Dự án G21: Câu chuyện phát triển bí mật đã sinh ra Prius 1997

Lịch sử xe ô tô hybrid
Tác giả: Deniz Erkan
Ngày tạo: 14 Tháng 10 2026

Một câu hỏi duy nhất mà Eiji Toyoda đặt ra vào năm 1993 đã tạo ra chiếc ô tô hybrid sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới chỉ trong chưa đầy hai năm.

Chia sẻ trang này

Đằng sau Prius 1997 là một dự án phát triển bắt đầu vào mùa hè năm 1993 với chỉ một câu hỏi của Eiji Toyoda: 21. Chiếc ô tô của thế kỷ 21 phải trông như thế nào? Dự án mang mã tên G21 - viết tắt của Globe, tức thế giới, và 21. thế kỷ - chỉ trong chưa đầy hai năm đã biến một công nghệ chưa được chứng minh thành chiếc xe hybrid xăng-điện sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới. NHW10 được bán ra tại Nhật Bản vào ngày 10 tháng 12 năm 1997 không phải là một cuộc thử nghiệm để ngành ô tô theo dõi; nó là điểm khởi đầu của kỷ nguyên hybrid.

Những điểm nổi bật

Dự án G21 khởi đầu vào tháng 9 năm 1993 với 10 kỹ sư và nhà thiết kế.
Prius thế hệ đầu tiên chỉ được bán tại Nhật Bản vào ngày 10 tháng 12 năm 1997; tổng cộng đã sản xuất 37.425 chiếc.
Mục tiêu ban đầu là 20 km mỗi lít, nhưng với quyết định hybrid, mục tiêu đã được nhân đôi.
Toyota lỗ trên mỗi chiếc NHW10 được bán; chỉ hòa vốn ở mẫu NHW11.
Năm 2024, dự án được vinh danh với tấm bia IEEE Milestone.

Dự án G21 Ra Đời Như Thế Nào: Tầm Nhìn Đầu Tiên Năm 1993

Điểm xuất phát của dự án không phải là một yêu cầu kỹ thuật, mà là một lời kêu gọi tầm nhìn mang tính doanh nghiệp. Mùa hè năm 1993, Chủ tịch Danh dự Eiji Toyoda muốn một tầm nhìn ô tô mới tầm trung và dài hạn để Toyota chuẩn bị cho thế kỷ 21. muốn một tầm nhìn ô tô mới trung hạn và dài hạn để Toyota chuẩn bị bước sang thế kỷ. Công việc đầu tiên chính thức bắt đầu vào tháng 9 năm 1993 với mã tên G21, được thực hiện bởi một nhóm nhỏ chỉ gồm 10 kỹ sư và nhà thiết kế; Chủ tịch Shoichiro Toyoda cũng đã ủng hộ kế hoạch này.

Báo cáo đầu tiên được soạn vào cuối năm 1993, nhìn từ hôm nay, phác thảo một concept khiêm tốn nhưng nhất quán: kích thước ngoài nhỏ gọn, không gian nội thất rộng, trục cơ sở dài và mức tiêu hao nhiên liệu 20 km/lít. Những từ khóa của dự án là "nguồn lực" và "môi trường"; các cuộc tranh luận được tiến hành trên trục môi trường, năng lượng và an toàn. Ngày 1/2/1994, G21 chuyển đổi thành một cấu trúc toàn thời gian với sự tham gia của các kỹ sư khung gầm, thân xe, động cơ, hệ thống truyền động và sản xuất, và quyền lãnh đạo được chuyển giao cho Takeshi Uchiyamada.

Điểm mấu chốt nằm ở đây:

Điểm mấu chốt nằm ở đây: lựa chọn đầu tiên của đội ngũ không phải là hybrid. Mặc dù hệ thống hybrid được xem là một chủ đề hấp dẫn, nó không được coi là khả thi vì đây là một công nghệ chưa được kiểm chứng. Thay vào đó, kế hoạch dựa trên một động cơ phun xăng trực tiếp và một hộp số tự động hiệu quả, có thể mang lại hiệu suất gấp 1,5 lần so với một mẫu xe cùng phân khúc. Nghĩa là G21 ban đầu được thiết kế như một dự án thách thức giới hạn của hiệu suất theo những cách truyền thống.

