Mengapa Mobil Hibrit Menghilang Selama 80 Tahun?

Mobil hibrit menghilang dari peredaran selama 80 tahun karena masalahnya bukan teknis, melainkan ekonomis: Pada awal tahun 1900-an, sistem penggerak Lohner-Porsche karya Ferdinand Porsche sudah fungsional dan matang, tetapi beratnya baterai, ketiadaan jaringan listrik, dan terutama bensin yang murah membuat penggerak hibrida mati secara komersial selama puluhan tahun. Ide itu baru hidup kembali pada tahun 1997, ketika krisis minyak, aturan emisi, dan kematangan baterai NiMH bertemu di titik yang sama.

Mobil Hibrida Pertama Bukanlah Toyota Prius: Jejak Menuju 1900

Kisah penggerak hibrida, bertolak belakang dengan kebanyakan dugaan orang, tidak dimulai di awal abad ke-20. melainkan di akhir abad ke-19. bermula pada akhir abad ke-19. Ferdinand Porsche, pada usia 18 tahun di tahun 1893 di Béla Egger & Co. di Wina ia adalah mahasiswa paruh waktu di Universitas Teknologi Wina. Ia adalah mahasiswa paruh waktu di Universitas Teknologi Wina. Namun di dalam perusahaan inilah ia mengembangkan motor hub listrik pertama - dan motor tersebut akan menjadi batu fondasi dari seluruh kisah ini.

Pada tahun 1898, di usia 23 tahun, ia memproduksi kendaraan pertamanya di pabrik Jacob Lohner: prototipe listrik bertenaga baterai dengan motor hub roda yang dipasang pada dua roda depannya. Setiap mesin menghasilkan 2,5-3,5 hp, dan dalam jangka pendek dapat mencapai 7 hp. Rangkaian yang disebut "System Lohner–Porsche" ini menarik perhatian pers yang besar di Eropa, dan di Paris World Fair 1900 Lohner-Porsche Electromobile pertama diperkenalkan: Dengan tenaga 2 x 2,5 PS, ia mampu mencapai kecepatan 37 km/jam.

Hal menariknya, alasan Lohner memilih penggerak listrik ternyata persis sama dengan alasan yang berlaku saat ini: udara kota, "tercemar tanpa ampun oleh banyaknya mesin bensin yang digunakan." Dua puluh tahun lalu, kekhawatiran soal emisi sudah menjadi salah satu alasan lahirnya teknologi hibrida.

Semper Vivus dan Mixte: Bagaimana Prinsip Seri Hibrit Lahir

Kelemahan terbesar mobil listrik bertenaga baterai adalah jangkauan, dan Porsche membangun struktur yang hari ini kita sebut "hibrida seri" untuk mengatasinya. Semper Vivus yang ia rancang pada tahun 1900 (bahasa Latin untuk "selalu hidup") adalah mobil hibrida fungsional pertama di dunia: alih-alih mengandalkan baterai, sebuah mesin pembakaran dalam menjalankan generator, dan listrik yang dihasilkan langsung mengalir ke motor-motor di hub roda. Mesin bensin tidak pernah terhubung secara mekanis ke roda; tugasnya hanya menghasilkan listrik.

Versi siap produksi lahir pada 1901 dengan nama Lohner-Porsche "Mixte". Porsche memenangkan Rally Exelberg 1902 dengan Mixte; pada 1905, mobil balap bertenaga baterai dengan 2 x 30 PS mencapai kecepatan di atas 130 km/jam. Performa ini bukan sekadar pertunjukan rekayasa yang sia-sia: Porsche menerima Penghargaan Pötting pada 1905 sebagai insinyur otomotif paling sukses di Austria. Gambaran teknisnya jelas - sistem itu berfungsi.

Untuk menunjukkan kekuatan gagasan hibrit seri, sejarah kemudian menyajikan dua bukti lagi. Boeing dan NASA menelaah desain Lohner-Porsche untuk Lunar Roving Vehicle program Apollo; konsep hibrit seri sendiri menjadi dasar banyak lokomotif rel modern hingga saat ini. Artinya, prinsipnya tidak salah - hanya waktunya yang keliru.

Mobil yang Mendekati Empat Ton: Harga yang Dibayar atas Berat

Yang menutupi keberhasilan teknis hibrit-hibrit awal adalah harga yang sangat nyata dan dapat ditunjukkan dengan angka: berat. Pelanggan Inggris E.W. Hart memesan La Toujours Contente, yang digerakkan baik dengan bensin maupun listrik, dan mobil ini adalah contoh paling ekstrem dari harga tersebut. Angka-angka berbicara dengan sendirinya:

Baterai seberat 1,8 ton yang terbawa karena kepadatan energi kimia timbal-asam merusak persamaan ekonomi hibrit sejak awal. Lohner-Porsche sendiri, terlepas dari tenaganya yang sederhana, hampir seberat dua ton. Setiap kilogram berlebih berarti kekuatan struktural lebih besar, ban lebih banyak, bahan bakar lebih banyak - dan semuanya terbayang pada label harganya.

