টেসলার আগে: হাইব্রিড এবং RAV4 EV - বিদ্যুৎ কেন তাড়াতাড়ি রাস্তা ছেড়ে চলে গিয়েছিল?

টেসলা-পূর্ব যুগে বৈদ্যুতিক গাড়ি দু'বার জন্ম নিয়েছিল এবং দু'বারই পিছিয়ে গিয়েছিল: ক্যালিফোর্নিয়ার শূন্য নির্গমন বাধ্যবাধকতা Toyota RAV4 EV এবং Honda EV Plus -এর মতো সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক অগ্রদূতদের জন্ম দিয়েছিল, আর হাইব্রিড প্রযুক্তির উত্থান এবং nickel-metal-hydride (NiMH) ব্যাটারি প্যাটেন্ট এক হাতে কেন্দ্রীভূত হওয়ায় ২০০০-এর দশকের শুরুতে এই প্রাথমিক বৈদ্যুতিক ঢেউয়ের সমাপ্তি ঘটে। এই পথ ২০০৮ সালে লিথিয়াম-আয়ন ব্যবহার করা Tesla Roadster-এর মাধ্যমেই পুনরায় খোলা হয়েছিল। এই পৃষ্ঠাটি সেই সেতু-যুগ কীভাবে অতিবাহিত হয়েছিল এবং বৈদ্যুতিক গাড়ি আবার কেন স্থগিত হয়েছিল, তা প্রযুক্তিগত তথ্যের সঙ্গে বর্ণনা করে।

বৈদ্যুতিকের জন্মদাতা নিয়ম: ক্যালিফোর্নিয়া ZEV বাধ্যবাধকতা

১৯৯০-এর দশকে সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক গাড়ি আবার আলোচনায় আসার কারণ ছিল বাজারের চাহিদা নয়, বরং নিয়ন্ত্রক চাপ। ক্যালিফোর্নিয়া এয়ার রিসোর্সেস বোর্ড (CARB) ১৯৯০ সালে গৃহীত লো এমিশন ভেহিকল বিধিমালার মাধ্যমে নতুন গাড়ি বিক্রির ১০% শূন্য নির্গমনযুক্ত হওয়ার শর্ত আরোপ করে। সময়সূচি ছিল বাস্তবসম্মত: ১৯৯৮ সাল থেকে বড় নির্মাতাদের রাজ্যের ভেতরের নতুন হালকা যানবাহন বিক্রির ২% নির্গমনমুক্ত হওয়া আবশ্যক ছিল।

নির্মাতারা এই অনুপাত পূরণ করতে প্রকৃত পণ্য তৈরি করতে বাধ্য হয়েছিল। GM EV1, টয়োটা RAV4 EV এবং হোন্ডা EV Plus এই যুগেরই পণ্য। তাদের সাধারণ বৈশিষ্ট্য উল্লেখযোগ্য: তিনটিই ক্যালিফোর্নিয়ায় সীমিত ছিল, তিনটিই মূলত লিজের মাধ্যমে সরবরাহ করা হয়েছিল এবং তিনটিরই আয়ু ২০০০-এর দশকের শুরুতে শেষ হয়ে গিয়েছিল। অর্থাৎ বৈদ্যুতিক গাড়ি ভোক্তা পণ্য হিসেবে নয়, বরং আইন-বিধির ফসল হিসেবে জন্ম নিয়েছিল - যা পরবর্তী সবকিছু নির্ধারণ করে দিয়েছিল।

টয়োটা RAV4 EV: প্রাথমিক বৈদ্যুতিকের সবচেয়ে বাস্তব উদাহরণ

RAV4 EV হলো এই যুগে উৎপাদিত এবং আজকের দিন থেকে দেখলে সবচেয়ে অর্থবহ মনে হওয়া যানবাহন; কারণ এটি একটি কমপ্যাক্ট SUV বডিতে প্রকৃত দৈনন্দিন ব্যবহারযোগ্যতা স্থাপন করেছিল। প্রযুক্তিগত চিত্র স্পষ্টভাষী: প্যাকে ২৪টি 12V 95Ah Panasonic NiMH সেল ছিল, মোট ক্ষমতা প্রায় ২৭ kWh। EPA মেন্জিল ছিল ৯৫ মাইল (১৫৩ কিমি), সর্বোচ্চ গতি ৭৮-৮৫ mph-এর মধ্যে সীমাবদ্ধ ছিল, আর 0-60 mph সময় ছিল প্রায় ১৮ সেকেন্ড। ইন্ডাকটিভ Magne Charge সিস্টেমের ৬ kW চার্জিং ইউনিট পূর্ণ চার্জ প্রায় ৫ ঘণ্টায় সম্পন্ন করত।

