Het artikel schetst een historisch overzicht van de vroege elektrische auto's aan het begin van de 20e eeuw, een tijd waarin zij concurreerden met stoom- en verbrandingsmotoren. Omdat benzineauto's destijds luidruchtig waren en met een handzwengel gestart moesten worden, profileerden fabrikanten van elektrische voertuigen (EV's) zich op gebruiksgemak en emissievrij rijden, waardoor zij een aantrekkelijke optie werden voor vrouwen en artsen.
Belangrijke technische en zakelijke aspecten die worden belicht zijn:
- Laadtechnologie: De rol van de kwik-booggelijkrichter, uitgevonden door Peter Cooper Hewitt, die wisselstroom uit het net omzette in gelijkstroom voor de accu's.
- Productie: De transitie van koetsenbouwer S.R. Bailey & Co. naar de productie van elektrische voertuigen, zoals de Victoria Phaeton.
- Batterijontwikkeling: De mislukte vroege pogingen van Thomas Edison om een betrouwbare alkalische batterij te maken, wat een voordeel gaf aan de verbrandingsmotor.
- Marktdynamiek: De uiteindelijke dominantie van de Ford Model T en de vroege uitdagingen rondom het gebrek aan gestandaardiseerde laadstekkers.
Het verhaal van vroege adoptant Fannie Goodnow illustreert hoe deze technologieën in de praktijk werden gebruikt voordat de industrie verschoof naar fossiele brandstoffen.
Vroege elektrische auto's waren ontworpen voor vrouwen
Allison Marsh is professor aan de University of South Carolina en codirecteur van het Ann Johnson Institute for Science, Technology & Society.
Toen automobielen nog een noviteit waren, concurreerden elektrische auto's met voertuigen op stoom en interne verbranding.
Aan het begin van de vorige eeuw was de auto-industrie nieuw en in snelle ontwikkeling. In 1898 waren er ongeveer 50 autofabrikanten in de Verenigde Staten. Een decennium later was dat aantal vervijfvoudigd. In 1901 produceerden deze bedrijven 7.000 voertuigen; tegen 1910 was de productie gestegen tot 181.000.
Gedurende enkele decennia streden elektrische auto's met stoom- en verbrandingsmotoren, en niemand wist zeker welke technologie uiteindelijk dominant zou worden. Stoom had de erfenis van de locomotieftechnologie, maar bracht brandgevaar met zich mee. Bovendien konden stoomvoertuigen extreem heet worden, afhankelijk van de plaatsing van de ketel en de stoomleidingen. Zowel benzine- als elektrische auto's kampten met logistieke uitdagingen: hoe ver kon men reizen zonder te tanken of op te laden? Men kon altijd een extra jerrycan benzine achter in de auto meenemen, maar het opladen van een batterij vereiste meer planning. De infrastructuur voor langeafstandsritten was nog niet aanwezig.
Vóór de uitvinding van de elektrische startmotor in 1911 moesten benzinemotoren met een handzwengel worden gestart; eenmaal draaiend waren ze luidruchtig en stootten ze giftige dampen uit. Volledig elektrische voertuigen waren daarentegen eenvoudig te starten — men hoefde alleen de hoofdschakelaar van de batterij om te zetten, vaak met een sleutel — en er was geen hinderlijke uitlaatgasemissie.
Elektrische autofabrikanten die zochten naar een manier om hun producten te onderscheiden, besloten dat deze eigenschappen hun voertuigen perfect maakten voor vrouwen. (Elektrische auto's werden overigens ook aan artsen verkocht, zodat zij midden in de nacht huisbezoeken konden afleggen zonder de buren wakker te maken.) General Electric, dat autoladers produceerde op basis van kwik-booggelijkrichters, was zo gegrepen door het idee van vrouwen die elektrische auto's reden, dat het bedrijf een reeks advertenties creëerde met stijlvol geklede vrouwen die hun auto's inplugden en poseerden bij hun laadstations.
Een jonge vrouw genaamd Fannie Goodnow was een vroege adoptant van de elektrische auto (EV). Ze bezat een Bailey Victoria Phaeton uit 1908, een open tweezitter die eruitzag als een 'paardloos koetsje', en ze gebruikte een kwik-booggelijkrichter van GE om deze op te laden.
Wie heeft de kwik-booggelijkrichter uitgevonden?
