在19世纪出现了第一辆电动汽车并在20世纪70年代出现了第二次普及之后，电动巴士再次走上了城市的街道。 您可以在我们的新文章中找到哪些因素影响了它们的发展以及技术如何变化：从创建大容量电池到开发充电基础设施。
第一辆电动汽车：19世纪的问候
电动汽车的出现早于带有内燃机的汽车。 戈特利布·戴姆勒（Gottlieb Daimler）和卡尔·本茨（Karl Benz）于1886年为第一台带有汽油ICE的自推式汽车申请了专利，而第一台用于运送人员的电动车则于1837年推出。 由于高成本和低效率，第一批电动汽车无法与具有蒸汽机的汽车竞争。 带有锌电池的汽车的维修费用比燃煤蒸汽机的维修费用高40倍。
负担得起的铅酸电池问世后，电动汽车成功流行了一段时间。 1890年，美国人威廉·莫里森（William Morrison）建造了第一辆电动客车-一辆载有6人的汽车，其时速高达19公里/小时，一次充电可行驶160公里。 24块电池总计重约350公斤，产生112 A的电流和58 V的电压，需要10个小时才能完全充电。
威廉·莫里森的电动巴士。 资料来源：american-automobiles.ru在20世纪初，伦敦有20条电动公交车成功地在城市交通路线上运行，这在当时比汽油车更高效，更经济。 一次电池充电足以维持60公里，因此在终点站，用空的电池更换了新的电池-这个过程只花了三分钟。
带可拆卸电池的伦敦电动巴士是未来特斯拉配有快速可拆卸电池的原型。 资料来源：伦敦运输博物馆到1900年，美国有38％的汽车采用电力驱动，但是改善内燃机和降低燃油价格极大地阻碍了自动电力运输行业的发展-到20世纪30年代，电动巴士实际上已经消失了。 与汽油车不同，电力运输并不便宜，而且迄今为止的环境状况尚未引起任何关注。 带有电池的公共汽车投资的交叉使得便宜的无轨电车出现在20年代。
与21世纪一样，电动公交车中电池的更换过程是全自动的。
资料来源：大英图书馆但是由于20世纪中叶的燃油价格低廉，ICE工业走上了销量增加的道路，这直接影响了汽油的消耗。 即使是汽车，也配备了效率低下的六升发动机，在70年代，其维护工作从字面上看是“黄金”。 当前的状况引起了电动汽车的新的热潮。 因此，1974年在英国曼彻斯特，装有氯化物电池的电动客车Seddon Pennine 4-236来到了城市路线。
1975年运营的Seddon Pennine 4-236电动客车的罕见镜头。
资料来源：艾伦·斯纳特（Alan Snatt）当时记忆中唯一剩下的通用商务车是梅赛德斯-奔驰LE 306小型货车，其可快速拆卸的电池提供约76马力的动力，但仅行驶了50公里就耗尽了。 该汽车一直使用到1983年，经过德国波恩市邮政部门的测试后，被宣布无利可图。
电动小型货车梅赛德斯·奔驰LE 306-提醒您燃料危机的时代。 资料来源：奔驰他们只是在20世纪才开始认真讨论电动汽车的大规模生产和使用，当时社会开始考虑环境威胁并意识到由汽车尾气造成的环境破坏。 在讨论环境问题的背景下，将柴油公交车转换为电能的想法已变得非常流行，并且可以积聚能量并长时间提供电动公交车自主行驶动力的锂离子电池的出现发挥了重要作用。 这种电池的发明也解决了经济问题，使电动汽车的生产和维护更加经济，并为电动汽车打开了进入大众市场的道路。
营养问题
在现代的电动公交车中，电池或超级电容器用于供电。 尽管后者极大地限制了电传输的可能性，但后者以自己的方式存储能量很有趣。
