تلاش‌های هیبریدی اولیه آمریکایی که دیترویت آن‌ها را فراموش کرد

نیم قرن پیش از Prius هم، تلاش‌های جدی هیبریدی مانند Woods Dual Power وجود داشت که در Detroit و Chicago بنزین و برق را در یک بدنه به هم می‌رساندند.
نیم قرن پیش از Prius هم، تلاش‌های جدی هیبریدی مانند Woods Dual Power وجود داشت که در Detroit و Chicago بنزین و برق را در یک بدنه به هم می‌رساندند.

این صفحه را به اشتراک بگذارید

در روایت داستان خودروی هیبریدی، تقریباً همه از یک نقطه شروع می‌کنند: کارهای لونر-پورشه فردیناند پورشه در حوالی سال‌های 1900 تا 1901 و سپس تویوتا پریوس که در 1997 عرضه شد. بیشتر دوره‌های بین این دو، در روایت کلاسیک به‌صورت یک جعبه خالی رد می‌شود. حال آنکه درون این جعبه، در شیکاگو و دیترویت دهه 1910، تلاش‌های جدی آمریکایی برای قرار دادن بنزین و برق در یک بدنه وجود داشت؛ ملموس‌ترینِ آنها Woods Dual Power بود. در این صفحه، آن تلاش‌های فراموش‌شده اولیه آمریکایی در حوزه هیبرید را همراه با دلایل انجام و عدم ماندگاری‌شان، با جزئیات فنی بررسی می‌کنیم.

نکات برجسته

  • Woods Dual Power در سال 1916 معرفی شد و فقط در سال‌های مدل 1917-1918 تولید شد.
  • در این سیستم، موتور بنزینی Continental با قدرت 14 اسب بخار و دیناموتور General Electric با ولتاژ 48 ولت با هم کار می‌کردند.
  • در سرعت‌های زیر 15 مایل بر ساعت (تقریباً 24 کیلومتر بر ساعت)، خودرو فقط با برق حرکت می‌کرد.
  • قیمت آن در 1916 2,650 دلار بود؛ این مبلغ معادل حدود چهار دستگاه Ford Model T بود.
  • امروزه تنها چهار و احتمالاً پنج نمونه باقی مانده است.

چرا هیبرید در آمریکای دهه 1910 مطرح شد؟

با نگاه به گذشته از امروز، تلاش‌های اولیه هیبریدی پیچیدگی غیرضروری‌ای به نظر می‌رسند. اما تصویر اواسط دهه 1910 روشن‌تر نبود. خودروهای بخاری پیش از استفاده به زمان گرم شدن نیاز داشتند و خودروهای برقی با محدودیت برد و زمان شارژ دست‌وپنجه نرم می‌کردند. خودروهای بنزینی هم بی‌دردسر نبودند: ماشین‌هایی پرصدا، آلاینده، نیازمند تعمیر و نگهداری و اغلب با هندل دستی روشن می‌شدند.

یک مقایسه ساده تفاوت مقیاس را به‌خوبی نشان می‌دهد. Detroit Electric، موفق‌ترین تولیدکننده خودروی برقی آن دوره، در سال اوج خود یعنی 1914 کمتر از 5,000 خودرو فروخت. در همان سال هنری فورد بیش از 200,000 دستگاه Model T فروخت و این رقم در 1916 دو برابر شد. تولیدکنندگان خودروی برقی به دنبال راهی برای معکوس کردن این منحنی بودند؛ هیبرید، منطقی‌ترین پاسخ مهندسی به آن راه بود. ترکیب نقاط قوت دو فناوری در یک بدنه، دقیقاً همان زنجیره استدلالی بود که در بحث‌های هیبرید پلاگ‌این دهه 2010 شکل گرفت.

Woods Dual Power چگونه کار می‌کرد؟

1917'lerin Woods Dual Power'ı, benzinli motoru ve jeneratör olabilen elektrik makinesini tek gövdede birleştirerek modern hibrit fikrini otuz yıl önceden duyurmuştu.

