭を動力源とする発電機から充電されたEVでさえ、炭素排出量を約半分に削減します。水力発電や原子力発電所など、よりクリーンな形の発電から再充電されたEVは、炭素排出量を現在内燃機関で生成されているものの1％未満に減らすことができます。したがって、最悪のシナリオでも、EVバッテリーで動作する車はガソリン車よりもクリーンです。
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ガス駆動エンジンに対するバッテリー駆動モーターのもう1つの重要な利点は、燃料のコストが低いことです。つまり、EVの電気と、内燃エンジンのガスです。米国エネルギー省は、一般的なEVは1ドル相当の電力で43マイル走行できると計算しています。ガソリンのコストが大幅に下がっただけで、1マイルあたりのコストがこれほど低くなるようなガソリン車を実現できます。
これらの充電式電池のさらに別の利点は、それらがうまくリサイクルされることです。これらのバッテリーのほぼ100％はリサイクル可能であり、古いバッテリーが廃棄の問題になるのを防ぎます。
前のセクションで述べたように、バッテリー駆動の自動車の主な欠点は、バッテリーの再充電に必要な時間です。リチウムイオン電池技術を使用すると、完全に充電されたEVは、ガスのタンクがいっぱいの内燃エンジン車に匹敵する距離を移動できますが、それでもその時間の終わりに充電器に配置する必要があります。現在、これは、完全に再充電される前に、排出されたEVが数時間使用できなくなることを意味します。もちろん、これは重大な欠点です。将来的には、より高速な充電技術が利用できるようになるかもしれませんが、近い将来、電気自動車は長距離の旅行に最適な車ではなくなります。それでも、ほとんどの運転は家の近くで行われるため、ガソリンと同様にバッテリー電源も使用できます。充電状況の解決策として考えられるのは、バッテリー交換ステーションです。EVを充電する代わりに、消耗したバッテリーを完全に充電されたバッテリーと交換するだけです。このシステムにより、バッテリーを車外で再充電できるようになり、バッテリーが完全に放電した後、EVを稼働させるために必要な時間が大幅に短縮されます。
電気自動車のバッテリーのもう1つの欠点は、その重量です。従来の自動車用バッテリーよりも多くのことを行う必要があるため、電気自動車用バッテリーは、追加の電力を供給するために、アレイまたはバッテリーパックにリンクする必要があります。これらのバッテリーのコレクションは重いです。テスラロードスターのリチウムイオンバッテリーパックの重量は約1,000ポンド（453.6 kg）です。それは運ぶのにかなりの重量であり、それは車の航続距離を大幅に減らす可能性があります。ただし、ロードスターの設計者は、このバッテリーの重量を軽量のフレームとボディパネルで相殺しています。車全体の重量はわずか2,690ポンド（1220.2 kg）です。その重量の3分の1以上がバッテリーであると考えると、それほど重くはありません。
電気自動車にとってのバッテリーの重要性を考えると、そのバッテリーが古くなるとどうなるのか不思議に思うかもしれません。車に電力を供給することができる期間はどれくらいですか？そして、それが最終的に死んだとき、それを交換することができますか、それとも単に新しい車を購入する方が経済的ですか？読んで調べてください。
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電気自動車のバッテリーはどのくらい持ちますか？テスラロードスターのリチウムイオンバッテリーパックの寿命は約5年または100,000マイルと予測されています。その時間の終わりに、パックは約10,000ドルの費用で交換する必要があります。確かに、それは高価ですが、ロードスター自体はほぼ$ 100,000の費用がかかるため、バッテリーパックの費用は手頃なように見えます。多くの、おそらくほとんどの所有者は、新しいロードスターを購入するよりも、バッテリーパックを交換することを好むことは間違いありません。
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確かに、バッテリーのメンテナンス費用は、EVの運用費用に追加されます。 EVで使用されるバッテリーパックはしっかりと収納されているため、バッテリーを修理するには、EVを販売店に持っていく必要があります。もう一つ考慮すべき点は、現時点では、これは比較的新しい技術であるということです。 EVが道路で一般的になるにつれて、EVに関連する高価格の一部は低下します。しかし現在、テスラロードスターの10,000ドルのバッテリーは、私たちの唯一の基準点の1つです。他のEVのバッテリーはもっと高価ですか？彼らはより安くなりますか？一部のEVのバッテリー交換のコストは、単に新しい車を購入するコストを上回りますか？時間だけがわかります。
| 1966 Electrovair II （ゼネラルモーターズ） |
| 1976 Electrovette （ゼネラルモーターズ） |
| 2005 Volvo 3CC （ボルボ） |
| 2007 Chevy Volt （ゼネラルモーターズ） |
| 2007 Nissan Mixim （日産） |
| 2008 Continental DC （ベントレーモーターズ） |
| 2008スバルステラ （スバル） |
| 2008日産デンキキューブ （日産） |
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