टेस्ला से पहले: हाइब्रिड और RAV4 EV - इलेक्ट्रिक ने शुरुआती दौर में निराश क्यों किया?

बिजली की कार दो बार जन्मी और दो बार पीछे खींच ली गई; जब NiMH पेटेंट्स एक ही हाथ में आ गए, तो रास्ता तभी दोबारा खुला जब लिथियम-आयन आया।
बिजली की कार दो बार जन्मी और दो बार पीछे खींच ली गई; जब NiMH पेटेंट्स एक ही हाथ में आ गए, तो रास्ता तभी दोबारा खुला जब लिथियम-आयन आया।

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टेस्ला से पहले के दौर में इलेक्ट्रिक कार दो बार जन्म ली और दो बार पीछे हट गई: कैलिफोर्निया के ज़ीरो एमिशन नियम ने Toyota RAV4 EV और Honda EV Plus जैसी पूरी तरह इलेक्ट्रिक अग्रणी कारों को जन्म दिया, जबकि हाइब्रिड तकनीक के उभार और nickel-metal-hydride (NiMH) बैटरी पेटेंट का एक ही हाथ में केंद्रित होना इस शुरुआती इलेक्ट्रिक लहर को 2000 के दशक की शुरुआत में समाप्त कर दिया। रास्ता तब खुला जब 2008 में लिथियम-आयन वाला Tesla Roadster आया। यह पेज बताता है कि उस सेतु काल ने कैसे काम किया और इलेक्ट्रिक कार एक बार फिर क्यों टल गई, तकनीकी आंकड़ों के साथ।

मुख्य बातें

  • RAV4 EV: 1997-2003 के बीच लगभग 1,900 यूनिट, जिनमें से 1,484 कैलिफोर्निया में
  • NiMH पैक: 24 सेल, ~27 kWh, EPA रेंज 95 मील (153 किमी)
  • Honda EV Plus: केवल ~300 लीज़ (अमेरिका), 1999 में Insight के पक्ष में बंद कर दिया गया
  • CARB ZEV अनुपात: 1998 से 2%; 2003 में अधिकांश अनिवार्यता हटा ली गई
  • Tesla Roadster, 2008: लिथियम-आयन के साथ 392 किमी रेंज

इलेक्ट्रिक को जन्म देने वाला नियम: कैलिफोर्निया ZEV अनिवार्यता

1990 के दशक में पूरी तरह इलेक्ट्रिक कारों का फिर से चर्चा में आना बाज़ार की मांग का नहीं, बल्कि नियामक दबाव का नतीजा था। कैलिफोर्निया एयर रिसोर्सेज बोर्ड (CARB) ने 1990 में अपनाए गए लो एमिशन व्हीकल नियम के साथ नई वाहन बिक्री का 10% ज़ीरो एमिशन होना अनिवार्य कर दिया। समय-सीमा ठोस थी: 1998 से बड़े निर्माताओं की राज्य के भीतर नई हल्की वाहन बिक्री का 2% एमिशन-मुक्त होना आवश्यक था।

इस अनुपात को पूरा करने के लिए निर्माताओं को वास्तविक उत्पाद विकसित करने पड़े। GM EV1, Toyota RAV4 EV और Honda EV Plus इसी काल के उत्पाद हैं। उनकी समानता ध्यान खींचती है: तीनों कैलिफोर्निया तक सीमित थीं, तीनों मुख्य रूप से लीज़ के माध्यम से उपलब्ध कराई गईं और तीनों का जीवनकाल 2000 के दशक की शुरुआत में समाप्त हो गया। यानी इलेक्ट्रिक कार एक उपभोक्ता उत्पाद के रूप में नहीं, बल्कि एक कानूनी नियम के परिणाम के रूप में जन्मी - और इसने आगे होने वाली हर चीज़ को निर्धारित किया।

