miniatuur|Elektrische loc met stroomafnemers uit 1909 in Oranienburg (Duitsland) Een elektrisch voertuig (EV) rijdt deels of volledig op elektriciteit. De term omvat alle soorten voertuigen, waaronder elektrische treinen en trams, elektrische auto's en elektrische fietsen. De toevoer van elektriciteit kan op drie verschillende manieren: via externe aanvoer, met een ingebouwde generator of met een ingebouwde opslag. In dat laatste geval heet het batterij-elektrisch voertuig.
Elektrische voertuigen bestaan al sinds de 19e eeuw, vooral voor railvervoer.
Begin 20e eeuw reden er al elektrische taxi's maar elektrische auto's werden toen minder gebruikt dan auto's met verbrandingsmotoren, omdat de olieprijzen laag waren. Sinds de olieprijzen in de jaren zeventig van de 20e eeuw begonnen te stijgen, wordt er weer aandacht besteed aan elektrische auto's.Electric Cars and History
Geschiedenis miniatuur|De eerste elektrische tram, ontworpen door Siemens & Halske, te Berlin-Lichterfelde; 1881. miniatuur|Elektrische wagen, ontworpen in Luik in 1900 De Hongaar Ányos Jedlik bouwde in 1828 een kleinschalige modelwagen die werd aangedreven door een elektromotor. Vervolgens kwam de ontwikkeling van elektrische voertuigen in een stroomversnelling. In het begin van de 19e eeuw werden elektrische voertuigen vooral ontworpen in Schotland en de Verenigde Staten. Tussen 1832 en 1839, het precieze jaartal is onbekend, maakte de Schot Robert Anderson het eerste prototype van de elektrische koets. In 1835 ontwikkelde de Amerikaan Thomas Davenport de eerste elektromotor voor commerciële doeleinden.History of Electric Vehicles
In het jaar 1851 financierde de Amerikaanse senaat een experimentele elektrische spoorweg tussen Washington D.C. en Baltimore. Het experiment mislukte omdat de batterijen barstten en de spoelen oververhit raakten.
De eerste experimentele elektrische tram reed in 1881 in Berlijn. De eerste elektrische tram in Nederland reed in 1882 in Zandvoort.website wimwegman In Engeland ontwikkelde Magnus Volk in het jaar 1883 de eerste succesvolle commerciële elektrische tram.
In 1897 werd in New York voor het eerst geëxperimenteerd met elektrische wagens, die als taxi dienden. Nog hetzelfde jaar werd wagenproducent Pope Manufacturing Company de eerste grootschalige fabrikant van elektrische voertuigen.A Brief History Of Electric Vehicles
In het begin van de 20e eeuw werden de eerste elektrische voertuigen geproduceerd die sneller dan konden rijden. De Belg Camille Jenatzy had kort tevoren in 1899 met La Jamais Contente de barrière van 100 km/h doorbroken met 105,882 km/h. Daarnaast veroverden de elektrische wagens 28% van het marktaandeel in de VS. Het succes was deels te verklaren doordat de motor niet zorgde voor vibratie, geluid of geuren. Verder was het schakelen tussen de versnellingen niet nodig.
Ondanks het succes zorgde de Paniek van 1907 ervoor dat er in 1912 in Amerika geen elektrische taxi's meer reden en de interesse bij de consument verminderde. Daardoor moesten grote producenten van elektrische voertuigen hun deuren sluiten.
In de jaren twintig begonnen de elektrische voertuigen te verdwijnen en kregen auto's met verbrandingsmotor de overhand.
In 1973 zorgde een embargo van de OPEC ervoor, dat de brandstofprijzen drastisch stegen. Dit leidde tot de oliecrisis van 1973. Daardoor ontstond hernieuwde interesse in elektrische voertuigen.
In de jaren negentig kwamen de grote producenten, waaronder Toyota en General Motors met elektrische auto's. Sindsdien bleef de productie stijgen.
Elektriciteitsbronnen Er bestaan verschillende manieren waarop voertuigen elektriciteit kunnen verkrijgen.