Mengapa Hibrit Menghilang Selama 80 Tahun?

Hibrit dengan teknologi Mixte diproduksi hingga era 1910-an. Artinya, idenya tidak mati, dan tidak pula tiba-tiba dilarang. Diproduksi, dijual, lalu diam-diam kalah dalam persaingan pasar. Ada tiga alasan yang dapat diukur, dan tidak satu pun berkaitan dengan teknologi.

Bensin murah merusak persamaan

Ditemukannya minyak mentah murah di Texas menurunkan biaya bahan bakar ke posisi terbawah dalam urutan sani selama dekade-dekade awal abad ke-20. Mobil bensin menjadi lebih murah sekaligus lebih praktis untuk jarak menempuh yang lebih jauh. Sementara hibrit Mixte lebih mahal sekaligus lebih lemah dibanding padanan bensinnya - akibatnya, sebagian besar terjual buruk. Bagi perusahaan yang akan berinvestasi, perhitungannya tidak seimbang; dengan kata-kata dalam penilaian sejarah Smithsonian, beberapa perusahaan yang bangkrut pada awal abad ke-20 sebenarnya telah berinvestasi pada "kuda yang salah" dalam hal jenis bahan bakar. Opsi uap, listrik, dan bensin saling berlomba, dan bensin memenangkan perlombaan itu berkat kemurahannya. Infrastruktur listrik tidak pernah ada

Elektrik altyapısı tidak pernah ada

Masa depan propulsi listrik, terlepas dari baterai, bergantung pada jaringan listrik. Padahal pada awal tahun 1900-an belum ada infrastruktur pengisian daya di rumah maupun di jalan. Kekurangan infrastruktur ini, ketika digabungkan dengan jangkauan baterai yang pendek, menghambat elektromobilitas selama bertahun-tahun. Mobil listrik yang tidak bisa diisi daya, pada praktiknya hanyalah eksperimen garasi.

Ekonomi produksi massal berpihak pada mobil bensin

Teknologi berkembang bersama adopsi dan produksi massal; di sanalah biayanya turun. Pada tahun-tahun itu, mobil listrik membentuk sekitar sepertiga dari kendaraan di jalan - artinya pangsa pasarnya tidaklah kecil. Namun ketika momentum ekonomi produksi massal bergeser ke mesin bensin, mobil bensin dengan cepat menjadi murah dan matang. Penggerak listrik tertinggal dari siklus perkembangan ini dan hingga tahun 1935 hampir sepenuhnya menghilang dari jalan. Bahkan keuntungan sehari-hari seperti kelelahan mengoperasikan hand crank dan polusi knalpot pun tidak bisa mengubah kenyataan ekonomis ini.

Ringkasnya: gagasan hibrida secara teknis sudah matang tetapi secara komersial lahir mati. Yang memusnahkannya bukanlah kesalahan teknis, melainkan dinding ekonomi tiga lapis yang dibentuk oleh minyak murah, infrastruktur yang kurang, dan ekonomi skala.

Keheningan Hampir 80 Tahun

Mobil hibrida, sebagaimana dinyatakan dalam sejarah Toyota sendiri, menjadi bagian dari dunia otomotif setelah sekitar 80 tahun. Sementara itu, terjadi beberapa eksperimen antara yang menarik: Pada tahun 1976 sebuah mobil sport kecil dengan generator turbin gas dan motor listrik menunjukkan bahwa gagasan hibrida sekali lagi telah diujicobakan; Audi juga memperkenalkan konsep Duo. Namun semua itu hanyalah eksperimen yang terisolasi dan tidak berubah menjadi produk. Suasananya belum kondusif: minyak murah, tekanan emisi masih lemah, dan baterai masih merangkak di era timbal-asam.

Titik baliknya dimulai pada pertengahan 1980-an. Setelah krisis minyak, penelitian hibrida kembali membara, dan kali ini ketiga variabel dalam persamaan mulai berubah secara bersamaan: kekhawatiran akan keamanan bahan bakar, regulasi lingkungan, dan kimia baterai.

Tepatnya, mengapa tahun 1997? Krisis Minyak, Aturan Emisi, dan NiMH

Pertanyaannya seharusnya: mengapa gagasan hibrida tidak bangkit kembali pada tahun 1900 melainkan tepat pada tahun 1997? Jawabannya terletak pada bertemunya tiga perkembangan independen pada waktu yang sama.

Krisis minyak menciptakan kekhawatiran strategis

Strategi hibrida Toyota terbentuk dalam konteks respons terhadap Krisis Minyak ke-2. Ketika kenyamanan 80 tahun minyak murah pecah, efisiensi bahan bakar berubah dari bonus pemasaran menjadi persoalan kelangsungan hidup perusahaan. Pada bulan Desember 1997 diluncurkan di Jepang, Prius sebagai hibrida massal pertama di dunia meningkatkan efisiensi bahan bakar sekaligus membersihkan emisi knalpot. Hasil angkanya jelas: ekonomi bahan bakar gabungan 57,6 mpg, emisi CO2 104 g/km. Di sisi rekayasa, desain siklus Atkinson meningkatkan efisiensi termal; daya rendah mesin bensin dikompensasi oleh motor listrik. Menurut IEEE pun, kendaraan tersebut tercatat sebagai tonggak sejarah yang berkontribusi mengurangi emisi CO2 dan meringankan penipisan minyak bumi.

