G21 परियोजना: 1997 प्रियस को जन्म देने वाली गुप्त विकास कहानी

ईजी तोयोदा द्वारा 1993 में पूछा गया एक अकेला सवाल, दो साल से भी कम समय में दुनिया की पहली सामूहिक उत्पादन वाली हाइब्रिड कार को जन्म दिया।
ईजी तोयोदा द्वारा 1993 में पूछा गया एक अकेला सवाल, दो साल से भी कम समय में दुनिया की पहली सामूहिक उत्पादन वाली हाइब्रिड कार को जन्म दिया।

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1997 प्रियस के पीछे 1993 की गर्मियों में शुरू हुई एक विकास परियोजना है, जिसकी शुरुआत एइजी टोयोडा के एक सवाल से हुई थी: 21वीं सदी की कार कैसी दिखनी चाहिए? G21 कोड नाम वाली यह परियोजना - Globe यानी विश्व और 21वीं सदी शब्दों का संक्षिप्त रूप - दो साल से भी कम समय में एक अप्रमाणित तकनीक को दुनिया की पहली सामूहिक उत्पादन वाली पेट्रोल-बिजली हाइब्रिड में बदल दिया। 10 दिसंबर 1997 को जापान में बिक्री के लिए उतरी NHW10 ऑटोमोबाइल उद्योग का एक प्रयोग नहीं थी; हाइब्रिड युग का आरंभ बिंदु बनी।

मुख्य बातें

  • G21 परियोजना सितंबर 1993 में 10 इंजीनियरों और डिज़ाइनरों के साथ शुरू हुई।
  • पहली पीढ़ी की प्रियस 10 दिसंबर 1997 को केवल जापान में बिक्री के लिए उतारी गई; कुल 37,425 यूनिट का उत्पादन हुआ।
  • पहला लक्ष्य प्रति लीटर 20 किमी था, लेकिन हाइब्रिड के निर्णय के साथ लक्ष्य दोगुना कर दिया गया।
  • टोयोटा, हर NHW10 की बिक्री पर घाटा उठाती थी; NHW11 में वह बस लागत बराबर कर पाई।
  • परियोजना को 2024 में एक IEEE Milestone पट्टिका के साथ सम्मानित किया गया।

G21 परियोजना का जन्म कैसे हुआ: 1993 की पहली दृष्टि

परियोजना का आरंभ बिंदु एक तकनीकी आवश्यकता नहीं, बल्कि एक संस्थागत दृष्टि की मांग थी। मानद अध्यक्ष एइजी टोयोडा ने 1993 की गर्मियों में टोयोटा के 21वीं सदी की तैयारी के लिए मध्यम और दीर्घ अवधि की एक नई ऑटोमोबाइल दृष्टि चाही। सितंबर 1993 में G21 कोड नाम से आधिकारिक रूप से शुरू हुए पहले काम को केवल 10 इंजीनियरों और डिज़ाइनरों से बनी एक छोटी टीम ने संभाला; अध्यक्ष शोइचिरो टोयोडा ने भी योजना का समर्थन किया।

1993 के अंत में तैयार की गई पहली रिपोर्ट, आज से देखने पर एक विनम्र लेकिन सुसंगत अवधारणा दिखाती थी: कॉम्पैक्ट बाहरी आयाम, विशाल आंतरिक स्थान, लंबी एक्सल दूरी और प्रति लीटर 20 किलोमीटर की ईंधन दक्षता। परियोजना के मुख्य शब्द "संसाधन" और "पर्यावरण" थे; चर्चाएं पर्यावरण, ऊर्जा और सुरक्षा के अक्ष पर हुईं। 1 फरवरी 1994 को G21, चेसिस, बॉडी, इंजन, ट्रांसमिशन और उत्पादन इंजीनियरों को शामिल करते हुए एक पूर्णकालिक संरचना में बदल गया और नेतृत्व ताकेशी उचियामाडा के पास चला गया।

