Lohner-Porsche से Prius तक, हाइब्रिड कार की सदी-पुरानी यात्रा

दुनिया की पहली हाइब्रिड कार लोहर-पोर्श है, जिसे 1900 और 1901 के बीच फर्डिनेंड पोर्श द्वारा वियना में डिज़ाइन किया गया था: पेट्रोल से बिजली उत्पन्न करने वाली सीरीज़ हाइब्रिड सिद्धांत पर काम करने वाला यह वाहन आज की हाइब्रिड कारों का सीधा पूर्वज है। पहली बड़े पैमाने पर उत्पादित हाइब्रिड वाहन 1997 की टोयोटा प्रियस थी; पहली हाइब्रिड के प्रदर्शनी के पेरिस और पहली बड़े पैमाने पर उत्पादित हाइब्रिड के लॉन्च के बीच की दूरी पूरे 97 साल, यानी लगभग एक सदी है।

एक इलेक्ट्रिशियन के शिक्षु से पहली हाइब्रिड तक: फर्डिनेंड पोर्श की लोहर-पोर्श

कहानी 1893 में, 18 साल के एक युवा इंजीनियर के वियना की Béla Egger & Co. इलेक्ट्रिकल कंपनी में प्रवेश से शुरू होती है। फर्डिनेंड पोर्श ने यहां वेलिंगटन एडम्स की अवधारणा पर आधारित पहला इलेक्ट्रिक ह्वील हब मोटर विकसित किया - मोटर को पहिए के अंदर रखकर गियरबॉक्स और ट्रांसमिशन की जरूरत को पूरी तरह समाप्त करने वाला, उस दौर के लिए एक क्रांतिकारी समाधान। पोर्श ने 1897 में रेस करके इस मोटर का परीक्षण किया और एक साल बाद, 23 साल की उम्र में जैकब लोहर कारखाने में नौकरी पाई।

पहले उत्पाद पूरी तरह इलेक्ट्रिक थे: दो सामने के पहियों में हब मोटर वाले, बैटरी से चलने वाले वाहन। प्रत्येक मोटर 2.5-3.5 hp उत्पन्न करती थी और कुछ समय के लिए 7 hp तक पहुंच सकती थी। 1898 में "System Lohner-Porsche" को यूरोपीय प्रेस में बड़ी रुचि मिली; उसी वर्ष पोर्श द्वारा डिज़ाइन किया गया Egger-Lohner C.2 Phaeton 3-5 PS की शक्ति और 25 km/h की अधिकतम गति के साथ सड़कों पर उतरा। 1900 पेरिस एक्सपो में प्रस्तुत लोहर-पोर्श Electromobile दो 2.5 PS मोटरों के साथ 37 km/h की गति तक पहुंच सकता था।

सेम्पर विवस और मिक्स्टे: सीरीज़ हाइब्रिड सिद्धांत का जन्म

असली क्रांति 1900 में आई। पोर्श ने दुनिया की पहली कार्यशील हाइब्रिड को डिज़ाइन किया: सेम्पर विवस. तर्क की श्रृंखला आज भी शिक्षणीय है - चूंकि इलेक्ट्रिक वाहन की सबसे बड़ी समस्या बैटरी की सीमित ऊर्जा घनत्व थी, पोर्श ने बैटरी ले जाने के बजाय वाहन के भीतर बिजली उत्पन्न करने का विकल्प चुना। दो पानी से ठंडा होने वाले 3.5 PS DeDion Bouton पेट्रोल इंजन दो जनरेटर चलाते थे; प्रत्येक जनरेटर 20 एम्पियर और 90 वोल्ट उत्पन्न करता था। यानी पेट्रोल इंजन पहियों को कोई शक्ति नहीं भेजता था, बल्कि केवल बिजली उत्पन्न करता था। इस आर्किटेक्चर को आज सीरीज़ हाइब्रिड कहते हैं और आधुनिक रेलवे लोकोमोटिव का बड़ा हिस्सा आज भी उसी सिद्धांत पर काम करता है। प्रोटोटाइप 1,200 kg के साथ अपने युग के मानकों के अनुसार भी भारी था।

