Một áp phích quảng cáo ô tô Detroit năm 1912. Nguồn: Wikimedia Commons
Khi mối lo ngại về tác động môi trường do ô tô chạy bằng khí đốt gia tăng và khi chính phủ ra các gói trợ cấp khuyến khích năng lượng sạch, nhu cầu về xe điện (EV) ngày càng rõ rệt. EV là những chiếc xe trang bị động cơ điện và xe hybrid là xe kết hợp năng lượng điện với tùy chọn chuyển sang sử dụng năng lượng xăng dự phòng.
Mặc dù xe điện ngày nay được gọi là “innovation” (sáng tạo), và chúng có xu hướng kết hợp các công nghệ tiên tiến, nhưng thực tế, xe điện không phải là một ý tưởng mới. Những chiếc xe như vậy đã có từ hơn một thế kỷ trước.
Xe ô tô điện ra đời lần đầu tiên vào năm nào và tại sao lại bị xe chạy xăng lấn lướt, để đến thời hiện đại này, các chính phủ lại kêu gọi, ra chính sách hỗ trợ phát triển xe điện; các nhà sản xuất ô tô đều đồng loạt ra mắt xe điện. AutoNews lược dịch bài viết về lịch sử xe điện từ trang Interesting Engineering để bạn đọc được hiểu rõ.
Xe điện được phát minh vào những năm 1800
Mặc dù có một số tranh cãi về thời điểm chính xác lịch sử xe điện ra đời, nhưng có thể lấy năm 1828 làm điểm khởi đầu. Đó là năm mà kỹ sư Hungary, nhà vật lý và linh mục Anyos István Jedlik của tu viện Benedictine, đã chế tạo mô hình xe điện đầu tiên.
Có lẽ đó là lý do tại sao nhiều bài viết về lịch sử xe điện lại bỏ qua sự đóng góp của Hungary vì mẫu xe đầu tiên chỉ là mô hình, không có kích thước đầy đủ.
Nhiều bài viết cho rằng lịch sử xe điện là vào khoảng năm 1834 hoặc 1835, khi chiếc xe điện đầu tiên của một người Mỹ, Thomas Davenport, ra đời.
Đó là vào năm 1834 hoặc 1835 khi Davenport chế tạo một đầu máy nhỏ chạy bằng hai nam châm điện, chạy trên đường ray.
Một vài nhà phát minh khác đã cũng nghiên cứu xe điện trong suốt thập kỷ đó, như Robert Anderson của Scotland, người có thể đã thiết kế một cỗ xe điện vào khoảng giữa những năm 1832 và 1839.
Pháp cũng tự hào với những phát minh và cải tiến pin được sử dụng trong xe hơi. Nhà vật lý người Pháp Gaston Planté đã phát minh ra pin lưu trữ axit chì có thể sạc lại vào năm 1859.
Một người Pháp khác, nhà hóa học Camille Faure, đã phát minh ra pin axit chì cơ bản vào năm 1881. Ngoài việc cung cấp năng lượng cho ô tô, pin của ông còn được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tàu ngầm đầu tiên vào năm 1886. Nó cũng được sử dụng để thắp sáng thành phố Paris, và đó là nguồn gốc khiến Paris được gọi là “thành phố của ánh sáng”.
Bây giờ hãy đến với nước Anh vào năm 1884. Nhà phát minh Thomas Parker đã lên tiêu đề của một bài báo lúc đó, “Thomas Parker đã phát minh ra chiếc xe điện đầu tiên vào năm 1884”. Có thể sự kiện “đầu tiên” đó chưa hẳn chính xác, nhưng bài báo cho rằng chiếc xe của Parker là chiếc xe điện đầu tiên có tiềm năng được sản xuất hàng loạt và thực sự cách mạng hóa cách mọi người đi du lịch.
Đến những năm 1890, William Morrison ở thành phố Des Moines, Iowa (Mỹ) đã chế tạo một số mẫu xe điện. Thử nghiệm đầu tiên của ông là vào năm 1887, song không thành công lắm. Nhưng ông đã thành công với xe hơi và pin vào khoảng năm 1890 trở đi.
Tất nhiên, khi chúng ta nói đến khai thác năng lượng điện trong khoảng thời gian đó, không thể không nhắc đến Thomas Edison. Ông bắt đầu phát triển pin cho xe hơi vào năm 1899. Dù đạt được một số cải tiến, song ông đã từ bỏ khi năng lượng xăng thắng thế điện. Dưới đây là video về một chiếc xe Edison 1912.
Thời kỳ đỉnh cao của xe điện
Đỉnh cao của xe điện được gọi là vào khoảng năm 1900. Vào thời điểm đó, ô tô điện chiếm khoảng 1/3 số xe ô tô tại các thành phố lớn của Mỹ.
Ưu điểm của xe điện vào thời điểm đó là chúng mang lại một chuyến đi yên tĩnh hơn và dễ vận hành hơn. Nhưng nhược điểm là phải sạc điện mất rất nhiều thời gian, đồng thời không thể đi lâu. Nhước điểm này cũng khiến ô tô điện không trở thành xu hướng trong hơn một thế kỷ.
Mặt khác, những chiếc xe chạy bằng xăng có nhược điểm ồn ào và dễ bị hỏng. Tuy nhiên, chúng lại có nhiều lợi thế, có thể đi khá xa mới cần tiếp thêm nhiên liệu. Vậy, tại sao không kết hợp cả hai – điện và xăng?