স্থায়িত্বের দিকটিও ছিল দৃঢ়। কিছু RAV4 EV মূল ব্যাটারি প্যাক দিয়েই ১৫০,০০০ মাইলের (২৪০,০০০ কিমি) বেশি পথ চলেছে; Toyota গাড়িটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে আনার আগে জাপানে দুই বছরে ৩০০,০০০ মাইল পরীক্ষা করেছিল। 2012 সালের মাঝামাঝি পর্যন্ত প্রায় 500টি প্রথম প্রজন্মের গাড়ি এখনও ক্যালিফোর্নিয়ার রাস্তায় ব্যবহৃত হচ্ছিল, যা প্রমাণ করে যে NiMH কেমিস্ট্রি EV-এর জন্য কারিগরিভাবে যথেষ্ট ছিল - সমস্যা প্রকৌশলে ছিল না, নিচে আমরা দেখব অর্থনীতি ও প্যাটেন্ট কাঠামোতে ছিল।

উৎপাদন সংখ্যা ও লিজিং মডেল

প্রথম ফ্লিট সরবরাহ 1997 সালে লিজে প্রদান করা হয়; 2001 সালে ছোট ব্যবসা প্রতিষ্ঠানগুলির জন্য একক গাড়ির ফ্লিট লিজ খোলা হয় এবং মার্চ 2002 সালে কর্পোরেট নীতি পরিবর্তনের মাধ্যমে জনসাধারণের কাছে বিক্রি শুরু হয়। কিন্তু জনসাধারণের কাছে প্রসারণ প্রতীকীই রইল: মাত্র 328টি গাড়ি জনসাধারণের কাছে বিক্রি বা লিজ দেওয়া হয় - অপেক্ষা তালিকা ছিল, তবুও প্রোগ্রামটি বন্ধ করে দেওয়া হল। শেষ 328টি গাড়ির কিছু স্পেয়ার পার্টসের অভাবের কারণে হাতে সম্পূর্ণ করা হয়েছিল; সরবরাহ সেপ্টেম্বর 2003 পর্যন্ত চলতে থাকে। 1997-2003 মোট প্রায় 1.900টি: এর মধ্যে প্রায় 1.500টি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে (ক্যালিফোর্নিয়ায় 1.484), 400টি জাপানে।

মূল্য কাঠামোও প্রোগ্রামের কঠিনতা ব্যাখ্যা করে: ট্যাগ মূল্য ছিল 42,000 USD; 9,000 USD-এর ক্যালিফোর্নিয়া ZIP অনুদান (2003 সালে 5,000-এ নেমে আসে) এবং 4,000 USD-এর ফেডারেল ট্যাক্স ক্রেডিটের সাথে কার্যকর মূল্য প্রায় 29,000-33,000 USD-এ নেমে আসত। টয়োটা জানায় যে উৎপাদন চালিয়ে যেতে বা পুনরায় শুরু করতে হাজার হাজার অর্ডার প্রয়োজন। লিজের মেয়াদ শেষ হওয়া গাড়িগুলি ফেরত নিয়ে ধ্বংস করা শুরু করা হয়; 2005 সালে DontCrush.com-এর (পরে Plug In America) সাথে পৌঁছানো চুক্তি ধ্বংস বন্ধ করে দেয়। প্রোগ্রামের সমাপ্তি ঘোষণা করা হয় CARB 2003 সালে ZEV নির্দেশনার বড় অংশ বাতিল করে তার জায়গায় পার্শিয়াল জিরো এমিশন ভেহিকল (PZEV) এবং SULEV বিভাগ স্থাপনের একদিন পর। সময়টি নিঃসন্দেহে প্রমাণ করে যে কারণটি ছিল আইনি বিধান।

