লোনার-পর্শ থেকে প্রিয়াস পর্যন্ত, হাইব্রিড অটোমোবাইলের শতবর্ষের যাত্রা

বিশ্বের প্রথম হাইব্রিড গাড়ি হলো Lohner-Porsche, যা 1900 থেকে 1901 সালের মধ্যে ফার্ডিনান্ড পরশে কর্তৃক ভিয়েনায় ডিজাইন করা হয়েছিল: পেট্রোল থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী সিরিজ হাইব্রিড নীতিতে চলা এই গাড়িটি আজকের হাইব্রিডগুলোর সরাসরি পূর্বপুরুষ। প্রথম ভর production-এ আসা হাইব্রিড ছিল 1997 সালের Toyota Prius; প্রথম হাইব্রিডের প্রদর্শনীর প্যারিস থেকে প্রথম ভর production হাইব্রিডের লঞ্চের মধ্যবর্তী দূরত্ব ঠিক 97 বছর, অর্থাৎ প্রায় এক শতাব্দী।

একজন ইলেকট্রিশিয়ান শিক্ষানবিশ থেকে প্রথম হাইব্রিড পর্যন্ত: ফার্ডিনান্ড পরশের Lohner-Porsche

গল্পটি শুরু হয় 1893 সালে, 18 বছর বয়সী এক তরুণ প্রকৌশলীর ভিয়েনার Béla Egger & Co. ইলেকট্রিক্যাল কোম্পানিতে যোগদানের মধ্য দিয়ে। ফার্ডিনান্ড পরশে এখানে ওয়েলিংটন অ্যাডামসের ধারণার ভিত্তিতে প্রথম ইলেকট্রিক হুইব হাব মোটর তৈরি করেন - মোটরটি চাকার ভেতরে বসিয়ে গিয়ারবক্স ও ট্রান্সমিশনের প্রয়োজনীয়তা সম্পূর্ণ দূর করে দেওয়া, সে যুগের জন্য এক র‍্যাডিকাল সমাধান। পরশে 1897 সালে প্রতিযোগিতামূলকভাবে এই মোটর পরীক্ষা করেন এবং এক বছর পর, মাত্র 23 বছর বয়সে Jacob Lohner কারখানায় নিয়োগ পান।

প্রথম দিকের পণ্যগুলো ছিল সম্পূর্ণ ইলেকট্রিক: দুটি সামনের চাকায় হাব মোটরসহ, ব্যাটারিচালিত গাড়ি। প্রতিটি মোটর 2,5–3,5 hp উৎপাদন করত, স্বল্প সময়ের জন্য 7 hp পর্যন্ত পৌঁছাতে পারত। 1898 সালে "System Lohner–Porsche" ইউরোপীয় সংবাদমাধ্যমে ব্যাপক আগ্রহ সৃষ্টি করে; একই বছর পরশের ডিজাইন করা Egger-Lohner C.2 Phaeton 3–5 PS ক্ষমতা ও 25 km/s সর্বোচ্চ গতিতে রাস্তায় নামে। 1900 সালের Paris Expo-তে পরিচিত Lohner-Porsche Electromobile দুটি 2,5 PS মোটর দিয়ে 37 km/s গতি অর্জন করতে পারত।