De elektrotechnicus Peter Cooper Hewitt wordt over het algemeen erkend als de uitvinder van de kwik-booggelijkrichter. Tijdens het eerste decennium van de 20e eeuw ontving Hewitt verschillende Amerikaanse patenten voor elektrische lampen en andere apparatuur voor het verzenden en gebruiken van elektrische stromen. Amerikaanse patenten 968,896 en 1,163,706, verleend aan Percy H. Thomas, verbeterden de ontwerpen van Hewitt. Thomas was hoofd-electricien voor de Cooper Hewitt Electric Co., die Hewitt samen met George Westinghouse had opgericht om zijn lampen te produceren en te verkopen.
De kwik-booggelijkrichter functioneerde als een diode. In een autolader, zoals die van Fannie Goodnow, zette het apparaat wisselstroom van het elektriciteitsnet om in de gelijkstroom die nodig was om de accu van de auto op te laden. Een kleine hoeveelheid vloeibaar kwik in een glazen buis verdampte en gloeide wanneer er elektriciteit doorheen liep. In combinatie met de koolstofanodes zorgde de damp ervoor dat de stroom slechts in één richting kon vloeien. Deze unit deed er ongeveer 12 uur over om een lege batterij op te laden.
Een koetsenbouwer stapt over op elektrische auto's
Hoewel er geen verslagen zijn over waarom Fannie Goodnow specifiek voor een elektrische auto koos, had zij als welgestelde vrouw in de regio Boston een keuze uit meer dan een half dozijn autofabrikanten. Ze koos voor S.R. Bailey & Co. uit Amesbury, Massachusetts.
Volgens Galen Handy, beheerder van de website Early Electric Vehicles, begon Samuel Robinson Bailey als tiener in de handel in koetsen en sleeën. Hij won in 1855 een prijs voor de beste presentatie op een koetsexpositie in Portland, Maine. Bailey verwierf een reputatie als uitvinder en ontwierp processen om de productie van zijn voertuigen te stroomlijnen. In 1882 begon hij voor zichzelf. Iets meer dan een decennium later won een van Bailey's koetsen een gouden medaille op de World's Columbian Exposition van 1893 in Chicago.
Bailey's zoon Edwin bezocht deze expositie, waar hij waarschijnlijk een visioen van de toekomst zag: de Morrison elektrische wagen. Dit batterijvoertuig voor zes personen vervoerde bezoekers en VIP's over het terrein. Het duurde niet lang voordat automobielen de koetsenindustrie begonnen te verdringen. In december 1906, terwijl de koetsenindustrie instortte, kondigde S.R. Bailey & Co. aan dat het bedrijf zich op elektrische voertuigen zou richten.
Thomas Edison ontwierp een gebrekkige batterij
Bailey's eerste model, de Victoria Phaeton, maakte gebruik van een Edison-alkalische batterij. Thomas Edison werkte sinds de jaren 1890 aan een lichtere, betrouwbaardere en krachtigere batterij voor de auto-industrie en kondigde zijn succes in 1903 met veel bombarie aan. Helaas voor Bailey en andere fabrikanten lekte de batterij en hield deze geen lading vast. Edison werd gedwongen terug naar de tekentafel te gaan. Tegen 1910 had hij een betere batterij in productie, maar tegen die tijd had zijn vriend Henry Ford de Model T geïntroduceerd, waardoor de weg werd vrijgemaakt voor de verbrandingsmotor om de markt over te nemen.
Terwijl Edison werkte aan de verbetering van zijn technologie, stapte Bailey over op een batterij van de Gould Storage Battery Co. uit Depew, New York. Gould leverde ook batterijen aan spoorwegen, nutsbedrijven, metro's, liften en boerderijen. De Victoria Phaeton van Goodnow maakte gebruik van een loodzuurbatterij met 30 cellen, geplaatst in een houten kist die onder het chassis was opgehangen. De standaardbatterij had een actieradius van 64 tot 80 kilometer; een grotere batterij met 50 procent meer capaciteit was tegen een meerprijs verkrijgbaar. Met de standaardbatterij kostte de Victoria Phaeton 2.000 Amerikaanse dollar (ongeveer 73.000 dollar nu, wat overeenkomt met de catalogusprijs van een luxe EV zoals de Audi Q8 of BMW i5).