Externe aanvoer miniatuur|Elektrische tram met stroomafnemer en bovenleiding in Arnhem. miniatuur|Elektrische trein met derde rail in Zwitserland. Een veelgebruikte manier voor stroomvoorziening is via externe aanvoer. Dat wordt vooral gebruikt in het openbaar vervoer. Met behulp van het elektrificatiesysteem worden de voertuigen van elektriciteit voorzien. Dat kan op twee manieren: via een bovenleiding of via een derde rail. Onder de benaming alimentation par le sol ("voeding via de grond") is in Frankrijk een systeem ontwikkeld waarbij de in segmenten onderverdeelde derde rail alleen onder spanning staat op de plaats waar de afnemer (de tram) zich op dat moment bevindt. In sommige steden rijden trams voor deeltrajecten zonder bovenleiding tijdelijk op batterijen. In België en Nederland zijn de trams en de meeste treinen voorzien van een bovenleiding.
In de Brusselse, Amsterdamse en Rotterdamse metro wordt een derde rail gebruikt.
thumb|Gentse trolleybus (1989-2009). De beide stroomafnemers zijn goed zichtbaar. Sinds het begin van de 20e eeuw werden er ook 'railloze' trams ingezet, dit was het begin van de trolleybus. Bij deze eerste elektrische bussen konden de rails achterwege blijven, maar moest de stroomvoorziening via dubbele draden plaats vinden, aangezien de retourstroom, die anders via de rails gaat, nu via een bovenleidingdraad loopt. Trolleybussen hebben dan ook over dubbele stroomafnemers en dubbele rijdraden boven de weg.
Sinds 2009 werkt het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) aan OLEV (On-Line Electric Vehicles). Hierbij worden ondergrondse elektrische kabels aangelegd. Het magnetisch veld dat hierdoor ontstaat, wordt in de voertuigen met behulp van inductie weer omgezet in elektriciteit.Wireless Power Transfer Systems for Roadway-powered Electric Vehicles, IEEE, september/oktober 2014 In 2015 deed AB Volvo, in samenwerking met de Zweedse transportautoriteit Trafikverket (TRV), in Göteborg een proef met elektrische autobussen die hun accu's via inductie opladen.Volvo wil elektrische wegen testen, Groen7, 1 juni 2014
Ingebouwde generator thumb|De Hyundai ix35 Fuel Cell Een andere manier om een voertuig elektrisch te laten rijden is met behulp van een ingebouwde generator.
Een zonnewagen gebruikt zonne-energie om te rijden. Door een zonnepaneel als generator te gebruiken, wordt de zonne-energie omgezet in elektriciteit.
Een ander soort generator is een dieselmotor. Door de motor te koppelen aan een elektrische generator, kan elektriciteit worden opgewekt.
Elektriciteit kan ook worden opgewekt door brandstofcellen. Lange tijd werden enkel prototypes geproduceerd van brandstofcelwagens, maar in 2012 nam Hyundai de Hyundai ix35 Fuel Cell in seriematige productie.
Ten slotte kan ook kernenergie gebruikt worden om voertuigen aan te drijven. Dat wordt sinds 1955 vooral gebruikt bij onderzeeërs, omdat dan langere duiktijden mogelijk zijn. Daarnaast zijn er ook vliegdekschepen die hun elektriciteit uit kernenergie halen.
Ingebouwde opslag Bij ingebouwde opslag wordt de elektrische energie vooraf gegenereerd door een externe bron en opgeslagen. Tijdens het rijden wordt de opgeslagen elektrische energie gebruikt. Het bekendste voertuig dat deze techniek gebruikt is de wagen die op oplaadbare batterijen (accu's) rijdt. Met behulp van een externe stroombron kan men de batterij van de auto herladen. Een andere manier is om met statische elektriciteit een supercondensator te laden. Ten slotte kan men ook kinetische energie opslaan met de zogenaamde FES-techniek.
Soorten voertuigen Auto Elektrische auto's kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën: elektrisch-hybride voertuigen, plug-in hybride voertuigen en batterij-elektrische voertuigen.Types of Electric Vehicles Elektrische wagens dragen vanwege het ontbreken van een verbrandingsmotor bij aan het tegengaan van emissies van uitlaatgassen in het milieu.