شرکت Woods Motor Vehicle Company در سال 1899 در شیکاگو تأسیس شد و تولیدکننده خودروهای برقی و تجاری بود. بنیان‌گذار آن، کلیفتون ادگار وودز، از پیشگامان حوزه خودروی برقی بود؛ او در 1900 یکی از نخستین کتاب‌های درباره خودروی برقی را نوشت. Dual Power که این شرکت در 1916 معرفی کرد، یک هیبرید بنزینی-برقی بود که بر این تجربه‌ها بنا شده و بین سال‌های 1917 تا 1918 تولید شد.

معماری سیستم حتی امروز هم آموزنده است. در مرکز، یک موتور بنزینی با قدرت 14 اسب بخار ساخت Continental با حجم 68.7 اینچ مکعب (تقریباً 1,125 سی‌سی) از نوع L-head چهارسیلندر خطی قرار دارد. در کنار آن، یک «دیناموتور» ساخت General Electric - یعنی ماشینی که هم می‌تواند به‌عنوان موتور و هم به‌عنوان ژنراتور کار کند، با قدرت 5-6 اسب بخار، با ولتاژ 48 ولت و جریان 60 آمپر از نوع DC با سیم‌پیچ کمپاند - همراهی می‌کند. این دو از طریق یک کلاچ الکترومغناطیسی ساخت Cutler-Hammer به هم متصل‌اند. در سمت باتری، باتری سفارشی ساخت Exide با 24 سلول و ظرفیت 115 آمپر-ساعت ظرفیتی پکیج باقی مانده است؛ نکته جالب این است که این پکیج تقریباً نصف اندازه و وزن بستههای باتری خودروهای تمام برقی آن دوره بود.

قابل توجهترین تصمیم: خودرو هیچ گیربکسی نداشت. 15 مایل بر ساعت زیر این سرعت و در دنده عقب فقط موتور الکتریکی کار میکرد. بالاتر از این سرعت، موتور بنزینی با یک کلاچ الکترومغناطیسی وارد مدار میشد و گشتاور خود را از آرمیچر موتور الکتریکی منتقل میکرد. یعنی موتور بنزینی بدون هیچ نوع انتخابگر سرعت، مستقیماً به یک خط انتقال تکسرعته متصل میشد. بهکارگیری گشتاور کامل موتور الکتریکی در محدوده سرعت پایین، همان استدلال فیزیکی است که معماریهای هیبریدی امروزی هنوز از آن استفاده میکنند.

جزئیات چشمگیر برای آن دوره: شارژ در حین حرکت و ترمز بازیابی

یکی از ویژگیهایی که در کاتالوگ 1916 Dual Power ستایش شده بود، استارت زدن بود. در حالی که موتورهای استارت الکتریکی هنوز رایج نبودند، توانایی دیناموتور در استارت زدن الکتریکی موتور بنزینی یک مزیت واقعی بود؛ خودرو در ابتدا حتی با یک دسته استارت ثابت زیر رادیاتور مجهز شده بود که بعدها به آن افزوده شد.

این سیستم هر دو مفهومی را که خواننده امروزی میشناسد در بر داشت. شارژ در حین حرکت: دیناموتور در حالت ژنراتور، در حین حرکت میتوانست باتریها را شارژ کند؛ به همین دلیل خودرو بهعنوان «خودشارژ» بازاریابی میشد. ترمز بازیابی: با اصطلاحات آن دوره «dynamic braking»، 6 مایل بر ساعت در سرعتهای بالاتر از این فعال میشد. حتی نوعی درک اولیه از مدیریت باتری نیز وجود داشت؛ مهندسان دهه 1910 میدانستند که شارژ بیش از حد و تخلیه کامل باعث «gassing» و «sulphating» در صفحات باتری میشود و Woods استفاده در محدوده 10 تا 30 مایل بر ساعت را توصیه میکرد.

