Mimpi Hibrid Victor Wouk yang Ditolak pada Tahun 1970-an

Victor Wouk, pada awal 1970-an memproduksi sebuah prototip yang berfungsi dan memuat seluruh prinsip dasar mobil hibrit modern, untuk sebuah tender yang dibuka pemerintah AS dalam kerangka Clean Air Act. Kendaraan berbasis 1972 Buick Skylark ini mencapai pengurangan emisi hingga 91% dan menurunkan konsumsi bahan bakar di dalam kota secara signifikan; meskipun demikian, EPA tidak menyelesaikan program tersebut dan gagasan hibrit terkatup lemari selama puluhan tahun di AS. Kisah Wouk adalah salah satu contoh yang paling terdokumentasi tentang bagaimana mekanisme pengambilan keputusan, bukan teknologinya, dapat menunda sebuah teknologi.

Siapakah Victor Wouk dan bagaimana ia beralih ke kendaraan listrik?

Victor Wouk lahir pada 27 April 1919 di distrik Bronx, New York. Keluarganya adalah imigran Yahudi yang berasal dari Belarus saat ini; saudaranya Herman Wouk adalah seorang novelis terkenal. Victor meraih gelar sarjana dari Columbia pada 1939 dan doktor dari Caltech pada 1942; tesisnya membahas tentang listrik statis yang terbentuk selama pendistribusian bensin. Selama Perang Dunia II. ia bekerja di Westinghouse dalam penelitian yang berkaitan dengan Proyek Manhattan.

Karierrnya dibangun di atas elektronika daya. Pada 1956 ia mendirikan Beta Electric, salah satu pemasok peralatan tegangan tinggi terkemuka di AS; pada 1960 ia mendirikan Electronic Energy Conversion Corporation yang mengembangkan konverter AC/DC berdaya tinggi. Titik balik datang pada 1962: Atas permintaan Russell Feldmann, salah satu pendiri Motorola, ia beralih ke kendaraan listrik dan merancang kontrol kecepatan kendaraan listrik pertama berbasis solid-state untuk Henney Kilowatt - sebuah Renault Dauphine listrik. Setelah menjual perusahaannya ke Gulton Industries pada 1963, ia sepenuhnya terjun ke dunia baterai dan motor.

Kolaborasi AMC-Gulton pada pertengahan 1960-an membawanya pada pengalaman yang krusial. Konsep Amitron 1967 diperkenalkan dengan baterai ganda NiCad dan litium-nikel-fluorida, serta pengereman regeneratif; pada 1969 sebuah Rambler American dikonversi menjadi listrik dengan nama "Voltswagen" menggunakan 160 sel NiCad Gulton. Proyek-proyek ini membawa Wouk pada kesimpulan teknis yang pasti: kepadatan energi baterai timbal-asit dan NiCad pada masa itu tidaklah cukup untuk kendaraan listrik murni. Sejak 1970 ia mengalihkan seluruh perhatiannya ke solusi hibrit.

Bagaimanakah prototip hibrit 1972 Buick Skylark?

FCCIP dan syarat prototip yang dijual seharga satu dolar

Clean Air Act 1970 menyerukan pengurangan emisi kendaraan sebesar 95%. Untuk mendukung target ini, Federal Clean Car Incentive Program (FCCIP) dibentuk; 25 juta dolar per tahun dialokasikan untuk pembelian kendaraan beremisi rendah. Wouk mendirikan Petro-Electric Motors bersama kimiawan dan termodinamisiwan Charles Rosen - nama perusahaan itu diberikan oleh saudaranya Herman. Kontrak ditandatangani pada 1971 dan syarat-syaratnya tampak luar biasa jika dilihat dengan mata hari ini: prototip akan dibuat dengan sumber daya sendiri, dan 1 dolar akan dibayarkan saat penyerahan ke EPA. Jika kendaraan lulus uji, akan ada pembayaran 37.351 dolar, kemudian armada tahunan berisi 10 kendaraan, lalu pembelian 350 kendaraan.

Buick Skylark dipilih sebagai bodi, karena ruang mesinnya cukup lapang untuk menampung baik unit pembakaran maupun unit listrik. Petro-Electric membayar sekitar 2.700 dolar untuk kendaraan itu - sekitar 500 dolar di bawah MSRP. Wouk dan mitranya menanamkan total sekitar 300.000 dolar uang mereka sendiri.

Rincian teknis: hibrit paralel penuh, pada 1972

Powertrain merupakan kombinasi yang tidak biasa namun masuk akal di dunia otomotif saat itu. Mazda mengirimkan gratis dua mesin rotary Wankel 12A berkapasitas 1,1 liter dengan rotor ganda - unit yang digunakan di RX-2 dan menghasilkan 110 tenaga kuda bersih. Di sampingnya dipasang sebuah motor listrik DC berdaya 15-20 kW dan 20 unit baterai timbal-asid deep-cycle 6 volt tipe kereta golf. Sistem bekerja sebagai hibrit paralel penuh.

