プリウス以前: 1900年代初頭の忘れられたハイブリッドプロトタイプたち

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Prius以前からハイブリッドの発想はすでに存在していました.1900年代初頭、フェルディナント・ポルシェによる Lohner-Porsche Mixteや、1916年の Woods Dual Power といったプロトタイプは、ガソリンエンジンと電気駆動を同一の車体に統合した最初の本格的なエンジニアリングの試みでした.これらの初期ハイブリッドは技術的には機能していましたが、残念ながら経済的には成立しませんでした.安価なガソリン、フォードによる大量生産の圧力、そして高いコストが、ハイブリッドという発想をおよそ80年間も棚上げにしたのです.
ハイライト
- 1901年: フェルディナント・ポルシェがLohner-Porsche Mixteを生み出す.シリーズハイブリッド方式を採用した初のハイブリッド自動車として知られる.
- 1916年: シカゴ拠点のWoodsがDual Powerモデルを発表.時速15mphまで完全電動、それ以上はガソリンでアシスト.
- Woods Dual Powerの価格は 2,650ドル.フォードModel T約4台分に相当する金額でした.
- 生産は 1917年から1918年 の間のみ継続し、現在残っているのはわずか4台(可能性を含めれば5台)の実車のみです.
- Priusは1997年に、この80年間の沈黙に終止符を打ちました.
最初のハイブリッド車はどれ?
世界初のハイブリッド電気自動車はフェルディナント・ポルシェが生み出した Lohner-Porsche Mixte であるというのが最も広く受け入れられている見解で、開発は1899年にまで遡り、車両は1901年に完成しました.ただし、論争が完全に決着したわけではありません.フィラデルフィアの電池会社でチーフエンジニアを務めていたジャスタス・エンツは、1897年に電気モーターでアシストされる内燃機関搭載車を製作しました.1905年にはアメリカ人技術者H・パイパーもガソリン・電気ハイブリッドの特許を出願しており、その提案は、加速時に電気モーターがガソリンエンジンをブーストするというものでした.つまり、ハイブリッドという発想は一人の発明家がある一時点で思いついた解決策ではなく、同じ10年の間に複数の技術者が同じ問題を異なる角度から解決しようとした試みだったのです.
Lohner-Porsche Mixte: ホイールハブ内の電気
ポルシェのアプローチは、今日の視点で見ると驚くほどラディカルなものでした.Mixteは内燃機関をホイールと機械的には一切接続しておらず、これは シリーズハイブリッド 方式でした.ガソリンエンジンは発電機を回すだけで、発生した電力はホイールハブに搭載された電気モーターを駆動していました.今日、レンジエクステンダー式EVやシリーズハイブリッドで見られるのとまさに同じ連鎖です.エンジン → 発電機 → 電気モーター → ホイール.
この設計が単なる試作にとどまったと言うのは誤りです.1901年が終わる前に、ルートヴィヒ・ローナーとポルシェは5台のMixteを販売し、生産はオーストリア・ダイムラーへの移行などさまざまな変更を経て1915年まで続きました.1902年にはポルシェがこのハイブリッド車でエクセルベルグラリーに優勝し、1905年には電池を搭載したLohner-Porscheのレースカーが登場しました.この設計の影響はさらに遠くまで及びました.NASAはルナー・ローバーを開発する際、この方式を大いに参考にしたのです.
Woods Dual Power: ハイブリッドという発想のシカゴにおける最後の大きな挑戦

1899年にClifton Edgar Woodsによって設立され、同じ時期から電気自動車を生産していたWoods Motor Vehicle Companyは、1910年代に入ると苦境に立たされていた.電気自動車の売上が減少していたのである.同社の回答は、2つの世界を1つに統合したモデルだった.1916年に発表された Dual Powerは、15 mphまでは電気のみで走行し、この速度を超えるとCutler-Hammer電磁クラッチがガソリンエンジンを作動させた.最高速度は 35 mph で、当時の典型的な電気自動車の20 mphと比較して大幅な向上だった.
技術データ
| 項目 | 値 |
|---|---|
| ガソリンエンジン | Continental L-head、4気筒、1125 cc(約12〜14 hp) |
| 電動機 | General Electricダイナモーター、5〜6 hp、48 V、60 A |
| バッテリーパック | Exide、24セル、115 Ah |
| 変速機 | なし - トランスミッションレス駆動 |
| 電気のみの航続距離 | 15 mphまで |
| 最高速度 | 35 mph |
| 価格(1916年) | 2,650ドル(現在の価値で約66,000ドル) |
この表で今日のエンジニアの注意を引くべきは2つの行である.第一に、115 Ahのバッテリーパックは当時の完全電気自動車のパックの半分のサイズで、コストを低く抑える意図的な設計上の選択だった.第二に、車両が走行中に自車のバッテリーを充電できること、そして 6 mphを超える速度で作動する回生ブレーキである.1916年、「dynamic braking」の名で、今日ハイブリッドシステムの最も基本的な特徴とみなしている機構がすでに機能していた.過充電と深放電がガス発生とサルフェーションの問題を引き起こすことが知られており、使用推奨事項は10〜30 mphの帯域で示されていた - 手探りではあっても、バッテリー管理の論理が存在していたのである.
マーケティングの言葉も驚くほど馴染み深いものでした:「self-charging, non-stalling, two-power car with unlimited mileage」- 自動充電し、エンストせず、無制限の航続距離を持つ2つの動力源を備えた車両.広告は主に女性に向けられたもので、クランク始動の手間がない自動車の約束は、当時特定のユーザー層にとって具体的な快適性の問題だったのである.