हाइब्रिड का विचार पहले दिन से नहीं था

महत्वपूर्ण बिंदु यहां छिपा है: टीम की पहली पसंद हाइब्रिड नहीं थी। हाइब्रिड सिस्टम को एक आकर्षक विषय माना जाता था, लेकिन यह एक अप्रमाणित तकनीक होने के कारण व्यावहारिक नहीं माना जाता था। इसके बजाय योजना, अपनी श्रेणी की कार की 1.5 गुना दक्षता प्रदान करने में सक्षम एक डायरेक्ट इंजेक्शन इंजन और एक कुशल ऑटोमैटिक गियरबॉक्स पर आधारित थी। यानी G21 शुरू में पारंपरिक तरीकों से दक्षता की सीमाओं को चुनौती देने वाली परियोजना के रूप में डिज़ाइन किया गया था।

यह टोयोटा का पहला हाइब्रिड प्रयास भी नहीं था। कंपनी के 75 वर्षों के इतिहास के अनुसार पहली कोशिश 1968 तक जाती है: केन्या नाकामुरा के नेतृत्व में एक गैस टर्बाइन इंजन का काम किया गया, लेकिन उपयुक्त रिचार्जेबल बैटरियों के अभाव के कारण परियोजना 1980 के दशक की शुरुआत में रोक दी गई थी। 1990 के दशक आते-आते समीकरण का लुप्त हिस्सा - पर्याप्त बैटरी तकनीक - अब उपलब्ध था; जो कमी थी, वह उसका उपयोग करने का दृढ़ संकल्प था।

हाइब्रिड का निर्णय कैसे हुआ: दोगुनी दक्षता या रद्दीकरण

मोड़ नवंबर 1994 में आया। प्रौद्योगिकी के उत्तरदायी उपाध्यक्ष अकिहिरो वाडा ने उचियामादा को स्पष्ट निर्देश दिया: कार को हाइब्रिड बनाओ; यदि नहीं बनाया गया तो परियोजना रद्द कर दी जाएगी। लक्ष्य ईंधन दक्षता को दोगुना करना था - और टीम के मूल्यांकन के अनुसार यह पारंपरिक तरीकों से असंभव था। एकमात्र उत्तर हाइब्रिड तकनीक थी। इसे एक ठेठ "ऊपर से नीचे" निर्णय कहा जाता है: टीम के 1.5 गुना के लक्ष्य के ऊपर, उच्च प्रबंधन ने दोगुना लक्ष्य थोप दिया।

उचियामादा का प्रारंभिक मूल्यांकन भी एक ईमानदार इंजीनियरिंग अवलोकन था: वे मानते थे कि 21वीं सदी की शुरुआत से पहले एक उत्पादन हाइब्रिड विकसित नहीं किया जा सकता। फिर भी निर्णय लागू किया गया; 1994 की शरद ऋतु से कंपनी के भीतर का माहौल बदल गया और उत्पादन वाहन का हाइब्रिड होना तय कर लिया गया। उत्पादन वाहन का आधिकारिक अनुमोदन जून 1995 में एक बैठक में लिया गया।

इस निर्णय के पीछे एक संगठनात्मक बदलाव भी था: अगस्त 1995 में हिरोशी ओकुदा टोयोटा के अध्यक्ष बने और इस घटनाक्रम को हाइब्रिड विकास के लिए एक मोड़ के रूप में याद किया जाता है। एक अप्रमाणित तकनीक, उच्च प्रबंधन के समर्थन के बिना इतनी तेजी से सामूहिक उत्पादन तक नहीं पहुँचाई जा सकती थी।

टोयोटा हाइब्रिड सिस्टम कैसे काम करता है: दो मोटरें, एक प्लैनेटरी गियर

Prius'un kalbinde şanzıman yoktu; iki motor ve tek bir planet dişli, benzinle elektriği aynı tekerlekte buluşturdu.

