Do Lohner-Porsche ao Prius, a jornada centenária do carro híbrido

O primeiro carro híbrido do mundo é o Lohner-Porsche, projetado por Ferdinand Porsche em Viena entre 1900 e 1901: este veículo, que funcionava com o princípio do híbrido em série, gerando eletricidade a partir da gasolina, é o ancestral direto dos híbridos atuais. Já o primeiro híbrido produzido em série foi o Toyota Prius de 1997; a distância entre a Paris onde o primeiro híbrido foi exibido e o lançamento do primeiro híbrido de produção em série é de exatamente 97 anos, ou seja, quase um século.

De um Aprendiz de Eletricista ao Primeiro Híbrido: o Lohner-Porsche de Ferdinand Porsche

A história começa em 1893, com a entrada de um jovem engenheiro de 18 anos na empresa de eletricidade Béla Egger & Co. em Viena. Ferdinand Porsche desenvolveu ali o primeiro motor elétrico no cubo da roda, baseado no conceito de Wellington Adams - uma solução radical para a época: ao colocar o motor dentro da roda, eliminava completamente qualquer necessidade de câmbio e componentes de transmissão. Porsche testou esse motor em competição em 1897 e, um ano depois, aos 23 anos, foi contratado pela fábrica Jacob Lohner.

Os primeiros produtos eram totalmente elétricos: veículos com baterias e motores nos cubos das duas rodas dianteiras. Cada motor 2,5-3,5 hp produzia, podendo chegar brevemente a 7 hp. Em 1898, o "System Lohner-Porsche" teve grande destaque na imprensa europeia; no mesmo ano, o Egger-Lohner C.2 Phaeton projetado por Porsche saiu às ruas com 3-5 PS de potência e velocidade máxima de 25 km/h. Já o Lohner-Porsche Electromobile, apresentado na Exposição de Paris de 1900, podia atingir 37 km/h com dois motores de 2,5 PS.

Semper Vivus e Mixte: o Nascimento do Princípio do Híbrido em Série

A verdadeira revolução veio em 1900. Porsche projetou o primeiro híbrido funcional do mundo: Semper Vivus. A lógica ainda hoje é instrutiva - como o maior problema do carro elétrico era a densidade energética limitada da bateria, Porsche optou por deixar de transportar a bateria e gerar eletricidade dentro do próprio veículo. Dois motores a gasolina DeDion Bouton de 3,5 PS refrigerados a água acionavam dois geradores; cada gerador produzia 20 amperes e 90 volts. Ou seja, o motor a gasolina não enviava nenhuma potência às rodas, apenas gerava eletricidade. Chamamos essa arquitetura hoje de híbrido em série e grande parte das locomotivas ferroviárias modernas ainda funciona com o mesmo princípio. O protótipo, com 1.200 kg, era pesado até mesmo segundo os padrões da sua época.

Em 1901, esse conceito, em sua versão pronta para produção em série, tornou-se o Lohner-Porsche Mixte entrou à venda com esse nome. O motor gerador de quatro cilindros e 25 hp de 5,5 litros, obtido da Áustria Daimler, acionava o gerador. Cinco veículos da primeira série foram vendidos; o primeiro foi para Emil Jellinek, um nome que os apaixonados por carros reconheceriam. O lado de engenharia do projeto funcionava; o lado econômico, não: o preço do Mixte chegava a 14.400-34.028 coroas dependendo do equipamento, vendido por quase o dobro de veículos convencionais semelhantes. Entre 1900 e 1905, os compradores conseguiram encontrar apenas 11 híbridos no total; no mesmo período, cerca de 65 Lohner-Porsche totalmente elétricos foram vendidos.

Ainda assim, o projeto estava vivo: Porsche venceu o Exelberg Rally de 1902 com o Mixte, no mesmo ano recebeu uma patente pela geometria do eixo, em 1905 ganhou o prêmio Potting Prize e em 1906 tornou-se projetista-chefe na Austro-Daimler. Mais um detalhe interessante: a arquitetura de motor no cubo da roda do Lohner-Porsche tornou-se uma abordagem também explorada para o Veículo Lunar da Apollo. Entre 2007 e 2011, o Museu Porsche, trabalhando durante três anos com a Karosseriebau Drescher, produziu uma réplica funcional do Semper Vivus e a exibiu no New York Auto Show de 2011 - como prova de que o primeiro híbrido podia voltar a funcionar com seu próprio motor.

