Sebelum Prius: Prototip Hybrid yang Terlupakan di Awal Tahun 1900-an

Sebelum Prius, ide mobil hibrit sebenarnya sudah ada: Pada awal tahun 1900-an, prototipe seperti Lohner-Porsche Mixte milik Ferdinand Porsche dan Woods Dual Power pada tahun 1916 merupakan upaya rekayasa serius pertama yang menggabungkan mesin bensin dan penggerak listrik dalam satu bodi. Hibrit awal ini secara teknis berfungsi; sayangnya secara ekonomi tidak berjalan. Bensin yang murah, tekanan produksi massal dari Ford, dan biaya yang tinggi melipir ide hibrit selama kurang lebih delapan puluh tahun.

Mobil hibrit pertama yang mana?

Konsensus paling umum menyatakan bahwa mobil listrik hibrit pertama di dunia adalah Lohner-Porsche Mixte yang diciptakan oleh Ferdinand Porsche; pengembangannya merujuk hingga tahun 1899 dan kendaraan ini matang pada tahun 1901. Namun perdebatan belum sepenuhnya selesai: Justus Entz, kepala insinyur di sebuah perusahaan baterai di Philadelphia, pada tahun 1897 membuat kendaraan dengan mesin pembakaran dalam yang didukung motor listrik. Pada tahun 1905, insinyur Amerika H. Piper juga mengajukan paten untuk hibrit bensin-listrik; usulannya adalah motor listrik memberikan dorongan pada mesin bensin saat akselerasi. Jadi ide hibrit bukanlah solusi yang diciptakan satu penemu dalam satu saat; melainkan upaya beberapa insinyur dalam dekade yang sama untuk menyelesaikan masalah yang sama dari sudut pandang yang berbeda.

Lohner-Porsche Mixte: listrik di hub roda

Pendekatan Porsche terasa sangat radikal bila dilihat dari perspektif saat ini. Mixte tidak menghubungkan mesin pembakaran dalam secara mekanis dengan roda sama sekali; ini adalah arsitektur hibrit seri. Mesin bensin hanya memutar generator, dan listrik yang dihasilkan menyuplai motor listrik yang terpasang di hub roda. Inilah persisnya rantai yang Anda lihat hari ini pada kendaraan listrik jarak jauh atau hibrit seri: mesin → generator → motor listrik → roda.

Akan keliru mengatakan desain ini hanya sebuah eksperimen. Sebelum tahun 1901 berakhir, Ludwig Lohner dan Porsche menjual lima unit Mixte; produksi berlanjut hingga tahun 1915 dengan berbagai perubahan, termasuk peralihan ke Austrian Daimler. Pada tahun 1902 Porsche memenangkan Exelberg Rally dengan mobil hibrit ini, dan pada tahun 1905 sebuah mobil balap Lohner-Porsche bertenaga baterai melintasi panggung. Pengaruh desain ini merambah lebih jauh lagi: NASA mengandalkan arsitektur ini secara intensif saat mengembangkan Lunar Rover.

Woods Dual Power: upaya besar terakhir ide hibrit di Chicago

Woods Motor Vehicle Company yang didirikan oleh Clifton Edgar Woods pada 1899 dan memproduksi kendaraan listrik sejak tanggal itu, pada era 1910-an mulai kesulitan: penjualan kendaraan listrik menurun. Jawaban perusahaan adalah sebuah model yang menggabungkan dua dunia. Dual Power yang diperkenalkan pada 1916 melaju hanya dengan listrik hingga 15 mph, dan di atas kecepatan itu kopling elektromagnetik Cutler-Hammer mengaktifkan mesin bensin. Kecepatan maksimum 35 mph - peningkatan signifikan dibanding 20 mph yang tipik pada kendaraan listrik masa itu.

Data teknis

Pada tabel ini, perhatian insinyur masa kini harus tertuju pada dua baris. Pertama, paket baterai 115 Ah berukuran setengah dari paket kendaraan listrik penuh kontemporer - pilihan desain sadar yang menjaga biaya tetap rendah. Kedua, kemampuan kendaraan mengisi baterainya sendiri saat bergerak dan rem regeneratif yang aktif di atas 6 mph: pada 1916, dengan nama "dynamic braking", mekanisme yang saat ini kita anggap fitur paling mendasar dari sistem hibrida sudah beroperasi. Diketahui bahwa overcharge dan deep discharge menyebabkan masalah gassing dan sulphation, dan rekomendasi penggunaan diberikan dalam rentang 10-30 mph - ada logika manajemen baterai, meski secara perkiraan manual.

Bahasa pemasarannya pun mengejutkan karena terasa begitu akrab: "self-charging, non-stalling, two-power car with unlimited mileage" - kendaraan dengan dua sumber daya yang mengisi daya sendiri, tidak mati mendadak, dan berjangkauan tak terbatas. Iklan-iklannya banyak ditujukan kepada perempuan; janji sebuah mobil tanpa kerepotan engkol, pada masa itu merupakan persoalan kenyamanan yang nyata bagi segmen pengguna tertentu.

Seberapa tua usia hibrida? Perintis 1897-1916

Percobaan-percobaan juga ada di luar lini Entz, Porsche, dan Woods. Seri "Engines of Our Ingenuity" dari University of Houston menyampaikan bahwa pada 1901 George Fischer mengekspor bus bensin-listrik ke Inggris; pada 1902 Knight Neftal mengikuti sebuah lomba ketahanan 100 mil dengan kendaraan hibridanya; pada 1915 sebuah kendaraan hibrida tersedia di Kanada. Pada 1916, produsen kendaraan listrik ternama seperti Baker dari Cleveland dan Woods dari Chicago menawarkan penggerak hibrida. Bahkan pernah dikemukakan bahwa sebuah Rambler model 1912 memuat sebagian besar fitur hibrida penuh. Buku-buku otomobil masa itu juga mencerminkan normalisasi ini: buku The Gasoline Automobile tahun 1920 mencantumkan mobil bensin-listrik sebagai tipe keempat otomobil - uap, listrik, bensin, dan hibrida.