सिस्टम का चयन छह महीने की जांच का परिणाम था। 1994 के अंत में पूर्ण किए गए मूल्यांकन में, उच्च दक्षता की क्षमता के कारण दो-मोटर वाले प्रकार को चुना गया। निर्णय के पीछे एक दूरदर्शिता थी: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स - अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट - निकट भविष्य में एक बड़ी छलांग लेने वाले थे, जिससे पारंपरिक ट्रांसमिशन को पूरी तरह समाप्त किया जा सकता था।

अपनाया गया सिस्टम बाद में Toyota Hybrid System (THS) नाम से जाना गया। वास्तुकला के घटकों को तर्क की श्रृंखला से समझा जा सकता है:

  • पहिये को चलाने वाली और धीमे होने पर जनरेटर के रूप में काम करने वाली एक ट्रैक्शन मोटर
  • बिजली उत्पन्न करने वाली, ट्रांसमिशन को नियंत्रित करने वाली और स्टार्टर मोटर का काम भी करने वाली दूसरी मोटर
  • दो बिजली की मोटरों को पेट्रोल इंजन के साथ जोड़ने वाला प्लैनेटरी गियर वाला पावर स्प्लिटर
  • बैटरी और मोटरों के बीच काम करने वाला इन्वर्टर

इनपुट और आउटपुट शाफ्ट एक ही तल में थे और इंजन की गति को लगातार परिवर्तनशील तरीके से नियंत्रित किया जाता था। THS मार्च 1997 में पूरा हुआ और घोषित किया गया; मोटर और इन्वर्टर जैसी मूल तकनीकें आंतरिक विकास से बनाई गईं। बैटरी के मोर्चे पर काम, पहले बिजली के वाहन अनुसंधान में साथ काम करने वाली Matsushita Battery Industrial के साथ किया गया; NiMH बैटरी पैक, दिसंबर 1996 में स्थापित संयुक्त कंपनी Panasonic EV Energy को सौंप दिया गया।

टोक्यो में कॉन्सेप्ट और उत्पादन का रास्ता

एक दिलचस्प विवरण: 1995 टोक्यो मोटर शो में प्रदर्शित कॉन्सेप्ट वाहन, उत्पादन हाइब्रिड से अलग था। यह एक-मोटर वाला, प्रत्यक्ष इंजेक्शन वाला, CVT वाला था और बैटरी के बजाय कंडेंसर से लैस था; इसका लक्ष्य प्रति लीटर 30 किलोमीटर था और सिस्टम को "Toyota Energy Management System" नाम दिया गया था। "Prius" - लैटिन में "पहला, अग्रदूत, श्रेष्ठ" का अर्थ रखने वाला नाम - इस चरण से उपयोग किया जाने लगा। उत्पादन वाहन इस कॉन्सेप्ट से आगे बढ़कर पूर्ण हाइब्रिड वास्तुकला में विकसित हुआ।

टाइमलाइन प्रभावशाली थी: आधिकारिक विकास शुरुआत से सीरियल उत्पादन तक लगभग दो साल। इस गति के पीछे इंजीनियरिंग विधियाँ थीं: 3D वर्चुअल असेंबली तकनीक और छोटे आयतन के उत्पादन के लिए बॉडी वेल्डिंग लाइन का उपयोग। साथ ही 1996 में नियंत्रण प्रणालियाँ और इलेक्ट्रिक पावरट्रेन घटक विभाग "business reform" संरचना के तहत एकीकृत हुए, और जनवरी 1997 में इलेक्ट्रिक वाहन विकास प्रभाग के साथ विलय होकर Electric & Hybrid Vehicle Engineering Division का गठन किया।

पहली पीढ़ी के Prius के आंकड़े: NHW10 और NHW11

पहली पीढ़ी NHW10, 10 दिसंबर 1997 को जापान में बिक्री के लिए लाया गया और दुनिया की पहली सीरियल उत्पादित पेट्रोल-इलेक्ट्रिक हाइब्रिड कार बनी। उत्पादन Takaoka कारखाने में दिसंबर 1997 – फरवरी 2000 के बीच चला और कुल 37,425 इकाइयों तक सीमित रहा। एक उल्लेखनीय डिज़ाइन नोट: NHW10 का डिज़ाइन कैलिफोर्निया के डिज़ाइनरों से आया था, जिसे अन्य Toyota स्टूडियो के प्रस्तावों के मुकाबले चुना गया था। वाहन के लॉन्च पर इसे "जापान कार ऑफ द ईयर" पुरस्कार मिला, और 1998 में RJC कार ऑफ द ईयर पुरस्कार भी जीता।