Protótipos do Período Inicial e Cerca de 80 Anos de Silêncio

Depois de Porsche, a ideia não morreu, mas também não se espalhou. Em 1905, o conceito híbrido de H. Piper veio à tona; em 1916, a Woods Motor Vehicle Company, sediada em Chicago, Dual Power lançou o modelo - um empreendimento brilhante, mas condenado comercialmente no fim, que combinava eletricidade com um motor de combustão interna de quatro cilindros. É possível ler o quadro geral a partir do esforço da Woods: os híbridos foram produzidos até a década de 1910, mas vendiam mal devido ao preço alto e à potência baixa.

Depois, por cerca de 80 anos, o híbrido não passou de uma nota de rodapé nos livros de engenharia. Há várias razões mensuráveis para isso: nos EUA, à medida que as estradas melhoravam, a preocupação com a autonomia diminuiu; o petróleo do Texas levou o preço da gasolina a níveis historicamente baixos; a confiabilidade do motor de combustão interna aumentou. Na interseção desses três fatores, os veículos elétricos praticamente desapareceram até 1935; os híbridos, com seu custo alto e a baixa velocidade que não compensava a vantagem de maior autonomia, fizeram parte dessa retirada. A ideia técnica correta precisava esperar as condições econômicas corretas.

Toyota Prius de 1997: Como o Híbrido de Produção em Série Se Tornou Realidade?

A jornada híbrida da Toyota começou, na verdade, em 1968, com o Diretor Geral do Projeto Kenya Nakamura - mas foram necessários trinta anos para chegar a um resultado pragmático. Em 1997, a Toyota estava pronta para o lançamento do Prius, o primeiro carro híbrido produzido em série do mundo. O mês do lançamento varia entre outubro e dezembro nos registros da empresa; o que é certo é que o veículo chegou às estradas do Japão em 1997 e ganhou o prêmio "Car of the Year" no Japão no ano do lançamento.

O impacto do Prius também pode ser acompanhado em números. Quando a primeira geração entrou no mercado dos EUA em 2000, oferecia 97 hp de potência combinada - a potência de um sedan familiar comum, mas o quadro de consumo de combustível era uma história completamente diferente. O Prius de 1997 mudou a direção da indústria automotiva como o primeiro veículo produzido em série a combinar potência a gasolina e elétrica em um único pacote; a lógica híbrida em série estabelecida pela Porsche um século atrás agora funcionava em milhões de veículos. Os estudos que ligam diretamente a linhagem do Prius àquele protótipo de Viena do início dos anos 1900 continuam, ainda hoje, sendo objeto de uma historiografia baseada em arquivos.

Honda Insight: o primeiro híbrido nos EUA

Na primeira onda, há um segundo pioneiro ao lado da Toyota: a Honda. A Honda apresentou o primeiro híbrido produzido em série da América do Norte em 1999: Insight. A primeira geração (1999–2006), na forma de liftback coupé de três portas e dois lugares, entrou no mercado americano em dezembro de 1999, antes da chegada do Prius aos EUA, tornando-se o primeiro híbrido gasolina-elétrico vendido nos EUA. O tempo de desenvolvimento do veículo foi de aproximadamente três anos. Os resultados de curto prazo da aventura híbrida da Honda também são impressionantes: a marca celebrou o 25º ano das vendas híbrido-elétricas, e os modelos híbridos hoje representam mais de 25% de suas vendas.

A maturação da tecnologia de baterias: de NiMH à íon-lítio

Na jornada centenária do híbrido, o componente de hardware mais crítico é a bateria. O primeiro Prius usava baterias de níquel-metal-hidreto (NiMH), a primeira bateria a colocar um híbrido de produção em série nas estradas. O perfil de engenharia do NiMH era adequado à sua função: densidade de energia claramente maior que a do chumbo-ácido e menor que a do íon-lítio. Era suficiente para o híbrido clássico, porque a bateria funcionava como um pequeno amortecedor em ciclo constante de carga-descarga - o veículo não era carregado externamente.