Goodnow installeerde een laadstation met een kwik-booggelijkrichter in de schuur naast het zomerhuis van haar ouders in Hull, Massachusetts. Bill Lillie van Vintage Electric Cars merkt op dat de laadstekker een ongebruikelijk ontwerp had. Dit is een van de grootste problemen voor elke vroege adoptant: niet-gestandaardiseerde stekkers en kabels. De Electric Vehicle Association of America, opgericht in 1910, probeerde een standaard vast te stellen zodat elektrische voertuigen bij elk laadstation konden worden opgeladen. Slimme eigenaren van elektrische auto's wisten echter dat ze reserve-adapterstekkers en kabels moesten meenemen tijdens het reizen.
Toen Edison's verbeterde batterij eindelijk beschikbaar was, begon Bailey deze te gebruiken in de Victoria Phaeton en startte hij een publicity-offensief. In september 1910 sponsorde de fabrikant een retourreis van New York naar Boston, inclusief een uitstapje naar Mount Washington in New Hampshire, in totaal ongeveer 1.600 km.
Hoewel Thomas Edison poseerde voor een foto met de nieuwe Bailey Victoria Phaeton die zijn nieuwe batterij bevatte, koos hij voor eigen gebruik een Detroit Electric Victoria. (Edison stond bekend als een vreselijke chauffeur, dus werd hij waarschijnlijk door iemand anders rondgereden.)
Omdat S.R. Bailey niet kon concurreren met de opkomende vloedgolf van Model T's, verkocht het bedrijf zijn fabriek in 1915, nadat het ongeveer 500 tot 600 elektrische voertuigen had geproduceerd.
Hoewel het voertuig dat Fannie Goodnow koos slechts een voetnoot in de automobielgeschiedenis bleek te zijn, is het mooi om haar voor te stellen terwijl ze door de stad reed in een prachtige auto die alle eigenaardigheden van vroege adoptie belichaamde. Haar laadstation bleef op dezelfde plek staan tot 2022, toen het werd gedoneerd aan de Heritage Museums & Gardens in Sandwich, Massachusetts. Nu staat het daar als een getuigenis van technologische verandering en adoptie, thema's die vandaag de dag nog steeds relevant zijn.
***
Referenties
- Voor een gedetailleerde geschiedenis van de ontwikkeling van de kwik-booggelijkrichter (of -ventiel), zie het artikel van Deepak Tiku in het maart/april 2014-nummer van IEEE Power & Energy Magazine.
- Harry Cooke Cushing Jr., een fellow van het American Institute of Electrical Engineers, schreef (en actualiseerde over een aantal jaren) The Electric Vehicle Hand-Book. Dit boek gaf algemene instructies voor de verzorging en opslag van batterijen, inclusief hoe ze opgeladen konden worden met een kwik-booggelijkrichter. De bespreking van de kwik-booggelijkrichter begint op pagina 156 van de 10e editie, gepubliceerd in 1922. (Het American Institute of Electrical Engineers is een van de voorgangerorganisaties van de IEEE.)
Vroege elektrische auto's waren ontworpen voor vrouwen
Allison Marsh is professor aan de University of South Carolina en codirecteur van het Ann Johnson Institute for Science, Technology & Society.
Toen automobielen nog een noviteit waren, concurreerden elektrische auto's met voertuigen op stoom en interne verbranding.
Aan het begin van de vorige eeuw was de auto-industrie nieuw en in snelle ontwikkeling. In 1898 waren er ongeveer 50 autofabrikanten in de Verenigde Staten. Een decennium later was dat aantal vervijfvoudigd. In 1901 produceerden deze bedrijven 7.000 voertuigen; tegen 1910 was de productie gestegen tot 181.000.
Gedurende enkele decennia streden elektrische auto's met stoom- en verbrandingsmotoren, en niemand wist zeker welke technologie uiteindelijk dominant zou worden. Stoom had de erfenis van de locomotieftechnologie, maar bracht brandgevaar met zich mee. Bovendien konden stoomvoertuigen extreem heet worden, afhankelijk van de plaatsing van de ketel en de stoomleidingen. Zowel benzine- als elektrische auto's kampten met logistieke uitdagingen: hoe ver kon men reizen zonder te tanken of op te laden? Men kon altijd een extra jerrycan benzine achter in de auto meenemen, maar het opladen van een batterij vereiste meer planning. De infrastructuur voor langeafstandsritten was nog niet aanwezig.