হোন্ডা EV Plus: একই চিত্রনাট্যের সংক্ষিপ্ত সংস্করণ

হোন্ডা 1997-1999 সালের মধ্যে কিরালিফোর্নিয়া পরিসরে EV Plus পরীক্ষা করে এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রায় 300, মোটে 330 গাড়ি লিজ দেয়। উৎপাদন 1999 সালে - হোন্ডার প্রথম হাইব্রিড গাড়ি Insight ঘোষণার ঠিক পরেই - বন্ধ করা হয়। লিজের মেয়াদ শেষে প্রায় সব গাড়ি হোন্ডা ফেরত নেয় এবং বেশিরভাগই রিসাইকেল করা হয়; কয়েকটি বিশ্ববিদ্যালয়গুলিতে দান করা হয়। হোন্ডার ক্ষেত্রে গল্পটি আরও ছোট কিন্তু টেমপ্লেট একই: লিজের মাধ্যমে সীমিত পরীক্ষা, হাইব্রিডের আগমনে বন্ধ হয়ে যাওয়া পর্দা। হোন্ডা 2002 সালে FCX ফুয়েল সেল গাড়ি লিজ দেওয়া শুরু করে; অর্থাৎ কোম্পানির বিদ্যুতায়নের আগ্রহ শেষ হয়নি, তবে সম্পূর্ণ ব্যাটারিচালিত EV এই দশকে আবারও তাকে উঠে যায়।

NiMH ব্যাটারি বাধা: দাবি, নাকি নথি?

প্রাথমিক বৈদ্যুতিক ঢেউয়ের মৃত্যুর কারণের তালিকায় সবচেয়ে বিতর্কিত লাইনটি হল বড় অটোমোটিভ NiMH ব্যাটারির প্যাটেন্ট বাধা। ঘটনার ধারাটি এভাবে এগোয়: NiMH EV-95 ব্যাটারির বিশ্বব্যাপী প্যাটেন্ট অধিকার - GM থেকে কেনা হয়েছিল - Chevron-এর Texaco-র সাথে একীভূত হওয়ার মাধ্যমে Chevron-এর নিয়ন্ত্রণে চলে যায়। Chevron-এর ইউনিট টয়োটা ও প্যানাসনিকের বিরুদ্ধে 30,000,000 USD ক্ষতিপূরণ জিতে নেয়; বড় NiMH ব্যাটারি উৎপাদন লাইনটি বন্ধ করে ভেঙে ফেলা হয়েছিল। মামলাটি ICC আন্তর্জাতিক আরবিট্রেশন ট্রাইব্যুনালে পক্ষগুলোর ওপর প্রয়োগ করা গোপনীয়তার রায়ের কারণে জনসমক্ষে ঘোষণা না করেই শেষ হয়েছিল। প্যাটেন্টগুলো 2014 সালের শেষ পর্যন্ত Chevron-এর হাতে ছিল এবং এই সময়ে শুধুমাত্র বৈদ্যুতিক যানের জন্য অনুপযুক্ত ছোট NiMH ব্যাটারির অনুমতি দেওয়া হয়েছিল বলে অভিযোগ করা হয়েছিল।

এই প্রেক্ষাপটে পার্থক্য করা দরকার। ৩০ মিলিয়ন ডলারের গোপন আরবিট্রেশন রায় এবং উৎপাদন লাইন ভাঙার ঘটনা নথিভুক্ত, বাস্তব ঘটনা; অপরদিকে Chevron সচেতনভাবে একটি দমন কৌশল পরিচালনা করেছিল এমন দাবিটি সমর্থক মহলের আসা একটি ব্যাখ্যা হিসেবেই রয়ে গেছে। NiMH-এর উদ্ভাবক ড. Stan Ovshinsky GM-এর বিরুদ্ধে রুখে দাঁড়িয়ে NiMH ব্যাটারি লাগানো একটি EV1 দিয়ে ২০০ মাইলের যাত্রা করেছিলেন এবং NiMH যে EV-এর জন্য ব্যবহারিক তা প্রমাণ করতে চেয়েছিলেন। অন্যদিকে Toyota বাতিলের জন্য ব্যবহারিক যুক্তি দেখিয়েছিল: দশ হাজার অর্ডারের সীমা এবং 1996 সালের বডির RAV4-এর পুরোনো হয়ে যাওয়া। দুটি ব্যাখ্যা একে অপরকে বাতিল করে না - নিয়ন্ত্রক প্রত্যাহারের চাপ চাহিদা শুকিয়ে দিয়েছিল, আর প্যাটেন্ট একীভূতকরণ বিকল্প প্রস্তুতকারকদের মঞ্চে আসা কঠিন করে দিয়েছিল।

Prius এবং হাইব্রিড: মাঝামাঝি পথ, কিন্তু কোন দিকে?