दूसरा चरण, मॉडल को दुनिया तक खोलने वाला कदम था। 2000 में बाजार में आई NHW11 - दूसरी पीढ़ी - एशिया, अमेरिका, यूरोप और ऑस्ट्रेलिया में सीमित मात्रा में बिकने वाली पहली Prius थी; अमेरिकी कीमत 19,995 अमेरिकी डॉलर थी। इसका उत्पादन Motomachi कारखाने में मई 2000 – जून 2003 के बीच हुआ और 33,411 इकाइयाँ पूरी हुईं। यह Honda Insight के बाद अमेरिकी बाजार में दूसरी सीरियल उत्पादित हाइब्रिड थी।

विशेषताNHW10NHW11
बिक्री शुरुआतदिसंबर 19972000
बाजारकेवल जापानएशिया, अमेरिका, यूरोप, ऑस्ट्रेलिया
उत्पादन कारखानाTakaokaMotomachi
उत्पादन अवधिदिसंबर 1997 – फरवरी 2000मई 2000 – जून 2003
उत्पादन संख्या37,42533,411

पहली पीढ़ी ने कुल मिलाकर लगभग 123,000 इकाइयाँ बेचीं। वाणिज्यिक तस्वीर एक स्पष्ट सच्चाई सामने लाती है: Toyota ने बताया कि NHW10 में हर वाहन पर नुकसान हुआ, और NHW11 में लागत ही निकली। दूसरे शब्दों में, लॉन्च का मूल्य बिक्री के आंकड़ों में नहीं, बल्कि तकनीक को सिद्ध करने में था।

वास्तविक ईंधन खपत कितनी है और आज भरोसेमंद है?

पहली पीढ़ी के Prius का दक्षता, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस वाहन की बात हो रही है और इसे कैसे मापा गया है। अमेरिकी बाजार के NHW11 के लिए मालिक ठीक से गाड़ी चलाने पर 50–60 mpg (लगभग 3.9–4.7 L/100 km), और अधिक आक्रामक उपयोग में ~35 mpg बताते हैं; सामान्य औसत मान 46–50 mpg या संयुक्त ~41 mpg बताए जाते हैं। यह याद रखना पर्याप्त है कि ये संख्याएँ मालिकों के डेटा पर आधारित हैं और ज्यादातर NHW11 का ही जिक्र है; NHW10 का अपने चक्र में लक्ष्य पहले से ही प्रति लीटर 20 किमी के आसपास था।

विश्वसनीयता का पक्ष 25 साल से अधिक उपयोग के परिणामस्वरूप परिपक्व हो चुका है। मालिक पहली पीढ़ी में खराबी रहित संचालन और मजबूत बैटरी अनुभवों की गवाही देते हैं; पाँच पीढ़ियों की विश्वसनीयता तुलना में पहली पीढ़ी का मूल्यांकन Consumer Reports और NHTSA आंकड़ों के साथ किया जाता है। रखरखाव में ध्यान देने योग्य बिंदु विशिष्ट हैं: उदाहरण के लिए कार्बन जमाव से बंद हो सकने वाले घटक। संक्षेप में, यह किसी खराब तकनीक की नहीं, बल्कि सही रखरखाव के साथ दीर्घायु प्राप्त करने वाले ट्रांसमिशन सिस्टम की कहानी है।

क्या Prius की जड़ें 1900 तक जाती हैं?

हाँ - इसका वंश वृक्ष आश्चर्यजनक रूप से पुराना है। फर्डिनेंड पोर्श ने पहली हाइब्रिड कार को 1900 में प्रोटोटाइप के रूप में डिज़ाइन किया: Lohner-Porsche Semper Vivus. हाइब्रिड संस्करण 1901 में Lohner-Porsche Mixte के रूप में बेचा गया। आधुनिक Prius की उत्पत्ति को लगभग सौ साल पहले के इस वाहन से जोड़ने वाले इतिहास संयोग नहीं हैं: श्रृंखला-समानांतर शक्ति प्रवाह को प्रबंधित करने की समस्या 1900 से अपरिवर्तित है; जो बदला है, वह उसे हल करने वाले घटकों - बैटरियों और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स - का परिपक्व होना है।