1901 में यह अवधारणा बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार रूप में लोहर-पोर्श मिक्स्टे इसी नाम से बिक्री के लिए पेश हुआ। ऑस्ट्रियाई Daimler से लिया गया 5,5 लीटर का 25 hp चार-सिलिंडर इंजन जनरेटर को चलाता था। पहली सीरीज़ की पाँच गाड़ियाँ बिकीं; पहली गाड़ी उस नाम को पाई जो कार के शौकीन जानते हैं - Emil Jellinek। इंजीनियरिंग वाला पक्ष चल रहा था; अर्थशास्त्र वाला पक्ष नहीं चल रहा था: Mixte की कीमत उपकरण के अनुसार 14.400–34.028 क्राउन तक पहुँच जाती थी, जो इसी तरह के पारंपरिक वाहनों की कीमत के लगभग दोगुने पर बिकता था। 1900–1905 के बीच कुल 11 हाइब्रिड ही खरीदारों को मिले; उसी अवधि में लगभग 65 पूरी तरह बिजली से चलने वाली Lohner-Porsche बिकीं।

फिर भी परियोजना जीवित थी: Porsche ने 1902 की Exelberg रैली Mixte से जीती, उसी वर्ष एक्सल ज्योमेट्री के लिए पेटेंट हासिल किया, 1905 में Potting Prize पुरस्कार जीता और 1906 में Austro-Daimler में मुख्य डिज़ाइनर बन गया। एक और दिलचस्प विवरण: Lohner-Porsche का व्हील हब मोटर आर्किटेक्चर एक ऐसा दृष्टिकोण बना जिस पर Apollo चंद्र यान के लिए भी काम किया गया। 2007–2011 के बीच Porsche संग्रहालय ने Karosseriebau Drescher के साथ तीन वर्ष काम करके Semper Vivus की चालू हालत की एक प्रतिकृति बनाई और 2011 New York Auto Show में प्रदर्शित की - इस बात के प्रमाण के रूप में कि पहला हाइब्रिड अपने इंजन से दोबारा चल सकता था।

प्रारंभिक काल के प्रोटोटाइप और लगभग 80 वर्षों का सन्नाटा

Porsche के बाद यह विचार मरा नहीं, पर फैला भी नहीं। 1905 में H. Piper की हाइब्रिड अवधारणा सामने आई; 1916 में शिकागो स्थित Woods Motor Vehicle Company ने Dual Power मॉडल पेश किया - चार-सिलिंडर आंतरिक दहन इंजन के साथ बिजली को जोड़ने वाला, शानदार पर अंततः व्यावसायिक रूप से अभिशप्त एक प्रयास। Woods के प्रयास के माध्यम से समग्र तस्वीर पढ़ना संभव है: हाइब्रिड 1910 के दशक तक बनते रहे, पर ऊँची कीमत और कम शक्ति के कारण बुरी तरह बिके।

फिर लगभग 80 वर्षों तक हाइब्रिड इंजीनियरिंग की किताबों में एक फुटनोट से आगे नहीं बढ़ा। इसके कई मापने योग्य कारण हैं: अमेरिका में सड़कें बेहतर होने के साथ रेंज की चिंता कम हुई, टेक्सास के पेट्रोल ने गैसोलीन की कीमत को ऐतिहासिक रूप से निम्न स्तर पर ले आया, आंतरिक दहन इंजन की विश्वसनीयता बढ़ी। इन तीन कारकों के संगम में बिजली के वाहन 1935 तक लगभग पूरी तरह गायब हो गए; हाइब्रिड अपनी ऊँची लागत और कम रेंज के फायदे को पूरा न कर पाने वाली धीमी गति के साथ इस पीछे हटने का हिस्सा बने। सही तकनीकी विचार को सही आर्थिक परिस्थितियों की प्रतीक्षा करनी पड़ी।

1997 Toyota Prius: सीरीज़ उत्पादन हाइब्रिड कैसे साकार हुआ?

Toyota की हाइब्रिड यात्रा असल में 1968 में, प्रोजेक्ट जनरल मैनेजर केन्या नाकामुरा के साथ शुरू हुई थी - लेकिन व्यावहारिक परिणाम तक पहुँचने में तीस साल लगे। 1997 में Toyota, दुनिया की पहली सीरियल प्रोडक्शन हाइब्रिड कार Prius के लॉन्च के लिए तैयार थी। लॉन्च का महीना कंपनी के रिकॉर्ड में अक्टूबर से दिसंबर के बीच अलग-अलग दिखता है; यह निश्चित है कि वाहन 1997 में जापान में सड़कों पर उतरा और लॉन्च वर्ष में जापान में "Car of the Year" पुरस्कार जीता।