Toyota-র হাইব্রিডে বিনিয়োগ ছিল কাকতালীয় নয়, সচেতন একটি প্রকৌশল পছন্দ। কোম্পানির নিজস্ব ইতিহাস বর্ণনা অনুযায়ী প্রকল্পটি আংশিকভাবে একটি বাধার কারণে বিলম্বিত হয়েছিল: সে সময় হাইব্রিড যানের কর্মক্ষমতার চাহিদা পূরণ করতে পারে এমন কোনো সেকেন্ডারি অর্থাৎ রিচার্জযোগ্য ব্যাটারি পাওয়া যাচ্ছিল না। Prius-এর উন্নয়নে দক্ষ হাইব্রিড পাওয়ারট্রেন ডিজাইন এবং ব্যাটারি ম্যানেজমেন্টের মতো গুরুতর প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ জড়িত ছিল। ফলাফল ছিল 1997 সালে উন্মোচিত এবং অটোমোবাইল শিল্পকে রূপান্তরিত করা একটি পণ্য - কিন্তু চার্জিং সকেটহীন একটি বিদ্যুতায়ন।

RAV4 EV-এর উন্নয়ন প্রক্রিয়া এই পছন্দের ছায়ায় রয়ে গেছে। 1990-এর দশকের প্রোটোটাইপ মূল্যায়নে মেন্জ (রেঞ্জ) বেশি এমন NiMH সংস্করণটি বেছে নেওয়া হয়েছিল, অথচ শক্তি দক্ষতা ছিল লেড-অ্যাসিড (PbA) সংস্করণের চেয়ে কম। সীমিত আয়তনের একটি প্রোগ্রামে দুই ধরনের ব্যাটারি উন্নয়ন করা ব্যবহারিক নয় বলে জানিয়ে Toyota NiMH বেছে নিয়েছিল; এই সিদ্ধান্ত উচ্চতর ব্যয় এবং বিক্রয়মূল্যের দিকে নিয়ে গেল। EV সমর্থকরা ঠিক উল্টোটা দাবি করেছিল: NiMH নির্বাচিত হওয়ায় 1990-এর দশকের কম ব্যয়ের PbA ভিত্তিক বৈদ্যুতিক যানের পথ বন্ধ হয়ে গিয়েছিল। ডিলারশিপে ভোক্তাদের EV-এর বদলে Prius-এর দিকে পরিচালিত করা হয়েছিল - এই বর্ণনাটি হাইব্রিড EV-কে বিলম্বিত করেছে এই থিসিসের ভিত্তিগুলোর একটি হিসেবে প্রায়শই পুনরাবৃত্তি হয়। পরিমাপযোগ্য সত্য হলো: হাইব্রিড বিপ্লব বৈদ্যুতিক যানের জন্য প্রয়োজনীয় ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট এবং বৈদ্যুতিক পাওয়ারট্রেনের অভিজ্ঞতা সিরিয়াল উৎপাদনের স্তরে সঞ্চিত করেছিল - কিন্তু একই দশকে সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক যানকে ডিলারের তাক থেকে সরিয়ে নিয়েছিল।

লিথিয়াম-আয়ন কীভাবে তালা খুলল: Tesla Roadster-এর পথ ধরে

NiMH-এর ওপর বন্ধ করা দরজাটি, লিথিয়াম-আয়ন অন্য কোথাও থেকে খুলে গেল। Tesla Roadster (2008) ছিল লিথিয়াম-আয়ন কোষ দিয়ে তৈরি প্রথম হাইওয়ে-চালনাযোগ্য সিরিয়াল উৎপাদনের সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক অটোমোবাইল; menzili 392 km-এ পৌঁছেছিল - যা RAV4 EV-এর 153 কিমি-এর দেড় গুণেরও বেশি। লিথিয়াম-আয়ন দ্রুতই নিকেল ও সীসাকে বৈদ্যুতিক গাড়ি থেকে সরিয়ে দিয়েছিল; Chevron-এর হাতে থাকা NiMH প্যাটেন্টগুলো 2014-এর শেষে শেষ হয়ে গেলেও, দৃশ্যপট ততদিনে বদলে গিয়েছিল।