Đây cũng không phải là lần thử nghiệm hybrid đầu tiên của Toyota. Theo lịch sử 75 năm của công ty, nỗ lực đầu tiên có từ năm 1968: Một nghiên cứu động cơ tua-bin khí đã được tiến hành dưới sự dẫn dắt của Kenya Nakamura, nhưng dự án bị dừng vào đầu thập niên 1980 do thiếu pin sạc phù hợp. Đến thập niên 1990, mảnh ghép còn thiếu trong phương trình - công nghệ pin đủ mạnh - đã sẵn sàng; Quyết Định Hybrid Được Đưa Ra Như Thế Nào:

Hiệu Suất Gấp Đôi Hoặc Hủy Bỏ Năng Suất Gấp Đôi Hoặc Hủy Bỏ

Bước ngoặt đến vào tháng 11 năm 1994. Phó Chủ tịch phụ trách Công nghệ Akihiro Wada đã đưa ra một chỉ thị rõ ràng cho Uchiyamada: hãy biến chiếc ô tô thành xe hybrid; nếu không làm được, dự án sẽ bị hủy bỏ. Mục tiêu là tăng gấp đôi hiệu suất nhiên liệu - và theo đánh giá của nhóm, điều này là bất khả thi với các phương pháp truyền thống. Câu trả lời duy nhất chính là công nghệ hybrid. Điều này được xem như một quyết định "từ trên xuống" điển hình: thay vì mục tiêu 1,5 lần của nhóm, ban lãnh đạo áp đặt một mục tiêu gấp đôi.

Đánh giá ban đầu của Uchiyamada cũng là một nhận định kỹ thuật trung thực: 21. không tin rằng một mẫu hybrid thương mại có thể được phát triển trước đầu thế kỷ. Tuy vậy, quyết định vẫn được thực hiện; từ mùa thu năm 1994, bầu không khí trong công ty đã thay đổi và việc xe thương mại phải dùng hệ thống hybrid đã được quyết định. Phê duyệt chính thức cho xe thương mại thì được thông qua trong một cuộc họp vào tháng 6 năm 1995.

Đằng sau quyết định này còn có một sự thay đổi về tổ chức: tháng 8 năm 1995, Hiroshi Okuda trở thành chủ tịch Toyota và sự kiện này được ghi nhận là bước ngoặt cho việc phát triển hybrid. Một công nghệ chưa được chứng minh không thể được đưa vào sản xuất hàng loạt với tốc độ đó nếu thiếu sự ủng hộ của ban lãnh đạo.

Toyota Hybrid System Hoạt Động Như Thế Nào: Hai Động Cơ, Một Bộ bánh răng hành tinh

Prius'un kalbinde şanzıman yoktu; iki motor ve tek bir planet dişli, benzinle elektriği aynı tekerlekte buluşturdu.

Việc lựa chọn hệ thống là kết quả của một quá trình nghiên cứu kéo dài sáu tháng. Trong đánh giá hoàn tất vào cuối năm 1994, loại hai động cơ được lựa chọn nhờ tiềm năng hiệu suất cao. Đằng sau quyết định này là một tầm nhìn: điện tử công suất - các bán dẫn và mạch điện tử - sẽ có bước nhảy vọt lớn trong tương lai gần, nhờ đó hộp số truyền thống có thể được loại bỏ hoàn toàn.

Hệ thống được áp dụng sau đó được đặt tên là Toyota Hybrid System (THS). Các thành phần của kiến trúc có thể được lần theo theo chuỗi logic:

Một động cơ dẫn động bánh xe và hoạt động như máy phát khi giảm tốc
Một động cơ thứ hai phát điện, điều khiển hộp số và kiêm luôn chức năng động cơ khởi động
Bộ phân công suất dùng bánh răng hành tinh kết hợp hai động cơ điện với động cơ xăng
Bộ biến tần hoạt động giữa ắc quy và các động cơ

Trục vào và trục ra nằm cùng một mặt phẳng, và vòng tua động cơ được điều khiển liên tục theo kiểu biến thiên vô cấp. THS hoàn tất và được công bố vào tháng 3 năm 1997; các công nghệ cốt lõi như động cơ và bộ biến tần được sản xuất bằng nội lực. Về phía ắc quy, công việc được thực hiện cùng Matsushita Battery Industrial - đối tác từng cộng tác trong nghiên cứu xe điện trước đó; gói ắc quy NiMH được chuyển giao cho công ty liên doanh Panasonic EV Energy thành lập vào tháng 12 năm 1996.