Semper Vivus এবং Mixte: সিরিজ হাইব্রিড নীতির জন্ম

প্রকৃত বিপ্লব এসেছিল 1900 সালে। পরশে বিশ্বের প্রথম কার্যকর হাইব্রিড ডিজাইন করেন: Semper Vivus। যুক্তির ধারাটি আজও শিক্ষণীয় - ইলেকট্রিক গাড়ির সবচেয়ে বড় সমস্যা ব্যাটারির সীমিত শক্তি ঘনত্ব হওয়ায়, পরশে ব্যাটারি বহন করার বদলে গাড়ির ভেতরেই বিদ্যুৎ উৎপাদন করার সিদ্ধান্ত নেন। দুটি জল-শীতলীকৃত 3,5 PS DeDion Bouton পেট্রোল ইঞ্জিন দুটি জেনারেটর চালাত; প্রতিটি জেনারেটর 20 অ্যাম্পিয়ার ও 90 ভোল্ট উৎপাদন করত। অর্থাৎ পেট্রোল ইঞ্জিন চাকায় কোনো শক্তি পাঠাত না, কেবল বিদ্যুৎ উৎপাদন করত। এই স্থাপত্যকে আমরা আজ সিরিজ হাইব্রিড বলি এবং আধুনিক রেলের লোকোমোটিভের বেশিরভাগই এখনও একই নীতিতে চলে। প্রোটোটাইপটি 1,200 kg ওজনে তার নিজ যুগের মানদণ্ড অনুযায়ীও ভারী ছিল।

1901 সালে এই ধারণাটি ভর production-উপযোগী রূপে Lohner-Porsche Mixte নামে বিক্রির জন্য বাজারে আসে। অস্ট্রো-ডাইমলার থেকে নেওয়া 5,5 লিটারের 25 hp চার-সিলিন্ডার ইঞ্জিন জেনারেটর চালাত। প্রথম সিরিজ থেকে পাঁচটি গাড়ি বিক্রি হয়; এর মধ্যে প্রথমটি গেল ইমিল জেলিনেকের কাছে, একটি নাম যা গাড়িপ্রেমীরা চিনবে। কাজের প্রকৌশল দিক চলছিল; কিন্তু অর্থনৈতিক দিক চলছিল না: Mixte-এর দাম সরঞ্জাম অনুযায়ী 14.400-34.028 ক্রোনে পৌঁছায়, যা একই ধরনের প্রচলিত গাড়ির দামের প্রায় দ্বিগুণ ছিল। 1900-1905 সালের মধ্যে ক্রেতারা মোট 11টি হাইব্রিড খুঁজে পেয়েছিল; একই সময়ে প্রায় 65টি সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক Lohner-Porsche বিক্রি হয়েছিল।

তবুও প্রকল্পটি জীবন্ত ছিল: Porsche 1902 সালে Exelberg Rally Mixte দিয়ে জিতেছিল, একই বছর অ্যাক্সেল জ্যামিতির জন্য পেটেন্ট পেয়েছিল, 1905 সালে Potting Prize পুরস্কার জিতেছিল এবং 1906 সালে Austro-Daimler-এ প্রধান ডিজাইনার হয়েছিল। আরেকটি চমকপ্রদ বিবরণ: Lohner-Porsche-এর চাকার হাব মোটর স্থাপত্য ছিল একটি পদ্ধতি যার ওপর Apollo চাঁদযানের জন্যও কাজ করা হয়েছিল। 2007-2011 সালের মধ্যে Porsche মিউজিয়াম Karosseriebau Drescher-এর সাথে তিন বছর কাজ করে Semper Vivus-এর একটি কার্যকর প্রতিলিপি তৈরি করে এবং 2011 New York Auto Show-এ প্রদর্শন করে - প্রথম হাইব্রিডটি নিজের ইঞ্জিনে আবার চলতে পারে, এর প্রমাণ হিসেবে।

প্রাথমিক যুগের প্রোটোটাইপ এবং প্রায় 80 বছরের নীরবতা

Porsche-এর পর ধারণাটি মরেনি, তবে ছড়িয়েও পড়েনি। 1905 সালে H. Piper-এর হাইব্রিড ধারণা আলোচনায় এল; 1916 সালে শিকাগোভিত্তিক Woods Motor Vehicle Company Dual Power মডেলটি উপস্থাপন করে - চার সিলিন্ডারের একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের সাথে বিদ্যুৎকে একত্রিত করে, উজ্জ্বল কিন্তু শেষ পর্যন্ত বাণিজ্যিকভাবে ব্যর্থ হওয়া একটি প্রচেষ্টা। Woods-এর প্রচেষ্টার মাধ্যমে সামগ্রিক চিত্রটি পড়া সম্ভব: 1910-এর দশক পর্যন্ত হাইব্রিড উৎপাদিত হয়েছিল, তবে উচ্চ দাম এবং কম ক্ষমতার কারণে খারাপ বিক্রি হয়েছিল।