Toyota RAV4 EV: शुरुआती इलेक्ट्रिक का सबसे ठोस उदाहरण

RAV4 EV इस काल में निर्मित ऐसा वाहन है जो आज देखने पर सबसे अर्थपूर्ण लगता है; क्योंकि उसने एक कॉम्पैक्ट SUV बॉडी में वास्तविक दैनिक प्रयोगयोग्यता शामिल की थी। तकनीकी तस्वीर स्पष्ट बोलती है: पैक में 24 यूनिट 12V 95Ah Panasonic NiMH सेल थे, कुल क्षमता लगभग 27 kWh. EPA रेंज 95 मील (153 किमी), अधिकतम गति 78-85 मील/घंटा के बीच सीमित थी, और 0-60 मील/घंटा का समय लगभग 18 सेकंड था। इंडक्टिव Magne Charge सिस्टम से 6 kW चार्जिंग यूनिट पूरा चार्ज लगभग 5 घंटे में पूरा करती थी।

स्थायित्व का पक्ष भी दावेदार था। कुछ RAV4 EV ने मूल बैटरी पैक के साथ 150,000 मील (240,000 किमी) से अधिक सफ़र तय किया; Toyota ने वाहन को अमेरिका लाने से पहले जापान में दो साल में 300,000 मील परीक्षण किया। 2012 के मध्य तक लगभग 500 पहली पीढ़ी के वाहनों का अब भी कैलिफोर्निया की सड़कों पर उपयोग में होना दिखाता है कि NiMH रसायन EV के लिए तकनीकी रूप से पर्याप्त था - समस्या इंजीनियरिंग में नहीं, बल्कि नीचे देखे जाने वाली अर्थव्यवस्था और पेटेंट संरचना में थी।

उत्पादन संख्या और लीज़िंग मॉडल

पहले फ्लीट डिलीवरी 1997 किराये पर देना शुरू हुआ; 2001 में छोटे व्यवसायों के लिए एकल-वाहन फ्लीट किराया शुरू हुआ और मार्च 2002 में कॉर्पोरेट नीति परिवर्तन के साथ सार्वजनिक बिक्री शुरू हुई। लेकिन सार्वजनिक विस्तार केवल प्रतीकात्मक रहा: केवल 328 इकाइयां सार्वजनिक रूप से बेचीं या किराए पर दी गईं - प्रतीक्षा सूचियां थीं, फिर भी कार्यक्रम समाप्त कर दिया गया। अंतिम 328 वाहनों में से कुछ को पुर्जों की कमी के कारण मैन्युअल रूप से पुर्जों से पूरा किया गया; डिलीवरी सितंबर 2003 तक चली। 1997-2003 का कुल योग लगभग 1,900 इकाइयां था: इनमें से लगभग 1,500 अमेरिका में (कैलिफोर्निया में 1,484) और 400 जापान में थीं।

वर्षलगभग संख्या
199769
1998359
1999255
2000106
2001160
2002600
2003 (पहली छमाही)28

मूल्य संरचना भी कार्यक्रम की कठिनाई को समझाती है: स्टिकर मूल्य 42,000 USD था; 9,000 USD के कैलिफोर्निया ZIP अनुदान (2003 में घटकर 5,000) और 4,000 USD के संघीय कर क्रेडिट के साथ प्रभावी लागत लगभग 29,000-33,000 USD तक गिर गई। Toyota ने उत्पादन जारी रखने या फिर से शुरू करने के लिए हजारों आदेशों की आवश्यकता का दावा किया। कंपनी ने किराया अवधि समाप्त होने वाले वाहनों को वापस लेकर नष्ट करना शुरू किया; 2005 में DontCrush.com (बाद में Plug In America) के साथ हुई सहमति ने विनाश को रोक दिया। कार्यक्रम का अंत, CARB द्वारा 2003 में ZEV अनिवार्यता के बड़े हिस्से को हटाकर उसकी जगह आंशिक शून्य-उत्सर्जन वाहन (PZEV) और SULEV श्रेणियां रखने के एक दिन बाद घोषित किया गया। समय निश्चित रूप से साबित करता है कि कारण कानून था।

Honda EV Plus: उसी परिदृश्य का संक्षिप्त संस्करण

Honda ने 1997-1999 के बीच EV Plus को Kiralfifornia मंच पर आजमाया और अमेरिका में लगभग 300, कुल मिलाकर 330 वाहन किराए पर दिए। उत्पादन 1999 में - Honda के पहले हाइब्रिड वाहन Insight की घोषणा के तुरंत बाद - बंद कर दिया गया। किराया अवधि समाप्त होने पर लगभग सभी वाहन Honda द्वारा वापस ले लिए गए और अधिकांश को रीसायकल कर दिया गया; कुछ को विश्वविद्यालयों को दान कर दिया गया। Honda की तरफ कहानी छोटी है लेकिन पैटर्न वही है: किराए तक सीमित परीक्षण, हाइब्रिड के आगमन के साथ बंद हुआ पर्दा। Honda ने 2002 में FCX ईंधन सेल वाहन किराए पर देना शुरू किया; यानी कंपनी की विद्युतीकरण में रुचि समाप्त नहीं हुई, लेकिन पूर्ण बैटरी वाले EV को इस दशक में एक बार फिर हटा दिया गया।