Roadster-এর ব্যাটারি পছন্দও সেই যুগের যুক্তি দেখায়: বিশেষ বড় আকারের সেলের বদলে, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স শিল্পে সস্তা হয়ে যাওয়া 18650 সিলিন্ড্রিক্যাল লিথিয়াম-আয়ন সেল বেছে নেওয়া হয়েছিল; প্রথম প্যাকটি কম্পিউটারের ব্যাটারি একত্র করে একটি গ্যারেজে প্রোটোটাইপ করা হয়েছিল। অর্থাৎ Tesla-র রহস্য নতুন কোনো রসায়ন উদ্ভাবন করা ছিল না - কনজিউমার ইলেকট্রনিক্সের স্কেল ইকোনমিকে গাড়িতে নিয়ে আসাই ছিল। Toyota নিজের দিক থেকে অনেক পরে এবং সংযত একটি প্রত্যাবর্তন করেছিল: 2012-2014-এর মধ্যে Tesla ও Panasonic-এর সহযোগিতায় তৈরি দ্বিতীয় প্রজন্মের RAV4 EV শুধুমাত্র ক্যালিফোর্নিয়ায় বিক্রি হয়েছিল, 2,600 ইউনিটের উৎপাদন সীমা দিয়ে সেপ্টেম্বর 2014-এ শেষ হয় এবং এপ্রিল 2015 পর্যন্ত 2,489 ইউনিট বিক্রি হয়।

ফলাফল: প্রস্তুত করা ও বিলম্বিত করা - একই দশক

Tesla-র আগের সেতু পর্বের প্রতি প্রকৌশলীর দৃষ্টিতে তাকালে দুটি সত্য একসঙ্গে সত্য মনে হয়। প্রথমত, Prius এবং হাইব্রিড পরিবার ব্যাটারি ব্যবস্থাপনা, রিজেনারেশন এবং বৈদ্যুতিক ট্রান্সমিশনের অভিজ্ঞতাকে কোটি কোটি গাড়ির মাধ্যমে পরিণত করে Tesla Roadster-এর ভিত্তি প্রস্তুত করেছিল। দ্বিতীয়ত, সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক গাড়ি - একটি মজবুত পণ্য হওয়া RAV4 EV সহ - আইনের শিথিলকরণ, লিজভিত্তিক বাণিজ্যিক মডেল এবং NiMH প্যাটেন্টের এক হাতে কেন্দ্রীভূত হওয়ার কারণে আরও এক দশক অপেক্ষা করতে বাধ্য হয়েছিল। প্রাথমিক ঢেউয়ের গাড়িগুলো কারিগরিভাবে ব্যর্থ হয়নি; ব্যর্থ হয়েছিল বাণিজ্যিক ও আইনি কাঠামো। Roadster ছিল এর প্রমাণ: একই পদার্থবিজ্ঞান, ভিন্ন ব্যাটারি, ভিন্ন ব্যবসায়িক মডেল - এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির দ্বিতীয় বসন্ত।

তথ্যসূত্র

• Toyota RAV4 EV - Wikipedia
• Toyota RAV4 EV - Electric Vehicles News
• Patent encumbrance of large automotive NiMH batteries - Wikipedia
• Revenge of the NiMH Batteries? - Plug In America
• Honda EV Plus - Wikipedia
• Chapter III: Unique Technologies and Products - Honda
• Item 1. Development of Prius and Hybrid Strategy - Toyota Global
• Zero-emission Vehicle Regulation - CARB
• The California Zero-Emission Vehicle Mandate - eScholarship
• The Toyota Prius Transformed the Auto Industry - IEEE Spectrum
• Tesla Roadster (first generation) - Wikipedia
• Tesla Roadster - ScienceDirect Topics
• Toyota vs. electric cars - Green Car Reports