Prius का प्रभाव संख्यात्मक रूप से भी देखा जा सकता है। पहली पीढ़ी जब 2000 में अमेरिकी बाज़ार में आई तो 97 hp की संयुक्त शक्ति प्रदान करती थी - एक साधारण फैमिली सेडान की शक्ति, लेकिन पेट्रोल खपत की कहानी बिल्कुल अलग थी। 1997 Prius, पेट्रोल और बिजली की शक्ति को एक ही पैकेज में जोड़ने वाले पहले सीरियल प्रोडक्शन वाहन के रूप में ऑटोमोटिव उद्योग की दिशा बदल दी; सदी पहले Porsche द्वारा स्थापित सीरियल हाइब्रिड की अवधारणा अब लाखों वाहनों में काम कर रही थी। Prius की वंशावली को सीधे 1900 के दशक के उस वियना प्रोटोटाइप से जोड़ने वाले अध्ययन आज भी संग्रह-आधारित इतिहास लेखन का विषय बने हुए हैं।

Honda Insight: अमेरिका में पहली हाइब्रिड

पहली लहर में Toyota के साथ एक और अग्रदूत मौजूद था: Honda. Honda ने उत्तरी अमेरिका की पहली सीरियल प्रोडक्शन हाइब्रिड 1999 में पेश की: Insight. तीन दरवाज़ों और दो सीटों वाले लिफ्टबैक कूपे रूप वाली पहली पीढ़ी (1999-2006), Prius के अमेरिका आने से पहले दिसंबर 1999 में अमेरिकी बाज़ार में प्रवेश किया और अमेरिका में बिकने वाली पहली पेट्रोल-बिजली हाइब्रिड बनी। वाहन की विकास अवधि लगभग तीन साल थी। Honda के हाइब्रिड साहसिक अभियान के अल्पकालिक परिणाम भी उल्लेखनीय हैं: ब्रांड ने हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक बिक्री के 25 वर्ष पूरे किए और हाइब्रिड मॉडल आज इसकी बिक्री का 25 प्रतिशत से अधिक हिस्सा हैं।

बैटरी तकनीक का परिपक्व होना: NiMH से लिथियम-आयन तक

हाइब्रिड की सदी-भर की यात्रा में सबसे महत्वपूर्ण हार्डवेयर घटक बैटरी है। पहले Prius में निकल-मेटल-हाइड्राइड (NiMH) बैटरियाँ इस्तेमाल हुईं, जो सड़कों पर चलने वाली सीरियल प्रोडक्शन हाइब्रिड को चलाने वाली पहली बैटरी थीं। NiMH की इंजीनियरिंग प्रोफ़ाइल अपने कार्य के अनुकूल थी: ऊर्जा घनत्व लेड-एसिड से काफी अधिक, लिथियम-आयन से कम था। क्लासिक हाइब्रिड के लिए यह पर्याप्त था, क्योंकि बैटरी निरंतर चार्ज-डिस्चार्ज चक्र में एक छोटे बफर का काम करती थी - वाहन को चार्ज नहीं किया जाता था।

जब प्लग-इन हाइब्रिड और पूर्ण इलेक्ट्रिक वाहन आए तो समीकरण बदल गया: लंबी इलेक्ट्रिक रेंज का मतलब अधिक ऊर्जा घनत्व था। पिछले दशक में NiMH को काफी हद तक अधिक शक्तिशाली, कॉम्पैक्ट और टिकाऊ लिथियम-आयन बैटरियों से बदल दिया गया; आज अधिकांश प्लग-इन हाइब्रिड और पूर्ण इलेक्ट्रिक वाहन लिथियम-आयन का उपयोग करते हैं। यह भी ज्ञात है कि Toyota ने अपनी लोकप्रिय हाइब्रिड में NiMH से लिथियम-आयन पर स्विच किया है। सारांश तालिका सरल है: क्लासिक हाइब्रिड में NiMH, प्लग करने वाली हर चीज़ में लिथियम-आयन।