Concept và con đường thương mại tại Tokyo

Một chi tiết thú vị: chiếc xe concept trưng bày tại Tokyo Motor Show 1995 khác với phiên bản hybrid thương mại. Nó dùng một động cơ, phun xăng trực tiếp, hộp số CVT và dùng tụ điện thay cho ắc quy; mục tiêu của nó là 30 kilomet mỗi lít và hệ thống được đặt tên là "Toyota Energy Management System". "Prius" - tên gọi mang nghĩa "đầu tiên, tiên phong, vượt trội" trong tiếng Latinh - bắt đầu được sử dụng từ giai đoạn này. Phương tiện sản xuất đã vượt qua ý tưởng khái niệm và tiến hóa thành kiến trúc hybrid hoàn chỉnh.

Mốc thời gian ấn tượng: khoảng hai năm từ khi chính thức bắt đầu phát triển đến sản xuất hàng loạt. Đằng sau tốc độ đó là các phương pháp kỹ thuật: công nghệ lắp ráp ảo 3D và việc sử dụng dây hàn thân vỏ cho sản xuất khối lượng nhỏ. Ngoài ra, năm 1996, các phòng ban hệ thống điều khiển và linh kiện truyền động điện được hợp nhất trong cấu trúc "tái cấu trúc kinh doanh", và vào tháng 1 năm 1997 đã sáp nhập với bộ phận phát triển xe điện để tạo thành Electric & Hybrid Vehicle Engineering Division.

Những con số của Prius Thế hệ đầu tiên: NHW10 và NHW11

Thế hệ đầu tiên NHW10 ra mắt tại Nhật Bản vào ngày 10 tháng 12 năm 1997 và trở thành chiếc ô tô hybrid xăng-điện sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới. Việc sản xuất diễn ra tại nhà máy Takaoka từ tháng 12 năm 1997 đến tháng 2 năm 2000 và giới hạn ở tổng cộng 37.425 chiếc. Một ghi chú thiết kế đáng chú ý: Thiết kế của NHW10 đến từ các nhà thiết kế California, được lựa chọn trước các đề xuất từ các xưởng thiết kế Toyota khác. Chiếc xe giành giải "Ô tô của năm tại Nhật Bản" khi ra mắt, và năm 1998 tiếp tục giành giải Ô tô của năm RJC.

Giai đoạn thứ hai là bước chân đưa mẫu xe ra thế giới. NHW11 ra mắt năm 2000 - thế hệ thứ hai - là chiếc Prius đầu tiên được bán với số lượng hạn chế tại châu Á, Mỹ, châu Âu và Úc; giá tại Mỹ là 19.995 đô la Mỹ. Được sản xuất tại nhà máy Motomachi từ tháng 5 năm 2000 đến tháng 6 năm 2003, hoàn thành 33.411 chiếc. Đây là chiếc hybrid sản xuất hàng loạt thứ hai tại thị trường Mỹ sau Honda Insight.

Thông số	NHW10	NHW11
Ra mắt thị trường	Tháng 12 năm 1997	Năm 2000
Thị trường	Chỉ tại Nhật Bản	Châu Á, Mỹ, châu Âu, Úc
Nhà máy sản xuất	Takaoka	Motomachi
Thời gian sản xuất	Tháng 12 năm 1997 – Tháng 2 năm 2000	Tháng 5 năm 2000 – Tháng 6 năm 2003
Số lượng sản xuất	37.425	33.411

Thế hệ đầu tiên đã bán tổng cộng khoảng 123.000 chiếc. Bức tranh thương mại cho thấy một sự thật rõ ràng: Toyota thừa nhận lỗ trên mỗi xe ở NHW10, và NHW11 mới chỉ hòa vốn. Nói cách khác, giá trị của việc ra mắt không nằm ở doanh số mà nằm ở việc chứng minh công nghệ.

Mức tiêu thụ nhiên liệu thực tế là bao nhiêu và ngày nay vẫn đáng tin cậy không?

Hiệu suất của Prius thế hệ đầu tiên thay đổi tùy thuộc vào việc nói về phương tiện nào và cách đo lường. Đối với NHW11 tại thị trường Mỹ, chủ xe báo cáo 50–60 mpg (khoảng 3,9–4,7 L/100 km) khi lái hợp lý, và khoảng ~35 mpg khi sử dụng tích cực hơn; giá trị trung bình chung được ghi nhận là 46–50 mpg hoặc ~41 mpg kết hợp. Chỉ cần nhớ rằng những con số dựa trên dữ liệu sở hữu và chủ yếu nói về NHW11; mục tiêu của NHW10 trong chu kỳ riêng của nó vốn đã khoảng 20 km mỗi lít.