Elektrisch-hybride wagen thumb|De Ford Fusion Hybrid thumb|De Chevrolet Volt
Een elektrisch-hybride auto beschikt over een kleine batterij en een elektromotor in combinatie met een verbrandingsmotor. Dergelijke wagens werken efficiënt, omdat de motor niet draait wanneer het vervoermiddel stilstaat. Wanneer het voertuig weer vertrekt, gaat de motor automatisch weer draaien.
Er zijn twee soorten elektrische hybride wagens: de mild hybrids en de full hybrids. Een mild hybrid kan niet volledig op elektriciteit rijden, een full hybrid wel. Aangedreven door de elektromotor kan een snelheid van maximaal zo'n gehaald worden, daarboven neemt de verbrandingsmotor het over. De batterij wordt herladen door een benzinemotor en door recuperatief remmen. Van dit type voertuig zijn al verschillende auto's geproduceerd, waaronder de Ford Fusion Hybrid en de Toyota Prius.Hybrid Electric Vehicles
Plug-in hybride wagen
Een plug-in hybride wagen werkt eveneens met twee motoren, de elektromotor en de verbrandingsmotor. Het verschil met een elektrische hybride auto is dat er gewoonlijk een grotere batterij nodig is en een stopcontact om die te laden.
Het grote voordeel van een plug-in hybride wagen is dat men grotere afstanden kan rijden (15 tot 60 kilometer) uitsluitend door gebruik te maken van elektriciteit. Iemand die dagelijks korte afstanden rijdt, kan dus volledig elektrisch rijden indien hij bijvoorbeeld 's nachts zijn batterij herlaadt. De batterij kan worden herladen door een brandstofmotor en via recuperatief remmen.
Er zijn twee manieren waarop de elektro- en de verbrandingsmotor kunnen worden gebruikt: in parallel of in serie. Indien de wagen in parallel wordt geconfigureerd, kunnen zowel de elektrische als de verbrandingsmotor de wielen laten draaien. Bij een configuratie in serie rijdt de auto volledig op elektriciteit en wordt de verbrandingsmotor alleen gebruikt om de batterij te laden.Plug-In Hybrid Electric Vehicles
In januari 2007 kwam een primeur op de markt, namelijk de Chevrolet Volt. Deze wagen kan in zowel serie als parallel rijden. Dat betekent dat de wagen zowel elektrisch als hybride is.What is a series hybrid/extended range electric vehicle?
Volledig elektrische wagen thumb|Smart Electric Drive, in gebruik bij het U-OV
Een volledig elektrische auto heeft als enige energiebron de accu. Om de batterij te laden wordt een openbaar of particulier oplaadpunt gebruikt. Een wandcontactdoos of aan het werk kan gebruikt worden, maar het laden duurt dan langer. De elektrische auto produceert geen uitlaatgassen (zero-emission) en is door het ontbreken van een verbrandingsmotor stil.
Dit type is in aanschaf vooralsnog duurder dan andere elektrische wagens. De hogere aanschafprijs wordt op termijn terugverdiend, doordat elektriciteit goedkoper is dan fossiele brandstoffen.All-Electric Vehicles De niet-aanwezige verbrandingsmotor hoeft niet onderhouden te worden, wat ook voor een kostenbesparing zorgt.
Trein en tram
thumb|Derde rail in Frankrijk. Vanaf het begin van de 20e eeuw, was er een sterke groei van elektrische spoor- en tramlijnen om elektrische treinen en elektrische trams te laten rijden. Wereldwijd zijn er verschillende manieren waarop het elektrificatiesysteem wordt toegepast. De treinen kunnen zowel op gelijkspanning als op wisselspanning rijden. Als er wisselspanning wordt gebruikt, moet de trein met behulp van een bovenleiding rijden. Als de bron gelijkspanning levert, is er ook de mogelijkheid een derde rail.Electric Traction Power Supplies
Wanneer er gebruik gemaakt wordt van een bovenleiding, moet er steeds een collector in verbinding staan met de trein, zodat die steeds in contact staat met een stroombron. Wanneer een derde rail gebruikt wordt, zal de trein een extra onderdeel hebben dat steeds in contact staat met de derde rail, om zo de nodige elektrische stroom op te nemen. Onder andere uit veiligheidsoverwegingen wordt bij trams geen derde rail gebruikt.