प्लग-इन हाइब्रिड युग: चार्जेबल हाइब्रिड का उदय

हाइब्रिड का नया चरण यह था कि बैटरी को घर के सॉकेट से भी चार्ज किया जा सके। Prius Plug-in Hybrid का पहला जनरेशन 2012-2016 के बीच निर्मित हुआ; पहली पीढ़ी को सामान्य रूप से अपर्याप्त पाया गया - इलेक्ट्रिक रेंज लगभग 15 मील थी, जबकि उसी अवधि में Chevrolet Volt 35 मील की पेशकश कर रहा था। दूसरी पीढ़ी 2016 में आई, और तीसरी पीढ़ी को 2023 मॉडल Prius Prime के रूप में परिभाषित किया गया।

जर्मन पक्ष में भी इसी दिशा में प्रगति है: Porsche ने 2010 में Cayenne S Hybrid के साथ हाइब्रिड की ओर कदम बढ़ाया, 2011 Panamera S Hybrid 6.8 l/100 km NEDC खपत के साथ 380 PS पेश कर रहा था। 2015 Panamera S E-Hybrid को अपने सेगमेंट की पहली प्लग-इन हाइब्रिड के रूप में पेश किया गया; 2013 918 Spyder ने 6.8 kWh लिथियम-आयन बैटरी और 31 किमी इलेक्ट्रिक रेंज के साथ प्लग-इन हाइब्रिड प्रदर्शन की सीमा तय की और 6:57 के Nordschleife लैप के साथ रिकॉर्ड बनाया। 1900 में दो जनरेटरों के साथ शुरू हुआ विचार, अब ट्रैक रिकॉर्ड बनाने वाले पावरट्रेन का मेजबान बन गया है।

सदी का सबक: अच्छी इंजीनियरिंग को 80 साल क्यों प्रतीक्षा करनी पड़ी?

Lohner-Porsche से Prius तक फैली श्रृंखला का शिक्षाप्रद पहलू तकनीकी नहीं, बल्कि आर्थिक है। Porsche का 1900 का समाधान इंजीनियरिंग के रूप में सुसंगत था - इतना सुसंगत कि सीरीज़ हाइब्रिड का सिद्धांत आज लोकोमोटिव से लेकर सुपर स्पोर्ट्स कारों तक हर जगह है। जो कमी थी, वह बाजार की तैयारी थी: बैटरी लागत, पेट्रोल की कीमतें, सड़कें और शहरों की उत्सर्जन अपेक्षाएं 1997 तक संरेखित नहीं हुई थीं। Prius उसी क्षण पैदा हुआ जब ये चार पैरामीटर एक साथ सही स्थिति में आए; Honda Insight उसके ठीक पीछे, एक अलग तकनीकी दृष्टिकोण के साथ आया।

आज पीछे मुड़कर देखने पर तस्वीर स्पष्ट है: हाइब्रिड कोई एक आविष्कार नहीं, बल्कि लगभग एक सदी का संचय है। 1900 का Semper Vivus कॉन्सेप्ट, 1916 Woods Dual Power की साहसिकता, 1997 Prius का सामूहिक उत्पादन निर्णय और 2012 से व्यापक होती प्लग-इन आर्किटेक्चर, एक ही तर्क की श्रृंखला की कड़ियां हैं। श्रृंखला की अगली कड़ी बैटरी केमिस्ट्री में लिथियम-आयन संक्रमण के साथ पहले से ही आकार ले रही है।

स्रोत

• Lohner-Porsche
• पोर्शे का इतिहास बिजली से शुरू होता है
• प्रो. फर्डिनेंड पोर्शे ने पहली कार्यशील हाइब्रिड कार बनाई
• इलेक्ट्रिक कार का इतिहास
• वुड्स मोटर व्हीकल
• यह पहली हाइब्रिड नहीं थी, लेकिन 1917 वुड्स डुअल पावर...
• मील के पत्थर: टोयोटा प्रियस, दुनिया की पहली बड़े पैमाने पर निर्मित हाइब्रिड वाहन, 1997
• प्रियस का विकास और हाइब्रिड रणनीति
• इनोवेशन की ड्राइविंग: टोयोटा प्रियस के 25 वर्ष का उत्सव
• प्रियस का विकास
• टोयोटा प्रियस ने ऑटो उद्योग को बदल दिया
• होंडा इनसाइट
• होंडा ने हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक बिक्री के 25 वर्ष पूरे किए
• इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी
• टोयोटा प्रियस प्लग-इन हाइब्रिड