Yang paling mencolok adalah lapisan perangkat lunak dan kendali kendaraan tersebut. Sebuah mikroprosesor pengendali berbasis Intel 8008 mengelola fungsi-fungsi yang kini dianggap standar di setiap hibrit: start/stop, pengereman regeneratif, dan bergerak hanya dengan motor listrik saat mulai melaju. Jika dilihat dari mata seorang insinyur, draf pertama arsitektur Prius 1997 sudah berputar di jalan Ann Arbor pada 1972.

Angka performans berubah tergantung metode pengukuran: konsumsi dalam kota dicatat 55-60 mpg, sementara beberapa catatan menyebutkan angka sekitar 30 mpg dalam kerangka "lebih dari dua kali lipat efisiensi original". Di balik perbedaan itu ada perbedaan definisi seperti siklus uji dan mode mana yang dijadikan acuan; kedua angka menunjukkan bahwa kendaraan itu jelas lebih bersih dan hemat dibandingkan Skylark bensin standar pada masanya. Di sisi emisi, gambarannya jelas: kendaraan itu mencapai tingkat emisi sekitar 9% dari emisi mobil bensin pada masanya.

Mengapa EPA mengakhiri program hibrit tersebut?

Skylark adalah satu-satunya penawar di bawah FCCIP yang menghasilkan prototip hibrit dan fungsional. Kendaraan itu diuji di laboratorium EPA di Ann Arbor pada 1974; EPA melakukan pembayaran Fase I sesuai kontrak dan membayar 33.000 dolar kepada Wouk dan Rosen. Namun program itu tidak dilanjutkan.

Di balik keputusan itu ada perlawanan yang bersifat pribadi, bukan korporat. Wakil presiden Mobile Source Air Pollution Control EPA, Eric Stork, menentang ide kendera hibrida sejak awal dan mengancam akan menghentikan total program dengan berkata, "Kendaraan hibrida tidak akan diterima dalam kondisi apa pun." Agar pengujian dapat dilakukan, Wouk mengajukan permohonan ke National Science Foundation; Di hadapan komite khusus yang dibentuk, Stork mengalah, pengujian dilakukan, dan Wouk membuktikan bahwa seluruh syarat telah terpenuhi. EPA kemudian mengirimkan laporan 75 halaman sebagai alasan untuk tidak melanjutkan - dalam laporan tersebut, Stork mengakui bahwa kendaraan tersebut menghasilkan ekonomi bahan bakar yang lebih baik dan emisi yang lebih rendah, tetapi ia menulis secara gamblang bahwa keberatannya terhadap kendaraan hibrida bersifat "filosofis" dan ia tidak nyaman dengan keuntungan yang Wouk peroleh dari urusan ini.

Di dynamometer, mobil tersebut diatur agar hanya bekerja dengan baterai... Bukan teknologi yang terlalu praktis untuk otomotif. Bahkan hingga hari ini masih marginal.

Stork mempertahankan sikap skeptisismenya hingga kematiannya pada 2014. Wouk kemudian merangkum dalam satu kalimat bahwa pihak lawan telah menabrak tembok: "Hingga tahun 1976 saya begitu marah, begitu banyak energi yang hilang, hingga saya menyerah." Sisi tragis-fungsional dari proses ini adalah ketika petugas program Partnership for a New Generation of Vehicles dari pemerintahan Clinton pada 1993 ditanya oleh Wouk, mereka bahkan tidak mengetahui keberadaan FCCIP dari tahun 1970-an - memori institusional telah sedemikian terhapus.

Silsilah seratus tahun di balik prototipe

Skylark milik Wouk tidak lahir dari kehampaan. Ide kendaraan hibrida itu sendiri berasal dari masa bayi mobil: Ferdinand Porsche merancang mobil hibrida fungsional pertama di dunia, Semper Vivus, pada tahun 1900 - pada usia itu ia berada di kisaran 23-25 tahun. Versi yang dipasarkan, Lohner-Porsche Mixte, menjadi kendaraan komersial pertama yang menggunakan motor di hub roda. Satu abad kemudian, New York Times menelusuri silsilah Prius persis hingga kendaraan bertanggal 1900 tersebut.

Akar penggerak listrik membawa kita lebih jauh ke belakang: Ányos Jedlik membuat motor listrik pertama pada 1827, dan Robert Anderson mengembangkan kendaraan bermotornya sendiri antara 1832-39. General Electric memproduksi kendaraan listrik pada 1898-99 dan pada 1899 mencoba percobaan hibrida dengan mesin bensin empat silinder. Jadi ide yang ditolak EPA di pintu pada 1972 memiliki warisan sejarah 70 tahun sekaligus penerapan yang matang dari sisi rekayasa. Bahkan upaya pengembangan hibrida Toyota menjangkau hingga tahun 1968, ke manajer proyek Kenya Nakamura.