NiMH बैटरी बाधा: दावा है या रिकॉर्ड?

प्रारंभिक इलेक्ट्रिक लहर की मृत्यु के कारणों की सूची में सबसे विवादित पंक्ति बड़ी ऑटोमोटिव NiMH बैटरियों की पेटेंट बाधा है। घटनाओं की श्रृंखला इस प्रकार आगे बढ़ती है: NiMH EV-95 बैटरी के विश्वव्यापी पेटेंट अधिकार - जो GM से खरीदे गए थे - Chevron के Texaco के साथ विलय के साथ Chevron के नियंत्रण में चले गए। Chevron की इकाई ने Toyota और Panasonic के खिलाफ 30,000,000 USD क्षतिपूर्ति जीती; बड़ी NiMH बैटरी उत्पादन लाइन बंद कर दी गई और हटा दी गई। मुकदमा, ICC अंतर्राष्ट्रीय मध्यस्थता न्यायालय में पक्षों पर लगाए गए गोपनीयता आदेश के कारण सार्वजनिक रूप से घोषित किए बिना समाप्त हुआ। पेटेंट 2014 के अंत तक Chevron के पास रहे और इस दौरान यह दावा किया गया कि केवल इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए अनुपयुक्त छोटी NiMH बैटरियों की अनुमति दी गई।

Bu noktada ayrım yapmak gerekir. 30 milyon dolarlık gizli tahkim kararı ve üretim hattının sökülmesi kayıtlı, somut olaylardır; buna karşılık Chevron'un bilinçli bir bastırma stratejisi yürüttüğü iddiası, savunucu çevrelerden gelen bir yorum olarak kalmaktadır. NiMH'ın mucidi Dr. Stan Ovshinsky, GM'e karşı çıkarak NiMH batarya takılı bir EV1 ile 200 millik yolculuk yapmış ve NiMH'ın EV için pratik olduğunu göstermek istemişti. Diğer yandan Toyota, sonlanma için pratik gerekçeler öne sürüyor: on binlerce sipariş eşiği ve 1996 gövdeli RAV4'ün eskimiş olması. İki açıklama birbirini dışlamıyor - düzenleyici geri çekilme talebi kuruttu, patent konsolidasyonu ise alternatif üreticilerin sahneye girmesini zorlaştırdı.

Prius और हाइब्रिड: बीच का रास्ता, पर किस दिशा में?

हाइब्रिड में Toyota का निवेश संयोग नहीं, बल्कि एक जानबूझकर किया गया इंजीनियरिंग निर्णय था। कंपनी के अपने इतिहास-विवरण के अनुसार परियोजना आंशिक रूप से एक बाधा के कारण विलंबित हुई: उस समय हाइब्रिड वाहन की प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने वाली द्वितीयक, यानी रिचार्ज योग्य बैटरी उपलब्ध नहीं थी। Prius के विकास में कुशल हाइब्रिड ट्रांसमिशन डिज़ाइन करना और बैटरी प्रबंधन जैसी गंभीर तकनीकी चुनौतियां शामिल थीं। नतीजा 1997 में पेश किया गया और ऑटोमोबाइल उद्योग को बदल देने वाला एक उत्पाद बना - लेकिन चार्जिंग प्लग के बिना एक विद्युतीकरण।