ハイブリッドはどれほど古いのか? 1897〜1916年の先駆者たち
Entz、Porsche、Woodsの系統以外にも試みは存在した.ヒューストン大学の「Engines of Our Ingenuity」シリーズが伝えるところによれば、1901年にGeorge Fischerはガソリン-電気バスをイギリスへ輸出し、1902年にはKnight Neftalがハイブリッド車で100マイルの耐久レースに参加し、1915年にはカナダでハイブリッド車が市場に出ていた.1916年には、クリーブランドのBakerをはじめ、シカゴのWoodsのような有力な電気自動車メーカーがハイブリッド駆動を提供していた.さらに1912年式のRamblerが完全ハイブリッドの特性の大半を備えていたと主張する向きもある.当時の自動車書籍もこの変化を反映していた:1920年のThe Gasoline Automobileという書籍は、ガソリン-電気車を自動車の第4の類型として挙げている - 蒸気、電気、ガソリン、そしてハイブリッドである.
なぜ失敗したのか?
この答えの正体は技術的ではなく経済的なものだった.1910年代の半ば、ガソリンは安く、排気ガスは誰も気にしていなかった.蒸気自動車は水を温める必要があり、電気自動車は航続距離と充電時間に苦しんでいた.一方ガソリン車は、うるさく汚く、クランクでの始動を要したものの実用的だった.生産規模の差は劇的だ.Detroit Electricはピーク年の1914年に5,000台未満を販売したが、Fordは同じ年に20万台を超えるModel Tを売った.
Woodsに限定すれば、失敗の要因は明確だ: 2,650ドルという価格、つまりModel T約4台分かBuick 2台分.謳われたスムーズさと信頼性が完全には実現できなかったこと.35mphという低い最高速度(Model Tは40〜45mphを出していた)、そしてエンジンとモーターの組み合わせの限られた効率.1918年にホイールベース124インチ、95CIDエンジンで価格は2,950ドルに引き上げられたが、販売を救うには至らなかった.生産は1917〜1918年に限られ、Woodsは倒産に至り、通算でも14,000台未満しか販売できなかった.Lohner-Porsche側でも同様の状況が続いていた.Mixte技術で生産されたハイブリッドは1910年代まで存続したものの、ガソリン車に比べて高価格で低出力だったため売れ行きは悪かった.Henry Fordの業界支配は、ハイブリッドという発想を何十年も見えないものにした.
「第4のフレーバー」という比喩
初期ハイブリッドの物語を理解するのに最適な枠組みは、ハイブリッドの発想を一種の「フレーバー」として捉えることだ.それは常にそこにあり、安い石油が枯渇するまで影に潜んでいた.技術が不足していたわけではない.回生ブレーキ、変速機を持たないシリーズ駆動、走行中充電は、1916年時点ですでに量産車に搭載されていた.足りなかったのは、この技術を経済的に意味あるものにする条件だった.石油が安い限り、2つの駆動システムを載せる車の余分な重量とコストを埋め合わせする手段はなかった.だからこそ、1918年から1997年までの期間は「消失」ではなく、条件がまだ熟していなかった待機の時期として読むべきだろう.
残存する実車と今日まで続く系譜
Woods Dual Powerの実車は、現代までわずか4台(一説には5台)しか現存していない.Henry Ford MuseumにあるDearbornの個体は、メーターが11,085マイルを示すオリジナルのままで動態とは言えない状態だ.1台はPetersen / Los Angeles County自然史博物館で保存処理され、オランダのLouwman Museumにある個体は、走行可能な状態で知られている唯一の実車だ.5台目の可能性のある車体は、Stanley Steamerのシャーシに組み込まれたと考えられている.部品が自由に行き交った初期自動車特有の、あの時代の名残である.
この系譜の現代的な末端についても触れておきたい.Toyota Priusは1997年に世界初の量産ハイブリッドとして登場し、Honda Insightは1999年に米国で販売された最初のハイブリッドとなった.その間の約80年は、初期プロトタイプの解決策であるシリーズ駆動、回生ブレーキ、走行中充電が、一つひとつ再発明された時代だった.Porscheが1901年に描いたモーター・発電機・車輪という連鎖は、今日路上を走るレンジエクステンダー型電気自動車の設計図に、今もそのまま生きている.
出典
- 電気自動車の歴史 - Energy.gov
- ポルシェの歴史は電気から始まった - Porsche Newsroom
- 1901年式 Lohner-Porsche Semper Vivus と Mixte - Hemmings
- 初のハイブリッドではなかったが、1917年式 Woods Dual Power は… - Hagerty Media
- ハイブリッドの先駆者: 1916年式 Woods Dual Power - Mac's Motor City Garage
- 1916年式 Woods Dual-Power Coupe: ハイブリッドが流行する前のハイブリッド - The Henry Ford
- 車両の保存: Woods Dual Powered Coupe - B.R. Howard
- 1917年式 Woods Dual Power Type 44 Roadster - Bonhams
- 初のハイブリッド自動車 - Engines of Our Ingenuity, University of Houston
- ハイブリッドの歴史 - Center for Auto Safety
- ハイブリッド車の簡単な歴史 - CarsDirect
- 1916年、ハイブリッド車は歴史を変える可能性があった.しかし Ford は… - Popular Science
- ハイブリッド車の歴史 - MotorTrend
- 画期的な出来事: Toyota Prius - ETHW (IEEE)