Vóór de uitvinding van de elektrische startmotor in 1911 moesten benzinemotoren met een handzwengel worden gestart; eenmaal draaiend waren ze luidruchtig en stootten ze giftige dampen uit. Volledig elektrische voertuigen waren daarentegen eenvoudig te starten — men hoefde alleen de hoofdschakelaar van de batterij om te zetten, vaak met een sleutel — en er was geen hinderlijke uitlaatgasemissie.
Elektrische autofabrikanten die zochten naar een manier om hun producten te onderscheiden, besloten dat deze eigenschappen hun voertuigen perfect maakten voor vrouwen. (Elektrische auto's werden overigens ook aan artsen verkocht, zodat zij midden in de nacht huisbezoeken konden afleggen zonder de buren wakker te maken.) General Electric, dat autoladers produceerde op basis van kwik-booggelijkrichters, was zo gegrepen door het idee van vrouwen die elektrische auto's reden, dat het bedrijf een reeks advertenties creëerde met stijlvol geklede vrouwen die hun auto's inplugden en poseerden bij hun laadstations.
Een jonge vrouw genaamd Fannie Goodnow was een vroege adoptant van de elektrische auto (EV). Ze bezat een Bailey Victoria Phaeton uit 1908, een open tweezitter die eruitzag als een 'paardloos koetsje', en ze gebruikte een kwik-booggelijkrichter van GE om deze op te laden.
Wie heeft de kwik-booggelijkrichter uitgevonden?
De elektrotechnicus Peter Cooper Hewitt wordt over het algemeen erkend als de uitvinder van de kwik-booggelijkrichter. Tijdens het eerste decennium van de 20e eeuw ontving Hewitt verschillende Amerikaanse patenten voor elektrische lampen en andere apparatuur voor het verzenden en gebruiken van elektrische stromen. Amerikaanse patenten 968,896 en 1,163,706, verleend aan Percy H. Thomas, verbeterden de ontwerpen van Hewitt. Thomas was hoofd-electricien voor de Cooper Hewitt Electric Co., die Hewitt samen met George Westinghouse had opgericht om zijn lampen te produceren en te verkopen.
De kwik-booggelijkrichter functioneerde als een diode. In een autolader, zoals die van Fannie Goodnow, zette het apparaat wisselstroom van het elektriciteitsnet om in de gelijkstroom die nodig was om de accu van de auto op te laden. Een kleine hoeveelheid vloeibaar kwik in een glazen buis verdampte en gloeide wanneer er elektriciteit doorheen liep. In combinatie met de koolstofanodes zorgde de damp ervoor dat de stroom slechts in één richting kon vloeien. Deze unit deed er ongeveer 12 uur over om een lege batterij op te laden.
Een koetsenbouwer stapt over op elektrische auto's
Hoewel er geen verslagen zijn over waarom Fannie Goodnow specifiek voor een elektrische auto koos, had zij als welgestelde vrouw in de regio Boston een keuze uit meer dan een half dozijn autofabrikanten. Ze koos voor S.R. Bailey & Co. uit Amesbury, Massachusetts.
Volgens Galen Handy, beheerder van de website Early Electric Vehicles, begon Samuel Robinson Bailey als tiener in de handel in koetsen en sleeën. Hij won in 1855 een prijs voor de beste presentatie op een koetsexpositie in Portland, Maine. Bailey verwierf een reputatie als uitvinder en ontwierp processen om de productie van zijn voertuigen te stroomlijnen. In 1882 begon hij voor zichzelf. Iets meer dan een decennium later won een van Bailey's koetsen een gouden medaille op de World's Columbian Exposition van 1893 in Chicago.
Bailey's zoon Edwin bezocht deze expositie, waar hij waarschijnlijk een visioen van de toekomst zag: de Morrison elektrische wagen. Dit batterijvoertuig voor zes personen vervoerde bezoekers en VIP's over het terrein. Het duurde niet lang voordat automobielen de koetsenindustrie begonnen te verdringen. In december 1906, terwijl de koetsenindustrie instortte, kondigde S.R. Bailey & Co. aan dat het bedrijf zich op elektrische voertuigen zou richten.