RAV4 EV की विकास प्रक्रिया इस पसंद की छाया में रह जाती है। 1990 के दशक के प्रोटोटाइप मूल्यांकन में अधिक रेंज वाले NiMH संस्करण को चुना गया, जबकि ऊर्जा दक्षता लेड-एसिड (PbA) संस्करण की तुलना में कम थी। Toyota ने यह कहते हुए NiMH को चुना कि सीमित मात्रा वाले कार्यक्रम में दो बैटरी प्रकार विकसित करना व्यावहारिक नहीं था; इस निर्णय ने उच्च लागत और बिक्री मूल्य की ओर ले जाया। EV समर्थकों ने इसके ठीक विपरीत का तर्क दिया: NiMH का चयन होने से 1990 के दशक की कम लागत वाली PbA आधारित विद्युत कारों का रास्ता रुक गया। उपभोक्ताओं को डीलरशिप पर EV की जगह Prius की ओर मोड़े जाने की कथा, हाइब्रिड ने EV को विलंबित किया इस दावे के आधारों में से एक के रूप में बार-बार दोहराई जाती है। मापने योग्य सच्चाई यह है: हाइब्रिड क्रांति ने EV के लिए आवश्यक बैटरी प्रबंधन और विद्युत ट्रांसमिशन का अनुभव सामूहिक उत्पादन के पैमाने पर जमा किया - लेकिन उसी दशक में पूर्ण विद्युत कार को डीलरशिप की तख्तियों से हटवा भी लिया।

लिथियम-आयन ने ताला कैसे खोला: Tesla Roadster तक का रास्ता

Tesla'nın sırrı yeni bir batarya kimyası icat etmek değildi; tüketici elektroniğinin ölçek ekonomisini otomobile taşımaktı.

NiMH पर बंद किया गया दरवाजा, लिथियम-आयन ने किसी और जगह से खोला। Tesla Roadster (2008) लिथियम-आयन सेलों से निर्मित पहली हाईवे-कानूनी सामूहिक उत्पादन पूर्ण विद्युत ऑटोमोबाइल थी; इसकी रेंज 392 km तक पहुंची - जो RAV4 EV की 153 km से ढाई गुना से अधिक है। लिथियम-आयन ने जल्दी ही निकल और लेड को विद्युत वाहनों से बाहर कर दिया; Chevron के पास मौजूद NiMH पेटेंट 2014 के अंत में समाप्त होने तक, मंच पहले ही बदल चुका था।

Roadster की बैटरी पसंद भी उस दौर की तर्कशक्ति दिखाती है: विशेष बड़े फॉर्मेट वाले सेल के बजाय, पावर टूल उद्योग में सस्ता हो चुका 18650 बेलनाकार लिथियम-आयन सेल चुना गया; पहले पैकेज का प्रोटोटाइप कंप्यूटर बैटरियों को जोड़कर एक गैराज में बनाया गया। यानी Tesla का राज़ कोई नया केमिस्ट्री आविष्कार करना नहीं था - कंज्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स के स्केल इकोनॉमी को कार में ले जाना था। Toyota ने अपनी ओर से बहुत बाद में और संयमित वापसी की: 2012-2014 के बीच Tesla और Panasonic के सहयोग से विकसित दूसरी पीढ़ी का RAV4 EV केवल कैलिफोर्निया में बेचा गया, 2.600 यूनिट की उत्पादन सीमा के साथ सितंबर 2014 में समाप्त हुआ और अप्रैल 2015 तक 2.489 यूनिट बेचे गए।

निष्कर्ष: तैयार करने और टालने वाला वही एक दशक

Tesla से पहले के संक्रमण काल को इंजीनियर की नज़र से देखने पर दो तथ्य एक साथ सही हैं। पहला, Prius और हाइब्रिड परिवार ने बैटरी प्रबंधन, रीजेनरेशन और इलेक्ट्रिक पावरट्रेन के अनुभव को लाखों वाहनों के साथ परिपक्व करके Tesla Roadster की नींव तैयार की। दूसरा, पूर्ण इलेक्ट्रिक वाहन - एक मजबूत उत्पाद RAV4 EV सहित - कानून के नरम पड़ने, किराये पर आधारित व्यावसायिक मॉडल और NiMH पेटेंट के एक ही हाथ में केंद्रित होने के कारण एक और दशक इंतज़ार करने के लिए मजबूर था। पहली लहर के वाहन तकनीकी रूप से असफल नहीं हुए; व्यावसायिक और कानूनी ढांचा असफल हुआ। Roadster इसका प्रमाण था: वही भौतिकी, अलग बैटरी, अलग बिजनेस मॉडल - और इलेक्ट्रिक कार की दूसरी बहार।

स्रोत