与类似容量的锂离子电池相比，超级电容器只能存储5％的能量。 显然，在电容器充电一次后，总线仅行驶数公里，这意味着无需讨论任何自治权。 但是电容器的积极特性是充电速度。 恢复充电需要几秒钟。
中国超级电容器Ultracap Bus在一个充电站停靠的地方-看起来就像是有轨电车电线的一部分。 资料来源：上海奥威科技因此，在中国的宁波市有一条电容式公交车，仅需10秒即可充电-由于充电站的基础设施发达，公交车在乘客上车和着陆期间的每个停靠站都能获得能量，通常持续时间更长。 此外，最多80％的制动能量被转换为电能并返回到电容器中-最多可节省50％。
超级电容器在不断地改进，但是在这样的电池上引入电动公交车需要昂贵的基础设施，其形式是在每个停靠站都设有大功率充电站。 此外，意外交通堵塞等紧急情况可能会使公共汽车上的电容器放电，从而使公交车产生交通问题。
锂离子电池不是具有单一认可成分的特定类型的电池，而是整个能量元素系列。 锂离子电池的开发是一个复杂的过程，需要在功率，容量，紧凑性和价格之间找到必要的平衡。 理想尚不存在。 每种类型的锂离子电池都适合特定的应用。 它们并非全部用于电动汽车，许多在低功耗的电子产品中占有一席之地。
当今最便宜和最受欢迎的钴酸锂（LiCoO
2 ）电池具有出色的单位体积容量，低成本和每节3.6V电压。 您会在移动设备和便携式消费电子产品中找到这种电池。 这种电池的缺点也是众所周知的：较小的放电电流，在容器开始严重退化之前最多进行1000次充电/放电循环，长时间充电以及无法在低温下工作。 LiCoO
2上的电动巴士的成本要低于其他类型的电池，但只能在温暖的国家/地区中以最小的负荷（例如在校园内进行换乘）在短途路线上运行。
由于其三维结构，锂锰电池（LiMn
2 O
4 ）能够提供高放电电流-高达其容量的30倍。 这使得LiMn
2 O
4可以用于短期高能耗设备中，例如在电动汽车Nissan Leaf和BMW i3中。 但是锂锰电池却显示出它们的缺点：甚至比锂钴电池的寿命还短并且不耐寒冷。 因此，锂锰电池与另一种类型的电池-NMC结合使用。
日产Leaf NMC电池的价格是特斯拉NCA电池价格的一半，但是容量损失的速度大约是特斯拉NCA电池的两倍（在十万公里后损失了70％）。 资料来源：本杰明·尼尔森（Benjamin Nelson）锂镍锰钴酸锂电池（简称NMC）具有良好的单位能耗和使用寿命（长达2000个放电循环），但放电电流却很小。 这就是为什么在电动汽车中将NMC与LiMn
2 O
4结合使用的原因-在正常行驶期间，NMC电池主要工作，而在加速时，LiMn
2 O
4电池会提供高电流。
锂镍钴铝氧化物电池（LiNiCoAlO
2或NCA）的特点是比容量高且成本合理。 NCA电池的充电速度和放电电流是平均的，不能写成优点或缺点。 正是NCA成为了特斯拉汽车和Powerwall存储系统的能源。
85 kW的Tesla Model S 85A NCA电池由于磨损而被更换后，将被送至Tesla Powerwall储能系统。 资料来源：wk057但是NCA电池的一项功能甚至在车主遇到潜在问题之前就已经给特斯拉蒙上了一层阴影-电池的使用寿命为500圈，可与锂钴电池媲美。 然后更换和处理磨损的物品。 实际经验表明，即使经过20万公里，特斯拉电动汽车中的电池仍然可以工作，失去了三分之一的电量。 但是，尽管有这种积极的经验，但对于城市电动汽车而言，NCA电池并不是最佳选择，因为公共汽车的行驶里程比私人汽车的行驶里程高出几倍甚至几个数量级。
钛酸锂反应
钛酸锂电池（Li
4 Ti
5 O