এরপর প্রায় 80 বছর ধরে হাইব্রিড প্রকৌশল বইয়ের একটি পাদটীকার চেয়ে বেশি কিছু হতে পারেনি। এর একাধিক পরিমাপযোগ্য কারণ আছে: যুক্তরাষ্ট্রে রাস্তাগুলো উন্নত হওয়ায় মেনজিলের উদ্বেগ কমেছিল, টেক্সাসের তেল পেট্রোলের দাম ঐতিহাসিকভাবে কম স্তরে নিয়ে এসেছিল, এবং অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের নির্ভরযোগ্যতা বেড়েছিল। এই তিন কারণের সংযোগস্থলে বৈদ্যুতিক গাড়িগুলো 1935 সাল নাগাদ প্রায় সম্পূর্ণ অদৃশ্য হয়ে গিয়েছিল; হাইব্রিডগুলো উচ্চ মূল্য এবং স্বল্প মেনজিল সুবিধা পূরণ করতে অক্ষম কম গতির সাথে এই পশ্চাদপসরণের অংশ হয়ে গিয়েছিল। সঠিক প্রযুক্তিগত ধারণাকে সঠিক অর্থনৈতিক পরিস্থিতির জন্য অপেক্ষা করতে হয়েছিল।

1997 Toyota Prius: সিরিয়াল উৎপাদন হাইব্রিড কীভাবে বাস্তবায়িত হলো?

Toyota-র হাইব্রিড যাত্রা আসলে 1968 সালে শুরু হয়েছিল, প্রজেক্ট জেনারেল ম্যানেজার Kenya Nakamura-র সাথে - তবে একটি ব্যবহারিক ফলাফলে পৌঁছাতে ত্রিশ বছর লেগেছিল। 1997 সালে Toyota পৃথিবীর প্রথম সিরিয়াল উৎপাদিত হাইব্রিড গাড়ি Prius-এর লঞ্চের জন্য প্রস্তুত ছিল। লঞ্চের মাস নিয়ে কোম্পানির রেকর্ডে অক্টোবর থেকে ডিসেম্বরের মধ্যে ভিন্নতা রয়েছে; নিশ্চিত বিষয় হলো, গাড়িটি 1997 সালে জাপানে রাস্তায় নেমেছিল এবং লঞ্চের বছরেই জাপানে "Car of the Year" পুরস্কার জিতেছিল।

Prius-এর প্রভাব সংখ্যাগতভাবেও অনুসরণ করা যায়। প্রথম প্রজন্ম 2000 সালে মার্কিন বাজারে প্রবেশ করার সময় 97 অশ্বক্ষমতার সম্মিলিত শক্তি দিচ্ছিল - একটি সাধারণ ফ্যামিলি সেডানের শক্তি, কিন্তু জ্বালানি খরচের চিত্র সম্পূর্ণ ভিন্ন গল্প। 1997 Prius, পেট্রোল ও বিদ্যুৎ শক্তিকে একটি প্যাকেজে একত্রিত করা প্রথম সিরিয়াল-উৎপাদিত যান হিসেবে অটোমোটিভ শিল্পের গতিপথ বদলে দিয়েছিল; শতাব্দী আগে Porsche যে সিরিজ হাইব্রিডের যুক্তি স্থাপন করেছিল, তা এখন লক্ষ লক্ষ যানে কাজ করছে। Prius-এর বংশকে সরাসরি 1900-এর দশকের সেই ভিয়েনার প্রোটোটাইপের সঙ্গে যুক্ত করার গবেষণাগুলো আজও আর্কাইভভিত্তিক ইতিহাস লেখনীর বিষয় হয়ে রয়েছে।

Honda Insight: মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রথম হাইব্রিড