ویژگیWoods Dual Power
سالهای تولید1917-1918
موتور بنزینی14 اسب بخار، 68.7 اینچ مکعب (حدود 1.125 سیسی) 4 سیلندر خطی L-head (در 1918: 95 CID)
ماشین الکتریکیدیناموتور GE، 5-6 اسب بخار، 48 ولت / 60 آمپر
بسته باتریExide، 24 سل، 115 آمپرساعت
سرعت نهایی (ادعا)35 مایل بر ساعت (خودروهای برقی آن دوره حدود 20 مایل بر ساعت)
مصرف سوخت (ادعا)48 مایل بر گالن
وزن3.600 پوند (حدود 1.633 کیلوگرم)
قیمت1916: 2.650 دلار؛ 1918: 2.950 دلار

یک معماری رقیب: انتقال الکترومغناطیسی Owen Magnetic

Woods تنها نمونه نبود. Owen Magnetic یک خودروی لوکس بود که از 1915 تا 1922 - ابتدا در نیویورک، سپس در کلیولند و در مرحله آخر در ویلکس-بار - تولید میشد. این خودرو که بر اساس طراحی گیربکس الکترومغناطیسی مخترع Justus B. Entz ساخته شده بود، موتور بنزینی یک ژنراتور را میچرخاند و توان الکتریکی چرخهای عقب را میراند. یعنی از نظر فنی، کشفی اولیه از معماری هیبرید سری امروز. برادران Raymond و Ralph Owen با حمایت Baker Electric و Rausch & Lang در سال 1915 تولید را آغاز کردند؛ محدوده قیمت 1916 3.000 تا 6.000 دلار بود، یعنی حتی بسیار بالاتر از Dual Power. به همین دلیل Owen Magnetic گاهی با توصیف «حدود 80 سال قبل از Prius» شناخته میشود - و این توصیف، شکاف میان 1917 و 1997 را آشکار میکند.

چرا Woods Dual Power ناموفق بود؟

از نظر فنی، سیستم پیشرفته بود و پذیرفته شده است که همان‌طور که اعلام شده بود کار می‌کرد. اما از نظر تجاری، هیچ‌یک از اجزای آن موفق نشد. دلایل قابل اندازه‌گیری شکست روشن است:

  • قیمت: 2,650 دلار، معادل حدود چهار مدل T یا دو بویک بود. در سال 1918 وقتی شاسی به 124 اینچ کشیده شد و موتور به 95 CID رسید، قیمت به 2,950 دلار افزایش یافت، اما فروش بالا نرفت.
  • عملکرد: حداکثر سرعت 35 مایل بر ساعت، در بازاری که مدل T با سرعت 40-45 مایل بر ساعت حضور داشت، برای مشتری لوکس کافی نبود.
  • بلوغ: سیستم به اندازه‌ای که وعده داده شده بود نرم و قابل اعتماد نبود؛ در سال 1917 نیاز به اعمال تغییراتی بود.
  • بازار: سهم بازار خودروهای برقی از قبل به سرعت در حال کاهش بود؛ خودروی هیبرید به‌عنوان محصولی ظاهر شد که می‌کوشید بخشی در حال غرق شدن را نجات دهد.

حکم خلاصه بی‌رحمانه کوتاه است: خودروی هیبرید به دلیل گران بودن، کندی و دشواری تعمیر و نگهداری نتوانست به موفقیت تجاری دست یابد. شرکت وودز در سال 1918 ورشکست شد؛ در مجموع تنها مشتی Dual Power و کمتر از 14,000 خودروی با برند وودز به فروش رسید. رویکرد بازاریابی نیز بازتاب قراردادهای رایج آن دوران بود: تأکید بر «استفاده آسان»، همانند خودروهای تمام‌برقی، عمدتاً برای رانندگان زن بود.

