Prius'tan Önce: 1900'lerin Başındaki Unutturulmuş Hibrit Prototipler

Prius'tan önce hibrit fikri zaten yaşanıyordu: 1900'lerin başında Ferdinand Porsche'un Lohner-Porsche Mixte'i ve 1916'daki Woods Dual Power gibi prototipler, benzinli motor ile elektrik tahrikini aynı gövdede birleştiren ilk ciddi mühendislik denemeleriydi. Bu erken hibritler teknik olarak işliyordu; ne yazık ki ekonomik olarak işlemiyordu. Ucuz benzin, Ford'un seri üretim baskısı ve yüksek maliyet, hibrit fikrini kabaca seksen yıl boyunca rafa kaldırdı.

İlk hibrit otomobil hangisi?

En yaygın kabul, dünyanın ilk hibrit elektrikli otomobilinin Ferdinand Porsche tarafından yaratılan Lohner-Porsche Mixte olduğu yönündedir; geliştirme 1899'a kadar uzanır ve araç 1901'de olgunlaşır. Ancak tartışma tamamen kapalı değil: Philadelphia'da bir batarya şirketinde baş mühendis olan Justus Entz, 1897'de içten yanmalı motoru elektrik motoruyla desteklenen bir araç yaptı. 1905'te Amerikalı mühendis H. Piper da benzin-elektrik hibrit için patent başvurusunda bulundu; önerisi, elektrik motorunun hızlanma sırasında benzinli motora takviye vermesiydi. Yani hibrit fikri tek bir mucidin tek bir anda uydurduğu bir çözüm değil; aynı on yılda birden çok mühendisin, aynı problemi farklı açılardan çözme girişimiydi.

Lohner-Porsche Mixte: tekerlek göbeğinde elektrik

Porsche'un yaklaşımı bugünkü bakışla şaşırtıcı derecede radikaldi. Mixte, içten yanmalı motoru tekerleklerle mekanik olarak hiç bağlantılandırmıyordu; bu bir seri hibrit mimarisiydi. Benzinli motor yalnızca jeneratörü döndürüyor, üretilen elektrik, tekerlek göbeklerine monte edilmiş elektrik motorlarını besliyordu. Bugün bir uzatmalı menzilli elektrikli araçta ya da seri hibritte gördüğünüz zincirin ta kendisi: motor → jeneratör → elektrik motoru → tekerlek.

Tasarım yalnızca bir deneme kaldı demek yanlış olur. 1901 sona ermeden Ludwig Lohner ve Porsche beş adet Mixte sattı; üretim, Avusturya Daimler'e geçiş dahil çeşitli değişikliklerle 1915'e kadar devam etti. 1902'de Porsche bu hibrit araçla Exelberg Ralli'sini kazandı ve 1905'te pilli bir Lohner-Porsche yarış aracı sahaya çıktı. Tasarımın etkisi daha da uzaklara uzandı: NASA, Lunar Rover'ı geliştirirken bu mimariye yoğun biçimde başvurdu.

Woods Dual Power: hibrit fikrininChicago'daki son büyük denemesi

1899'da Clifton Edgar Woods tarafından kurulan ve aynı tarihtan beri elektrikli araç üreten Woods Motor Vehicle Company, 1910'lara gelindiğinde zorlanıyordu: elektrikli araç satışları düşüyordu. Şirketin yanıtı, iki dünyayı birleştiren bir model oldu. 1916'da tanıtılan Dual Power, 15 mph'e kadar yalnızca elektrikle ilerliyor, bu hızın üstünde Cutler-Hammer elektromanyetik kavrama benzinli motoru devreye alıyordu. Maksimum hız 35 mph - çağdaş elektriklilerin tipik 20 mph'e karşı ciddi bir artış.

Teknik veriler

Bu tabloda bugünün mühendisinin dikkati iki satıra takılmalı. Birincisi, 115 Ah'lik pil paketi çağdaş tam elektrikli araçların paketlerinin yarısı büyüklüğündeydi - maliyeti düşük tutan bilinçli bir tasarım tercihi. İkincisi, aracın hareket halinde kendi pillerini şarj edebilmesi ve 6 mph üzerinde etkili olan rejeneratif frenleme: 1916'da, "dynamic braking" adıyla, bugün hibrit sistemlerin en temel özelliği saydığımız mekanizma zaten çalışıyordu. Aşırı şarj ve derin deşarjın gassing ile sulphation sorunlarına yol açtığı biliniyor, kullanım önerileri 10–30 mph bantları üzerinden veriliyordu - el yordamıyla da olsa bir batarya yönetim mantığı vardı.

Pazarlama dili de şaşırtıcı derecede tanıdık: "self-charging, non-stalling, two-power car with unlimited mileage" - kendi kendine şarj olan, stop etmeyen, sınırsız menzilli iki güç kaynağına sahip araç. Reklamlar ağırlıkla kadınlara yönelikti; krankla çalıştırma derdi olmayan bir otomobil vaadi, o dönemde belirli bir kullanıcı kitlesi için somut bir konfor meselesiydi.