Thomas Edison ontwierp een gebrekkige batterij
Bailey's eerste model, de Victoria Phaeton, maakte gebruik van een Edison-alkalische batterij. Thomas Edison werkte sinds de jaren 1890 aan een lichtere, betrouwbaardere en krachtigere batterij voor de auto-industrie en kondigde zijn succes in 1903 met veel bombarie aan. Helaas voor Bailey en andere fabrikanten lekte de batterij en hield deze geen lading vast. Edison werd gedwongen terug naar de tekentafel te gaan. Tegen 1910 had hij een betere batterij in productie, maar tegen die tijd had zijn vriend Henry Ford de Model T geïntroduceerd, waardoor de weg werd vrijgemaakt voor de verbrandingsmotor om de markt over te nemen.
Terwijl Edison werkte aan de verbetering van zijn technologie, stapte Bailey over op een batterij van de Gould Storage Battery Co. uit Depew, New York. Gould leverde ook batterijen aan spoorwegen, nutsbedrijven, metro's, liften en boerderijen. De Victoria Phaeton van Goodnow maakte gebruik van een loodzuurbatterij met 30 cellen, geplaatst in een houten kist die onder het chassis was opgehangen. De standaardbatterij had een actieradius van 64 tot 80 kilometer; een grotere batterij met 50 procent meer capaciteit was tegen een meerprijs verkrijgbaar. Met de standaardbatterij kostte de Victoria Phaeton 2.000 Amerikaanse dollar (ongeveer 73.000 dollar nu, wat overeenkomt met de catalogusprijs van een luxe EV zoals de Audi Q8 of BMW i5).
Goodnow installeerde een laadstation met een kwik-booggelijkrichter in de schuur naast het zomerhuis van haar ouders in Hull, Massachusetts. Bill Lillie van Vintage Electric Cars merkt op dat de laadstekker een ongebruikelijk ontwerp had. Dit is een van de grootste problemen voor elke vroege adoptant: niet-gestandaardiseerde stekkers en kabels. De Electric Vehicle Association of America, opgericht in 1910, probeerde een standaard vast te stellen zodat elektrische voertuigen bij elk laadstation konden worden opgeladen. Slimme eigenaren van elektrische auto's wisten echter dat ze reserve-adapterstekkers en kabels moesten meenemen tijdens het reizen.
Toen Edison's verbeterde batterij eindelijk beschikbaar was, begon Bailey deze te gebruiken in de Victoria Phaeton en startte hij een publicity-offensief. In september 1910 sponsorde de fabrikant een retourreis van New York naar Boston, inclusief een uitstapje naar Mount Washington in New Hampshire, in totaal ongeveer 1.600 km.
Hoewel Thomas Edison poseerde voor een foto met de nieuwe Bailey Victoria Phaeton die zijn nieuwe batterij bevatte, koos hij voor eigen gebruik een Detroit Electric Victoria. (Edison stond bekend als een vreselijke chauffeur, dus werd hij waarschijnlijk door iemand anders rondgereden.)
Omdat S.R. Bailey niet kon concurreren met de opkomende vloedgolf van Model T's, verkocht het bedrijf zijn fabriek in 1915, nadat het ongeveer 500 tot 600 elektrische voertuigen had geproduceerd.
Hoewel het voertuig dat Fannie Goodnow koos slechts een voetnoot in de automobielgeschiedenis bleek te zijn, is het mooi om haar voor te stellen terwijl ze door de stad reed in een prachtige auto die alle eigenaardigheden van vroege adoptie belichaamde. Haar laadstation bleef op dezelfde plek staan tot 2022, toen het werd gedoneerd aan de Heritage Museums & Gardens in Sandwich, Massachusetts. Nu staat het daar als een getuigenis van technologische verandering en adoptie, thema's die vandaag de dag nog steeds relevant zijn.
***
Referenties
- Voor een gedetailleerde geschiedenis van de ontwikkeling van de kwik-booggelijkrichter (of -ventiel), zie het artikel van Deepak Tiku in het maart/april 2014-nummer van IEEE Power & Energy Magazine.
- Harry Cooke Cushing Jr., een fellow van het American Institute of Electrical Engineers, schreef (en actualiseerde over een aantal jaren) The Electric Vehicle Hand-Book. Dit boek gaf algemene instructies voor de verzorging en opslag van batterijen, inclusief hoe ze opgeladen konden worden met een kwik-booggelijkrichter. De bespreking van de kwik-booggelijkrichter begint op pagina 156 van de 10e editie, gepubliceerd in 1922. (Het American Institute of Electrical Engineers is een van de voorgangerorganisaties van de IEEE.)
Groetjes,