প্রথম ঢেউয়ে Toyota-র পাশে আরেকজন অগ্রদূত রয়েছে: Honda. Honda, উত্তর আমেরিকার প্রথম সিরিয়াল-উৎপাদিত হাইব্রিড 1999 সালে উন্মোচন করে: Insight. তিন দরজা, দুই আসনের লিফটব্যাক কুপে আকৃতির প্রথম প্রজন্মটি (1999-2006), Prius-এর মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে আসার আগেই ডিসেম্বর 1999-এ আমেরিকান বাজারে প্রবেশ করে এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বিক্রিত প্রথম পেট্রোল-বিদ্যুৎ হাইব্রিড হয়ে ওঠে। গাড়িটির উন্নয়ন সময় ছিল প্রায় তিন বছর। Honda-র হাইব্রিড যাত্রার স্বল্পমেয়াদি ফলাফলও চমকপ্রদ: ব্র্যান্ডটি হাইব্রিড-বৈদ্যুতিক বিক্রয়ের ২৫তম বর্ষ উদযাপন করেছে এবং হাইব্রিড মডেলগুলো আজ তাদের বিক্রয়ের ২৫ শতাংশেরও বেশি।

ব্যাটারি প্রযুক্তির পরিণতি: NiMH থেকে লিথিয়াম-আয়নে

হাইব্রিডের শতবর্ষ যাত্রায় সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হার্ডওয়্যার উপাদান হলো ব্যাটারি। প্রথম Prius, একটি সিরিয়াল-উৎপাদিত হাইব্রিডকে রাস্তায় চালানো প্রথম ব্যাটারি হিসেবে নিকেল-মেটাল-হাইড্রাইড (NiMH) ব্যাটারি ব্যবহার করেছিল। NiMH-এর প্রকৌশলগত প্রোফাইল ছিল এর দায়িত্বের উপযোগী: শক্তি ঘনত্ব লেড-অ্যাসিডের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, আর লিথিয়াম-আয়নের চেয়ে কম। ক্লাসিক হাইব্রিডের জন্য যথেষ্ট ছিল, কারণ ব্যাটারি অবিরাম চার্জ-ডিসচার্জ চক্রে ছোট একটি বাফারের দায়িত্ব পালন করত - গাড়িটি চার্জ করা হতো না।

প্লাগ-ইন হাইব্রিড এবং সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক যান আসার সঙ্গে সমীকরণ বদলে গেল: দীর্ঘতর বৈদ্যুতিক রেঞ্জ মানে ছিল উচ্চতর শক্তি ঘনত্ব। গত এক দশকে NiMH ব্যাপকভাবে আরও শক্তিশালী, কমপ্যাক্ট ও টেকসই লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে; আজ বেশিরভাগ প্লাগ-ইন হাইব্রিড এবং সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক যান লিথিয়াম-আয়ন ব্যবহার করে। Toyota-র জনপ্রিয় হাইব্রিডগুলোতেও NiMH থেকে লিথিয়াম-আয়নে স্থানান্তরের কথা জানা যায়। সারসংক্ষেপ টেবিল সহজ: ক্লাসিক হাইব্রিডে NiMH, প্লাগে লাগানো সবকিছুতে লিথিয়াম-আয়ন।

প্লাগ-ইন হাইব্রিড যুগ: চার্জযোগ্য হাইব্রিডের উত্থান

হাইব্রিডের নতুন পর্যায় হলো ব্যাটারি ঘরের বিদ্যুতের প্লাগ থেকেও চার্জ করা। Prius Plug-in Hybrid-এর প্রথম প্রজন্ম 2012-2016 সালের মধ্যে উৎপাদিত হয়; প্রথম প্রজন্মকে সাধারণভাবে অপর্যাপ্ত মনে করা হয়েছিল - বৈদ্যুতিক রেঞ্জ প্রায় 15 মাইল হলেও, একই সময়ে Chevrolet Volt 35 মাইল দিচ্ছিল। দ্বিতীয় প্রজন্ম এসেছিল 2016 সালে, আর তৃতীয় প্রজন্ম হিসেবে 2023 মডেলের Prius Prime চিহ্নিত হয়েছে।