Mengapa mereka gagal?

Jawaban yang benar untuk pertanyaan ini bukan jawaban teknis, melainkan jawaban ekonomis. Pada pertengahan 1910-an bensin murah dan emisi knalpot tidak dipedulikan siapa pun. Kendaraan uap harus memanaskan air, kendaraan listrik bergelut dengan jangkauan dan waktu pengisian daya; sementara kendaraan bensin, meski berisik, kotor, dan dihidupkan dengan tangan kruk, lebih praktis. Perbedaan skala mencolok: Detroit Electric menjual kurang dari 5.000 kendaraan pada tahun puncaknya di 1914; Ford pada tahun yang sama menjual lebih dari 200.000 Model T.

Pada kasus Woods, komponen kegagalannya jelas: harga 2.650 $, atau sekitar empat Model T atau dua Buick; kehalusan dan keandalan yang dijanjikan tidak sepenuhnya terpenuhi; kecepatan maksimum rendah 35 mph (Model T mencapai 40–45 mph) dan efisiensi terbatas dari pasangan motor-listrik. Pada 1918, dengan jarak sumbu roda 124 inci dan mesin 95 CID, harga naik menjadi 2.950 $ tetapi tidak menyelamatkan penjualannya. Produksi terbatas hanya pada 1917–1918; Woods mengalami kebangkrutan dan sepanjang sejarahnya hanya menjual total kurang dari 14.000 kendaraan. Di pihak Lohner-Porsche, gambaran serupa juga berlaku: hibrida yang diproduksi dengan teknologi Mixte bertahan hingga era 1910-an, tetapi terjual buruk karena harganya tinggi dan tenaganya rendah dibandingkan kendaraan bensin. Dominasi Henry Ford di industri membuat gagasan hibrida tidak terlihat selama puluhan tahun.

Metafor "pemanis keempat"

Kerangka terbaik untuk memahami kisah hibrida awal adalah memandang gagasan hibrida seperti sebuah pemanis: selalu ada di sana, tetapi tetap dalam bayangan sampai minyak murah habis. Teknologinya tidak kurang - pengereman regeneratif, penggerak seri tanpa transmisi, dan pengisian daya saat berkendara sudah tersedia pada kendaraan produksi pada tahun 1916. Yang kurang adalah kondisi yang membuat teknologi itu masuk akal secara ekonomi. Selama minyak murah, bobot ekstra dan biaya ekstra dari kendaraan yang membawa dua sistem penggerak tidak pernah dapat dikompensasi dengan cara apa pun. Karena itu, periode dari 1918 hingga 1997 harus dibaca bukan sebagai sebuah "hilang", melainkan sebagai masa penantian ketika kondisinya belum matang.

Contoh yang tersisa dan garis yang membentang hingga hari ini

Hanya 4 - menurut satu kemungkinan 5 - contoh Woods Dual Power yang mencapai masa kini. Contoh Dearborn di Henry Ford Museum orisinal dengan pembacaan 11.085 mil dan dalam kondisi tidak layak jalan; satu contoh menjalani konservasi di Petersen / Los Angeles County Museum of Natural History; sementara salinan di Louwman Museum di Belanda adalah satu-satunya contoh yang diketahui masih bisa beroperasi. Bodi kelima yang mungkin diyakini terpasang pada sasis Stanley Steamer - sisa dari era yang khas mobil-mobil awal, ketika suku cadang beredar bebas.

Ujung modern garis ini juga perlu diingatkan: Toyota Prius diluncurkan pada 1997 sebagai hibrida produksi massal pertama di dunia, dan Honda Insight menjadi hibrida pertama yang dijual di AS pada 1999. Sekitar delapan puluh tahun di antaranya adalah periode ketika solusi-solusi dari prototipe awal - penggerak seri, pengereman regeneratif, pengisian daya saat berkendara - ditemukan kembali satu per satu. Rantai motor-generator-roda yang digambar Porsche pada 1901 masih tetap sama persis dalam lembar skema kendaraan listrik jangkauan diperpanjang yang melintas di jalanan hari ini.

Sumber

• The History of the Electric Car - Energy.gov
• Sejarah Porsche dimulai secara elektrik - Porsche Newsroom
• Lohner-Porsche Semper Vivus dan Mixte 1901 - Hemmings
• Bukan hibrida pertama, tetapi Woods Dual Power 1917… - Hagerty Media
• Perintis Hibrida: Woods Dual Power 1916 - Mac's Motor City Garage
• Woods Dual-Power Coupe 1916: Hibrida Sebelum Hibrida Menjadi Populer - The Henry Ford
• Konservasi Kendaraan: Woods Dual Powered Coupe - B.R. Howard
• Woods Dual Power Type 44 Roadster 1917 - Bonhams
• Mobil Hibrida Pertama - Engines of Our Ingenuity, University of Houston
• Sejarah hibrida - Center for Auto Safety
• Sejarah Singkat Mobil Hibrida - CarsDirect
• Pada tahun 1916, mobil hibrida bisa mengubah sejarah. Tetapi Ford… - Popular Science
• Sejarah Kendaraan Hibrida - MotorTrend
• Tonggak Sejarah: Toyota Prius - ETHW (IEEE)