Bức ảnh được chụp năm 1912 tại triển lãm ô tô, Toronto Armories. Bên trái là chiếc Tough Electric Bougham năm 1912 và bên phải là 1893 Fetherstonaugh Electric, chiếc xe cơ giới đầu tiên được chế tạo ở Canada. Nguồn: Wikimedia Commons
Chiếc xe hybrid đầu tiên
Ý tưởng về chiếc xe hybrid là để tận dụng ưu điểm của cả xe chạy điện và xe chạy xăng: sử dụng năng lượng điện song vẫn yên tâm với sự dự phòng của động cơ xăng khi hết điện. Giải pháp đó có từ năm 1901! Xem video dưới đây:
Ferdinand Porsche là cái tên gắn liền với những chiếc xe thể thao mà ông đã ra mắt. Lohner-Porsche Mixte - chiếc xe hybrid đầu tiên trên thế giới. Mặc dù thiết kế của ông không chứng minh được khả năng thương mại vào thời điểm đó, nhưng nó đóng một vai trò rất quan trọng trong kỹ thuật.
Đến khi phải thiết kế chiếc xe lưu động trên mặt trăng cho chương trình không gian, NASA và Boeing đã tham khảo một số khía cạnh thiết kế của Lohner-Porsche. Nó cũng mở đường cho những chiếc xe hybrid hiện đại của chúng ta, cũng như một số thiết kế xe lửa.
Tại sao xe điện lại bị xe chạy xăng thay thế?
Đến những năm 1920, xe điện bị dừng thương mại hóa do 3 vấn đề.
Thứ nhất, xăng trở nên dễ tiếp cận hơn do các mỏ dầu được phát hiện ở Texas vào năm 1901. Những mỏ xăng dầu phong phú này có sẵn và nhiều quốc gia sớm có nguồn cung cấp nhiên liệu dồi dào và kinh tế.
Thứ hai, Henry Ford sản xuất ra hàng loạt xe chạy bằng khí đốt, bắt đầu với Model T vào năm 1908, thống trị ngành công nghiệp xe hơi.
Thứ ba, năm 1912, nhà phát minh người Mỹ Charles F. Kettering đã phát minh ra máy khởi động ô tô điện, khiến cho những chiếc xe chạy bằng xăng thậm chí còn hấp dẫn hơn bởi vì chúng không cần phải được khởi động bằng việc “quay tay”.
Với việc khởi động xe hơi trở nên dễ dàng hơn, nguồn cung cấp khí đốt dồi dào hơn, những chiếc xe ô tô chạy bằng động cơ đốt trong đã được sản xuất hàng loạt, xe điện không còn chỗ đứng. Vào năm 1935, xe điện đã biến mất.
Sự trở lại chậm chạp của xe điện vào cuối thế kỷ 20
Trong hơn 60 năm, xe ô tô liên tục tiến lên. Nguồn khí đốt rất dồi dào và rẻ tiền, mọi người hài lòng với động cơ đốt trong. Nhưng vào cuối những năm 1960, đã có một sự thay đổi.
Giá xăng bắt đầu tăng mạnh, mối lo ngại về ô nhiễm không khí xuất hiện. Quốc hội đã giới thiệu các dự luật đầu tiên thúc đẩy xe điện để giảm ô nhiễm không khí vào năm 1966.
Hiệp hội bảo vệ môi trường giới thiệu Chương trình khuyến khích xe sạch liên bang vào năm 1970. Điều đó đã thúc đẩy nhà khoa học Victor Wouk chế tạo chiếc xe hybrid kích thước đầy đủ, đầu tiên hai năm sau đó, chiếc Buick Skylark đời 1972.
Một số nhà sản xuất ô tô khác nhau đã thử nghiệm thiết kế xe điện trong những năm 1970. Một trong số đó là CitiCar của Vanguard-Sebring trông rất đặc biệt đã ra mắt vào năm 1974. Bạn có thể thấy nó trong hình dưới đây:
Chiếc xe CitiCar của Vanguard-Sebring
Chiếc CitiCar đạt thành công trong một vài năm, nhưng có thể vì nó không thể đi quá 30 dặm/giờ (48km/h), nên nó không phải là lựa chọn khả thi của nhiều người, đặc biệt khi đi trên đường cao tốc.
Được thúc đẩy của chính phủ, trong vài thập kỷ sau, các nhà sản xuất ô tô Mỹ tiếp tục cố gắng tích hợp năng lượng điện vào các mô hình của họ. Nhưng cuộc cách mạng thực sự về xe hybrid không đến từ Mỹ, mà là từ Nhật Bản.
Năm 1997, Toyota giới thiệu Prius, chiếc xe hybrid sản xuất hàng loạt đầu tiên. Đó là một “cú hit” với gần 18.000 chiếc bán ra trong năm đầu tiên. Sau đây là một video cho thấy sự phát triển của Prius từ năm đầu tiên đến năm 2019:
Trong thế kỷ 21, xe điện lại thêm sức hút
Trong khi Prius vẫn là một lựa chọn phổ biến, các nhà sản xuất khác tiếp tục tham gia vào đấu trường, nổi bật nhất là Tesla.
Năm 2006, Tesla Roadster xuất hiện tại Triển lãm ô tô quốc tế San Francisco vào tháng 11. Nhưng gần đây, một số người đã đặt câu hỏi về việc ô tô điện có thực sự tốt hơn cho môi trường.