چند نمونه باقی مانده و کجا می‌توان آنها را دید؟

امروزه تعداد شناخته‌شده چهار و احتمالاً پنج عدد است. مهم‌ترین نمونه، خودروی موجود در موزه The Henry Ford در دیربورن است: اصیل، در وضعیت حفاظت‌شده و با 11,085 مایل کارکرد؛ نمونه 1917 در نمایشگاه «Driving America» موزه قابل بازدید است. یک عدد در مجموعه یک موزه در منطقه لس‌آنجلس قرار دارد؛ کار حفاظت از آن توسط Howard Auto Preservation انجام شده است. تنها نمونه شناخته‌شده در حال کارکرد، در موزه Louwman در هلند است. گفته می‌شود یک بدنه بر روی شاسی Stanley Steamer نصب شده و یک عدد دیگر به‌صورت رودستر به سبک Hispano-Suiza بدنه‌سازی مجدد شده است؛ یک نمونه 1917 معیوب با قیمت تقریبی 48,000 دلار برای فروش درج شده بود.

آیا این خودروها واقعاً «نخستین هیبرید» بودند؟

خیر - و بحث اولویت در مورب‌نگاری باقی می‌ماند. بیشتر منابع به کار Lohner-Porsche فرديناند پورشه به‌عنوان نخستین هیبرید اشاره می‌کنند: نمونه اولیه معرفی‌شده در سال 1900 و مدل Mixte سال 1901 از موتور احتراق داخلی برای چرخاندن ژنراتور استفاده می‌کردند، و در سال 1902 پورشه با این خودرو رالی Exelberg را برد. برخی منابع نمونه اولیه Semper Vivus را به نمایشگاه جهانی پاریس 1900 و تولید آن را به سال 1901 نسبت می‌دهند. با این حال، روایت‌های تاریخ عمومی گاهی Woods Dual Power سال 1917 را مستقیماً «نخستین خودروی هیبرید» معرفی می‌کنند؛ این‌قدر در تاریخ‌گذاری و بحث اولویت ناسازگاری وجود دارد. چارچوب درست چنین است: اگر Lohner-Porsche نخستین هیبرید باشد، Dual Power نخستین تلاش جدی برای تولید انبوه در آمریکا بود.

همچنین باید به روایت «۸ ساله گم‌شده» نکته‌ای افزود. Owen Magnetic سال ۱۹۱۶ تقریباً هشتاد سال پیش از Prius قرار می‌گیرد و این روایت را تقویت می‌کند؛ اما آنچه گم شد، ایده نبود، بلکه قابلیت اجرای اقتصادی بود. طراحی Viktor Wouk در سال ۱۹۷۴ که بر پایه Buick Skylark ساخته شده بود و به عنوان نخستین هیبرید مدرن شناخته می‌شود، سپس Prius که در سال ۱۹۹۷ در ژاپن ۱۸٫۰۰۰ نسخه فروخت و دو‌نفره Honda Insight که در پایان سال ۱۹۹۹ وارد بازار شد، نشان می‌دهند که ورود همان ایده معماری واحد به صحنه، زمانی رخ داد که باتری و الکترونیک قدرت سرانجام بالغ شدند. دیناموتور Woods نخستین نمودار زودهنگام آن بسته فناوری بود که هشتاد سال زودتر طراحی شده بود.

نتیجه‌گیری: یک ایده مهندسی و یک واقعیت بازار

داستان Woods Dual Power ثابت می‌کند که ایده خودروی هیبرید در دهه ۱۹۱۰ در آمریکا نیز وجود داشته و در آنجا به محصولی ملموس تبدیل شده است. در این سامانه، شارژ در حین حرکت، ترمز بازیاب، استارت برقی و حتی آگاهی از حفظ عمر باتری وجود داشت. آنچه غایب بود، دو متغیری بود که هیچ مهندسی نمی‌توانست اصلاح کند: قدرت و هزینه. برای فروش خودرویی با سرعت ۳۵ مایل بر ساعت و چهار برابر گران‌تر، در همان بازار Model T، نه فیزیک بلکه اقتصاد لازم بود - و آن اقتصاد تنها هشتاد سال بعد، در سال‌هایی که نام هیبرید Prius بود، شکل گرفت.

منابع