12 ，LTO）自上世纪80年代以来就广为人知。 东芝正在积极开发和生产这种称为SCiB（超级充电离子电池）的电池。 为了制造阳极，他们使用钛酸锂代替石墨。 在这种情况下，可以从NMC电池中借用阴极。 替换石墨可以将阳极的有效面积从3 m
2 / g增加到100 m
2 / g，从而更好地影响电池的充电速度和放电电流。 因此，2017年，东芝展示了一种SCiB电池，该电池可在5分钟内恢复高达90％的容量。
钛酸锂氧化物的多孔结构提供的面积是石墨的30倍，使用寿命长很多倍。 资料来源：KB“能源”钛酸锂电池稳定地发出电流，其电流是其容量的十倍，而在脉冲负载下则是三十倍。 早期样品可经受7000次放电循环，而现代电池可提供15000-20000次循环-没有其他类型的锂离子电池可与这些指标进行比较。 此外，LTO电池具有防火性，在降压过程中，它们会加热到70度并冷却，它们也不怕过热。 在寒冷的天气中，该电池几乎不会失去功效-在–30度的温度下，钛酸锂电池的容量会降低至标称值的80％。
Proterra公交车中使用的东芝钛酸锂电池。 资料来源：Proterra难以置信的生存能力，即时充电，耐寒性。 听起来像是手机的理想电池。 但是LTO电池也有其缺点，目前为止限制了它们的范围。 首先，这是50-80 W / kg的低比容量，而对于传统的锂钴电池则是150-200 W / kg-也就是说，要获得相等的容量，钛酸锂电池应大两倍或三倍。 其次，额定电池电压仅为2.4 V，而钴酸锂为3.6V。 第三，尽管钛酸锂电池价格昂贵，但比NCA电池价格高三倍。 这就是为什么尚无法将钛酸锂电池集成到智能手机中的原因-您将获得昂贵的元件，其容量低且电压不足，无法正常工作。
但是在不缺少空间且也需要较长电池寿命的电动公交车中，钛酸锂电池是理想的选择。
该图显示了SCiB和锂钴氧化物电池上测试机的行驶里程。 SCiB的优势非常明显。 资料来源：东芝充电问题
没有发达的基础设施，电动公交车就会成为问题。 您可以通过三种不同的方式为电动公交车充电：漫长的夜晚充电，终端站的快速充电以及车站的快速充电。
公共交通站点的充电站是必需的，例如，超级电容器上的电动公交车：在亭子上方安装有接触区或电线，公交车与受电弓接触。 如果超级电容器有足够的电量持续几秒钟，则至少需要几分钟才能为电池充电。 考虑到现代东芝钛酸锂电池可在5分钟内恢复大部分电量，因此在公交路线网络上仅安装几个充电站就足以使公交车电池充满电。
仅在与其他两种方法之一配合使用的情况下，长时间在公共交通工具上收费。 出于客观原因，每天仅对公交车充电一次并整天将其发送至路线是不可能的。 首先，要至少工作半天，您需要非常宽敞的电池，这些电池会占用机舱中的大量空间-这种情况会大大增加每辆公共汽车的成本。 其次，有必要将非常强大的电源线引入母线站，以便同时提供数十甚至数百条母线。
KamAZ系列电动客车正在莫斯科73号路线的终点站充电。
资料来源：
alisa接下来是什么？
城市电力运输一直被认为是可疑的异国情调，现在世界上有成千上万的电力公交车在运转。 适应新技术的冠军是中国，世界上将近99％的电动巴士都位于中国。 根据彭博新能源财经的估计，到2025年，全球47％的公交车将是电动的。
俄罗斯也不落后于世界趋势。 每年，许多俄罗斯城市购买电动汽车并将其置于永久路线上，创建特殊的基础设施并提供能源供应领域的解决方案。 向电动交通的过渡可能会持续数十年，也许，我们将赶上个人电动汽车不再是奢侈品并与柴油类似车竞争的时代。