A equação mudou quando chegaram os híbridos plug-in e os veículos totalmente elétricos: maior autonomia elétrica significava maior densidade de energia. Na última década, o NiMH foi amplamente substituído por baterias de íon-lítio mais potentes, compactas e duráveis; hoje, a maioria dos híbridos plug-in e veículos totalmente elétricos usa íon-lítio. Sabe-se que a Toyota também migrou de NiMH para íon-lítio em seus híbridos populares. A tabela resumo é simples: NiMH no híbrido clássico, íon-lítio em tudo que se conecta à tomada.

A era do híbrido plug-in: a ascensão dos híbridos recarregáveis

A nova fase do híbrido foi poder carregar a bateria também na tomada de casa. Prius Plug-in Hybrid A primeira geração foi produzida entre 2012 e 2016; a primeira geração foi considerada geralmente insuficiente - com uma autonomia elétrica de cerca de 15 milhas, enquanto o Chevrolet Volt oferecia 35 milhas no mesmo período. A segunda geração chegou em 2016, e a terceira geração foi definida como o modelo 2023 Prius Prime .

Do lado alemão há o mesmo avanço na mesma direção: a Porsche migrou para o híbrido em 2010 com o Cayenne S Hybrid, e o Panamera S Hybrid de 2011 oferecia 380 PS com consumo de 6,8 l/100 km no NEDC. O Panamera S E-Hybrid de 2015 foi apresentado como o primeiro plug-in hybrid do segmento; já o 918 Spyder de 2013, com bateria de íons de lítio de 6,8 kWh e 31 km de autonomia elétrica, definiu o limite do desempenho plug-in hybrid e quebrou o recorde com uma volta de 6:57 em Nordschleife. A ideia que começou em 1900 com dois geradores agora abriga um sistema de transmissão que quebra recordes em pista.

A Lição de um Século: Por que a Boa Engenharia Teve que Esperar 80 Anos?

O lado instrutivo da linha que vai do Lohner-Porsche ao Prius não é técnico, mas econômico. A solução da Porsche de 1900 era consistente como engenharia - tão consistente que o princípio do híbrido em série está hoje em toda parte, de locomotivas a supercarros esportivos. O que faltava era a prontidão do mercado: os custos das baterias, os preços da gasolina, as estradas e as expectativas de emissões das cidades só se alinharam em 1997. O Prius nasceu no exato momento em que esses quatro parâmetros chegaram simultaneamente à posição correta; o Honda Insight veio logo em seguida, com uma abordagem técnica diferente.

Olhando para trás hoje, o quadro é claro: o híbrido não é uma única invenção, mas um acúmulo de cerca de um século. O conceito Semper Vivus de 1900, a ousadia do Woods Dual Power de 1916, a decisão de produção em série do Prius de 1997 e as arquiteturas plug-in que se popularizaram a partir de 2012 são elos da mesma cadeia lógica. O próximo elo da cadeia já está tomando forma com a transição para o íon de lítio na química das baterias.

Fontes

• Lohner–Porsche
• A história da Porsche começa eletricamente
• Prof. Ferdinand Porsche criou o primeiro carro híbrido funcional
• A História do Carro Elétrico
• Woods Motor Vehicle
• Não era o primeiro híbrido, mas o Woods Dual Power de 1917...
• Marcos históricos: Toyota Prius, o Primeiro Veículo Híbrido Produzido em Massa do Mundo, 1997
• Desenvolvimento do Prius e Estratégia Híbrida
• Impulsionando a Inovação: Celebrando 25 Anos do Toyota Prius
• A evolução do Prius
• O Toyota Prius Transformou a Indústria Automotiva
• Honda Insight
• Honda Marca 25 Anos de Vendas Híbrido-Elétricas
• Baterias para Veículos Elétricos
• Toyota Prius Plug-in Hybrid