জার্মান পক্ষেও একই ধরনের অগ্রগতি রয়েছে: Porsche 2010 সালে Cayenne S Hybrid-এর মাধ্যমে হাইব্রিডে উত্তরণ করে; 2011 Panamera S Hybrid 6,8 l/100 km NEDC খরচে 380 PS ক্ষমতা দিচ্ছিল। 2015 Panamera S E-Hybrid সেগমেন্টের প্রথম plug-in হাইব্রিড হিসেবে উপস্থাপিত হয়; আর 2013-এর 918 Spyder 6,8 kWh লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এবং 31 কিমি বৈদ্যুতিক পরিসরের সঙ্গে plug-in হাইব্রিড পারফরম্যান্সের সীমানা নির্ধারণ করে এবং 6:57 সময়ের Nordschleife ল্যাপে রেকর্ড গড়ে। 1900 সালে দুটি জেনারেটর দিয়ে শুরু হওয়া ধারণাটি আজ ট্র্যাক রেকর্ড গড়া পাওয়ারট্রেনের আবাসস্থল।

শতবর্ষের শিক্ষা: ভালো প্রকৌশল কেন 80 বছর অপেক্ষা করতে বাধ্য হলো?

Lohner-Porsche থেকে Prius পর্যন্ত বিস্তৃত ধারার শিক্ষণীয় দিকটি কারিগরি নয়, বরং অর্থনৈতিক। Porsche-র 1900 সালের সমাধানটি প্রকৌশল হিসেবে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল - এতটাই সামঞ্জস্যপূর্ণ যে সিরিজ হাইব্রিডের নীতি আজ লোকোমোটিভ থেকে সুপার স্পোর্টস কার পর্যন্ত সর্বত্র রয়েছে। অনুপস্থিত ছিল বাজারের প্রস্তুতি: ব্যাটারির দাম, পেট্রোলের মূল্য, রাস্তাঘাট এবং শহরগুলোর নির্গমন প্রত্যাশা 1997 সাল পর্যন্ত একই সুরে দাঁড়ায়নি। Prius-এর জন্ম হয়েছিল ঠিক সেই মুহূর্তে, যখন এই চারটি প্যারামিটার একসঙ্গে সঠিক অবস্থানে এসেছিল; Honda Insight তার ঠিক পিছু পিছু এলো, ভিন্ন এক কারিগরি পন্থা নিয়ে।

আজ পেছনে তাকালে চিত্রটি স্পষ্ট: হাইব্রিড কোনো একক আবিষ্কার নয়, বরং প্রায় এক শতাব্দীর সঞ্চয়। 1900-এর Semper Vivus কনসেপ্ট, 1916 Woods Dual Power-এর সাহস, 1997 Prius-এর সিরিয়াল উৎপাদনের সিদ্ধান্ত এবং 2012 থেকে ব্যাপকভাবে ছড়িয়ে পড়া plug-in স্থাপত্য - এগুলো একই যুক্তির শৃঙ্খলের কড়া। শৃঙ্খলের পরবর্তী কড়াটি ইতিমধ্যেই ব্যাটারি কেমিস্ট্রিতে লিথিয়াম-আয়ন রূপান্তরের মাধ্যমে গড়ে উঠছে।

তথ্যসূত্র

• Lohner–Porsche
• The history of Porsche begins electrically
• Prof. Ferdinand Porsche created the first functional hybrid car
• The History of the Electric Car
• Woods Motor Vehicle
• It wasn't the first hybrid, but the 1917 Woods Dual Power…
• Milestones: Toyota Prius, the World's First Mass-Produced Hybrid Vehicle, 1997
• Development of Prius and Hybrid Strategy
• Driving Innovation: Celebrating 25 Years of the Toyota Prius
• The evolution of the Prius
• The Toyota Prius Transformed the Auto Industry
• Honda Insight
• Honda Marks 25 Years Of Hybrid-Electric Sales
• Batteries for Electric Vehicles
• Toyota Prius Plug-in Hybrid