Baterai NiMH mengalami kematangan

Masalah fatal tahun 1900 adalah bobot; Pada tahun 1997, masalah tersebut telah sebagian besar terpecahkan. Generasi pertama Honda Insight (1999–2006) diperkenalkan sebagai liftback dua penumpang tiga pintu dengan paket baterai nikel-logam hidrida (NiMH) 144 volt dan unit Power Control elektronik. Pada periode yang sama dengan peluncuran Prius, Insight juga mengandalkan kematangan teknologi NiMH. Menggantikan warisan 1,8 ton dari timbal-asida, hadirlah sebuah kimia yang mampu membawa kebutuhan energi sebuah mobil dengan bobot yang wajar. Ide yang sama dengan tahun 1900, kini memiliki penyimpanan energi yang mampu ia bawa.

Regulasi emisi memaksa pasar

Aturan emisi yang semakin ketat menjadikan efisiensi bahan bakar bukan lagi pilihan, melainkan keharusan bagi para produsen. Hibrida adalah satu-satunya jawaban teknologi di mana tiga kekuatan ini berpotongan - dan berbeda dengan 80 tahun sebelumnya, kali ini tembok ekonomi telah runtuh.

Langkah Selanjutnya: Era Litium-Ion dan Plug-in Hibrida

Fondasi yang dibangun oleh gelombang hibrida pertama semakin cepat berkembang. Di bidang baterai, pada tahun 1998 Nissan Altra EV menjadi mobil komersial pertama yang menggunakan baterai litium-ion. Menjadikan litium-ion layak untuk penggunaan kendaraan dan regulasi emisi yang semakin ketat, menghidupkan kembali minat pada sistem penggerak listrik secara permanen. Pada tahun 2010, Chevy Volt diluncurkan sebagai plug-in hibrida komersial pertama yang layak dijual, dan sisi baterainya memanfaatkan teknologi yang dikembangkan oleh kementerian energi. Pada tahun yang sama, Porsche memulai transisinya ke electromobility dengan Cayenne S Hybrid; 2015 Panamera S E-Hybrid justru menawarkan jangkauan listrik 36 km sebagai plug-in hibrida pertama di dunia di segmennya.

Simetri dari evolusi ini sangat mencolok. Prinsip hibrida seri yang dibangun Ferdinand Porsche pada tahun 1900, hari ini bekerja dengan logika yang sama pada varian plug-in dan masih pada lokomotif rel. Idenya tidak pernah usang; hanya sekali ekonominya tidak cocok, dan sekali lagi benar-benar cocok.

Teknologi Tidak Menang, Persamaan yang Menang

Keheningan 80 tahun dari hibrida adalah salah satu eksperimen kontrol paling bersih dalam sejarah otomotif. Ide yang sama, dengan kualitas teknik yang serupa, diuji pada dua periode yang berbeda: Pada tahun 1900, sebuah sistem yang bekerja seperti perhiasan, dihapus dari pasar karena tekanan bensin yang murah, jaringan listrik yang minim, dan ekonomi skala. Pada tahun 1997, ide yang sama diubah menjadi kesuksesan komersial berkat kekhawatiran strategis yang diciptakan oleh krisis minyak, aturan emisi yang semakin ketat, dan kematangan baterai NiMH. Yang berubah bukanlah teknologi itu sendiri; yang berubah adalah persamaan ekonomi yang mengelilingi ide tersebut. Pelajaran yang jarang diingat dalam teknik otomotif ini harus tidak dilupakan: solusi yang baik tidak hanya menyelesaikan masalah, tetapi juga harus membayar dirinya sendiri.

Sumber

• Lohner–Porsche
• Sejarah Porsche dimulai secara elektrik
• Bagaimana Prius Menelusuri Garis Keturunannya ke Mobil Tahun 1900 Dari ...
• Mobil Listrik Lohner Porsche
• Porsche Pertama: Mobil Listrik dari 1898? Kenali ...
• Pengembangan Prius dan Strategi Hybrid - Toyota Global
• Tonggak Sejarah: Toyota Prius - ETHW
• Sejarah Toyota Prius - Toyota UK Magazine
• Kisah di Balik Kelahiran Prius, Bagian 2 - Toyota Global
• Honda Insight -- Pengantar - Honda News
• Honda Insight
• Sejarah Mobil Listrik - energy.gov
• Memahami Teknologi yang "Gagal"
• Pemeriksaan Fakta: Kendaraan Listrik di Awal 1900-an - USA Today
• Mobil Listrik Terjual Lebih Banyak dari Mobil Bensin 100 Tahun Lalu
• Sejarah Singkat Mobil Hybrid
• Apa Sejarah Mobil Hybrid?
• Evolusi Teknologi Baterai
• Ferdinand Porsche