इनके बीच के दशकों में एक-दूसरे से स्वतंत्र प्रयास हुए: 1973 में इलेक्ट्रिकल इंजीनियर विक्टर वौक ने 1972 Buick Skylark आधारित एक हाइब्रिड प्रोटोटाइप बनाया। Owen Magnetic, जिसमें इंजन बैटरियों को चार्ज करके इलेक्ट्रिक मोटर को बिजली देता था, शुरुआती हाइब्रिड में से एक था। 1969 GM XP 512 और 1980 की छह पहियों वाली Briggs & Stratton परियोग भी इसी लंबी और निरंतर प्रयोग की परंपरा से संबंधित है। आधुनिक लहर का दूसरा अग्रदूत, 1999 के अंत में दो सीटों वाली लिफ्टबैक के रूप में बाजार में आई Honda Insight बनी।

लॉन्च का दीर्घकालिक प्रभाव

1997 लॉन्च के मापने योग्य परिणामों में से एक आज हमारे पास है: Prius परिवार की कुल संख्या जनवरी 2017 में 6.1 मिलियन इकाइयों तक पहुँच गई और इसने Toyota द्वारा 1997 के बाद से बेचे गए 10 मिलियन हाइब्रिड में से 61% हिस्सा बनाया; यह मॉडल 90 से अधिक बाजारों में बिकता है। एक नए प्रमाण के रूप में तकनीकी है: जुलाई 2023 में एक 2024 Prius LE ने लॉस एंजिल्स-न्यूयॉर्क के बीच 5,150 किमी की यात्रा में हाइपरमाइलिंग तकनीकों से 100 किमी पर 2.52 लीटर के साथ गिनीज रिकॉर्ड बनाया; सामान्य ड्राइविंग में नवीनतम पीढ़ी 100 किमी पर 4.06 लीटर तक की दक्षता प्रदान करती है।

जल्दी विकास की कठिनाई भी अभिलेखों में दर्ज हुई: टोयोटा के इंजीनियरों ने पाया था कि टेस्ट ड्राइव में प्रोटोटाइप का ईंधन दक्षता एक सामान्य Corolla से भी खराब थी। वहाँ से बड़े पैमाने के उत्पादन और आज के मूल्यों तक का सफर, वास्तव में इंजीनियरिंग अनुशासन की ही देन है। परियोजना को 30 अक्टूबर 2024 को टोयोटा सिटी में आयोजित एक समारोह में IEEE Milestone से सम्मानित किया गया; पट्टिका का पाठ इस बात पर बल देता है कि वाहन में आंतरिक दहन इंजन और दो विद्युत मोटरों का उपयोग होता है तथा ड्राइविंग के दौरान खोई ऊर्जा को पुनर्प्राप्त किया जाता है। उचियामादा ने भी समारोह में संक्षिप्त भाषण दिया।

निष्कर्ष: दो साल, एक निर्णय और एक उद्योग का रूपांतरण

G21 कहानी की इंजीनियरिंग व्याख्या यह है: सही तकनीक हमेशा सबसे आसान विकल्प नहीं होती। टीम का पहला उत्तर सुरक्षित था - डायरेक्ट इंजेक्शन इंजन और कुशल ट्रांसमिशन। उच्च प्रबंधन द्वारा थोपी गई "दोगुनी दक्षता या रद्द" की शर्त ने टीम को एक अप्रमाणित आर्किटेक्चर की ओर धकेल दिया; पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरी पक्ष की भविष्यवाणियों ने इस जोखिम को वहन करने योग्य बना दिया। एक अप्रमाणित तकनीक को आधिकारिक अनुमोदन से बड़े पैमाने के उत्पादन तक लगभग दो वर्षों में पहुँचाना, दक्षता के दावे से भी आगे एक प्रबंधन और उत्पादन सफलता है। दिसंबर 1997 में जापान में निकली वह पहली गाड़ी, घाटे का उत्पाद होकर शुरू हुई लेकिन हाइब्रिड युग के संदर्भ बिंदु के रूप में इतिहास में दर्ज हो गई।

स्रोत