Hibrit ne kadar eskidir? 1897–1916 arası öncüler

Entz, Porsche ve Woods hattının dışında da denemeler vardı. Houston Üniversitesi'nin "Engines of Our Ingenuity" serisinin aktardığıyla, 1901'de George Fischer İngiltere'ye benzin-elektrik otobüsler ihraç etti; 1902'de Knight Neftal hibrit aracıyla 100 millik bir dayanıklılık yarışına girdi; 1915'te Kanada'da hibrit bir araç piyasadaydı. 1916'da Cleveland'lı Baker gibi Chicago'lu Woods gibi önde gelen elektrikli araç üreticileri hibrit tahrik sunuyordu. Hatta 1912 model bir Rambler'ın tam hibrit özelliklerinin çoğunu taşıdığı öne sürülmüştür. Dönemin otomobil kitapları da bu normalleşmeyi yansıtıyordu: 1920 tarihli The Gasoline Automobile kitabı benzin-elektrik aracı, otomobilin dördüncü tipi olarak sayıyordu - buharlı, elektrikli, benzinli ve hibrit.

Neden başarısız oldular?

Teknik cevap değil, ekonomik cevap bu sorunun doğrusu. 1910'ların ortasında benzin ucuzdu ve egzoz emisyonu kimseyi ilgilendirmiyordu. Buharlı araçlar suyu ısıtmak zorunda, elektrikliler menzil ve şarj süresiyle boğuşuyordu; benzinliler ise gürültülü, kirli ve krankla çalıştırılmasına rağmen pratikti. Ölçek farkı çarpıcı: Detroit Electric zirve yılı olan 1914'te 5.000'den az araç sattı; Ford aynı yıl 200.000'in üzerinde Model T sattı.

Woods özelinde başarısızlığın bileşenleri net: 2.650 $'lık fiyat, yani yaklaşık dört Model T ya da iki Buick; vaat edilen yumuşaklık ve güvenilirliğin tam karşılanamaması; 35 mph'lik düşük maksimum hız (Model T 40–45 mph yapıyordu) ve motor-elektrik ikilisinin sınırlı verimliliği. 1918'de 124 inç aks mesafesi ve 95 CID motorla fiyat 2.950 $'a çıktı ama satışları kurtaramadı. Üretim 1917–1918 ile sınırlı kaldı; Woods iflasa gitti ve tarihi boyunca toplamda 14.000'den az araç sattı. Lohner-Porsche tarafında da benzer tablo hüküm sürüyordu: Mixte teknolojisiyle üretilen hibritler 1910'lara kadar varlığını sürdürdü, ama benzinlilere göre yüksek fiyat ve düşük güç nedeniyle kötü sattı. Henry Ford'un sektörel hakimiyeti, hibrit fikrini onyıllarca görünmez kıldı.

"Dördüncü tatlandırıcı" metaforu

Erken hibritlerin hikâyesini anlamanın en iyi çerçevesi, hibrit fikrini bir tatlandırıcı gibi görmek: hep oradaydı, ucuz petrol tükenene kadar gölgede kaldı. Teknoloji eksik değildi - rejeneratif frenleme, şanzımansız seri tahrik ve hareket halinde şarj 1916 itibarıyla üretilmiş araçlarda mevcuttu. Eksik olan, bu teknolojiyi ekonomik olarak anlamlı kılan koşullardı. Petrol ucuz olduğu sürece, iki tahrik sistemi taşıyan bir aracın ek ağırlığı ve ek maliyeti hiçbir ölçüde telafi edilemiyordu. Bu yüzden 1918'den 1997'ye uzanan dönem bir "kaybolma" değil, koşulların henüz olgunlaşmadığı bir bekleme süreci olarak okunmalı.

Kalan örnekler ve bugüne uzanan hat

Woods Dual Power'dan günümüze yalnızca 4 - bir olasılığa göre 5 - örnek ulaştı. Henry Ford Museum'daki Dearborn örneği 11.085 mil göstergesiyle orijinal ve kondisyon dışı durumda; bir örnek Petersen / Los Angeles County Doğa Tarihi Müzesi'nde konservasyona tabi tutuldu; Hollanda'daki Louwman Museum'daki kopya ise çalışır durumda bilinen tek örnek. Beşinci olası gövdenin bir Stanley Steamer şasisine monte edildiği düşünülüyor - erken otomobillere özgü, parçaların serbestçe dolaştığı bir dönemin kalıntısı.

Hattın modern ucunu da hatırlatmak gerek: Toyota Prius 1997'de dünyanın ilk seri üretim hibridi olarak çıktı ve Honda Insight 1999'da ABD'de satılan ilk hibrit oldu. Aradaki yaklaşık seksen yıl, erken prototiplerin çözümlerinin - seri tahrik, rejeneratif frenleme, hareket halinde şarj - birer birer yeniden icat edildiği bir dönemdi. Porsche'un 1901'de çizdiği motor-jeneratör-tekerlek zinciri, bugün sokaklarda dolaşan uzatmalı menzilli elektrikli araçların şematik tutanağında hâlâ aynen duruyor.

Kaynaklar

• The History of the Electric Car - Energy.gov
• The history of Porsche begins electrically - Porsche Newsroom
• 1901 Lohner-Porsche Semper Vivus and Mixte - Hemmings
• It wasn't the first hybrid, but the 1917 Woods Dual Power… - Hagerty Media
• Hybrid Pioneer: The 1916 Woods Dual Power - Mac's Motor City Garage
• 1916 Woods Dual-Power Coupe: Hybrid Before Hybrids Were Cool - The Henry Ford
• Vehicle Conservation: Woods Dual Powered Coupe - B.R. Howard
• 1917 Woods Dual Power Type 44 Roadster - Bonhams
• The First Hybrid Automobile - Engines of Our Ingenuity, University of Houston
• Hybrid history - Center for Auto Safety
• A Brief History Of Hybrid Cars - CarsDirect
• In 1916, hybrid cars could've changed history. But Ford… - Popular Science
• A History of Hybrid Vehicles - MotorTrend
• Milestones: Toyota Prius - ETHW (IEEE)