Pembatalan tersebut menunda mobil hibrida berapa tahun?

Penilaian umumnya menyebutkan keterlambatan selama dua dekade, dan definisi ini dapat diukur: teknologi tersebut siap pada tingkat prototipe pada 1970-an, sedangkan kendaraan hibrida konsumen pertama baru datang pada 1997 dengan Toyota Prius. Hibrida pertama di pasar AS adalah Honda Insight - pada Desember 1999 dengan sekitar 53 mpg, sebagai "mild hybrid" dengan sistem paralel; Prius menyeberangi Atlantik dengan tahun model 2000/2001. HTV-1 yang dikendalikan komputer, dikembangkan oleh GE Research Lab pada 1982, dianggap sebagai prototipe dari sistem Toyota dan Honda saat ini; Audi melakukan percobaannya sendiri pada 1989. Dengan kata lain, pintu yang ditutup di AS pada 1974 dibuka kembali sepuluh tahun kemudian oleh tim-tim teknik dari negara-negara lain.

Setelah jeda tersebut, pasar melaju cepat. Pada 2010, Chevy Volt menjadi plug-in hybrid pertama yang dijual secara komersial; penjualan PHEV global yang pada 2010 hanya di atas 300 unit mencapai 222.000 pada 2015 dan 7,2 juta pada 2025. Kematangan teknologi baterai dari asam timbal ke NiMH, lalu ke litium-ion adalah penggerak utama di balik kurva ini - tetapi keputusan konkret ada mengapa kurva itu dimulai pada 1997, bukan pada 1970-an: pengujian di Ann Arbor dan laporan 75 butir yang menyusulnya.

Bagaimana Wouk kembali ke panggung sejarah?

Setelah proyek selesai, Wouk tidak berhenti: ia menerbitkan lebih dari 100 makalah teknis, melakukan konsultasi termasuk untuk bus kota hibrida, dan memegang lebih dari 10 paten yang sebagian besar terkait penggerak hibrida atau listrik. Ditekankan bahwa hibrida pertama Toyota menggunakan prinsip dasar yang sama dengan Skylark. Ketika hibrida pertama tiba di AS, Wouk menyewa sebuah Prius 2001 berwarna putih, dan pada 2004 ia akhirnya merasa terbukti benar ketika menerima permintaan maaf dari rekan-rekan yang semula menentangnya.

Setelah kematiannya - 19 Mei 2005, di rumahnya di Manhattan, pada usia 86 tahun, karena kanker - ia disebut sebagai "baptis hibrida" dan "kakek dari kendaraan listrik dan hibrida di AS". Penghargaan atas kemajuan dalam transportasi, Elmer A. Sperry Award, diberikan kepadanya secara anumerta; seri kuliah tahunan yang memakai namanya masih berjalan di Caltech. Sedangkan keberadaan prototip itu sendiri saat ini tidak jelas; tidak ada catatan mengenai nasib Skylark di sumber-sumber publik.

Kesimpulan: teknologi atau keputusan yang menunda?

Pelajaran dari kasus Wouk terletak pada sisi proses, bukan sisi rekayasa. Skylark 1972, sebuah teknologi yang memiliki pendanaan, laboratorium pengujian, dan hasil yang terukur (pengurangan emisi 91%, efisiensi hampir dua kali lipat, pengendali yang berfungsi), tergolek di rak selama puluhan tahun karena penolakan "filosofis" dari satu pengambil keputusan. Mustahil untuk memastikan dari sudut pandang hari ini apakah mobil hibrida dapat muncul di jalan pada 1970-an, bukan pada 1997 - pertanyaan tentang skalabilitas, biaya, dan produksi baterai masih terbuka. Namun mengetahui bahwa teknologi tersebut terbukti berhasil, namun tetap tidak diterima bahkan setelah terbukti, mendokumentasikan salah satu contoh penemuan kembali termahal dalam sejarah otomotif. Warisan Wouk dikenang dengan setiap pengereman regeneratif dan setiap siklus jalan-berhenti yang dialami hibrida modern.

Sumber

• Victor Wouk: The Godfather of the Hybrid Car
• The "Godfather of the Hybrid" | Columbia College Today
• Victor Wouk
• Oral-History: Victor Wouk
• Victor Wouk, 86; Developed Hybrid Car in '70s
• Timeline of major accomplishments in transportation air pollution - US EPA
• How Ferdinand Porsche designed the first hybrid car
• The History of the Electric Car - US Department of Energy
• Development of Prius and Hybrid Strategy - Toyota Global
• Tonggak Sejarah: Toyota Prius, Kendaraan Hibrit Produksi Massal Pertama di Dunia, 1997
• Sejarah mobil hibrit plug-in