Về độ tin cậy, bức tranh đã trưởng thành qua hơn 25 năm sử dụng. Chủ xe thế hệ đầu tiên chia sẻ trải nghiệm vận hành không hỏng hóc và pin bền bỉ; độ tin cậy của năm thế hệ được đánh giá trong các so sánh bằng dữ liệu của Consumer Reports và NHTSA từ thế hệ đầu tiên. Những vấn đề bảo dưỡng cần lưu ý thì rất cụ thể: chẳng hạn như các bộ phận có thể bị tắc nghẽn do muội than bám tích. Nói ngắn gọn, đây là câu chuyện không phải của một công nghệ lỗi thời, mà của một hệ truyền động bền bỉ cùng thời gian khi được bảo dưỡng đúng cách.

Gốc rễ của Prius có kéo dài đến năm 1900 không?

Có - cây phả hệ của nó đáng ngạc nhiên là rất cổ xưa. Ferdinand Porsche đã thiết kế chiếc ô tô hybrid đầu tiên dưới dạng nguyên mẫu vào năm 1900: Lohner-Porsche Semper Vivus. Phiên bản hybrid được đưa ra bán vào năm 1901 với tên Lohner-Porsche Mixte. Việc các tư liệu lịch sử nối nguồn gốc của Prius hiện đại với chiếc xe cách đây khoảng một trăm năm không phải là ngẫu nhiên: bài toán điều khiển luồng công suất nối song song chưa hề thay đổi kể từ năm 1900; điều thay đổi là sự trưởng thành của các bộ phận giải quyết nó - pin và điện tử công suất.

Ở giữa là những thử nghiệm độc lập với nhau: năm 1973, kỹ sư điện Victor Wouk chế tạo một nguyên mẫu hybrid dựa trên Buick Skylark 1972. Owen Magnetic, với thiết kế nối tiếp nơi động cơ sạc pin và cấp điện cho động cơ điện, là một trong những hybrid thời kỳ đầu. GM XP 512 năm 1969 và thử nghiệm sáu bánh Briggs & Stratton năm 1980 cũng thuộc cùng truyền thống thử nghiệm dài và liên tục đó. Tiền phong thứ hai của làn sóng hiện đại là Honda Insight, ra mắt thị trường vào cuối năm 1999 dưới dạng liftback hai chỗ.

Tác động lâu dài của việc ra mắt

Một trong những kết quả đo lường được của cuộc ra mắt năm 1997 hôm nay chúng ta đã có: Tổng doanh số dòng Prius đạt 6,1 triệu chiếc vào tháng 1 năm 2017, chiếm 61% trong số 10 triệu xe hybrid mà Toyota đã bán kể từ năm 1997; mẫu xe này được bán tại hơn 90 thị trường. Một bằng chứng mới hơn mang tính công nghệ: Vào tháng 7 năm 2023, một chiếc Prius LE 2024 đã lập kỷ lục Guinness với mức 2,52 lít/100 km trên hành trình 5.150 km từ Los Angeles đến New York bằng các kỹ thuật hypermiling; trong điều kiện lái bình thường, thế hệ mới nhất mang lại hiệu suất lên đến 4,06 lít/100 km.

Gian nan của quá trình phát triển thời kỳ đầu cũng đã được ghi nhận: Các kỹ sư Toyota nhận thấy trong những buổi lái thử rằng mức tiêu hao nhiên liệu của nguyên mẫu còn tệ hơn cả một chiếc Corolla thông thường. Con đường từ đó đến sản xuất hàng loạt và những con số như ngày nay chính là công của kỷ luật kỹ thuật. Dự án được vinh danh với một giải thưởng IEEE Milestone trong một lễ kỷ niệm tại Toyota City vào ngày 30 tháng 10 năm 2024; nội dung trên tấm bảng nhấn mạnh rằng chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong và hai động cơ điện, đồng thời thu hồi năng lượng bị mất khi phanh/lái. Uchiyamada cũng có một bài phát biểu ngắn trong lễ kỷ niệm đó.

Kết luận: Hai Năm, Một Quyết định và Sự Chuyển mình của Một Ngành Công nghiệp

Đọc chi tiết câu chuyện G21 dưới góc độ kỹ thuật như sau: công nghệ phù hợp không phải lúc nào cũng là lựa chọn dễ dàng nhất. Câu trả lời đầu tiên của đội ngũ là sự an toàn - động cơ phun xăng trực tiếp và hộp số hiệu quả. Điều kiện "gấp đôi hiệu suất hoặc hủy dự án" do ban lãnh đạo cấp cao áp đặt đã đẩy đội ngũ đến một kiến trúc chưa được kiểm chứng; các dự đoán về phía điện tử công suất và pin có thể khiến rủi ro này trở nên hiện hữu. Việc đưa một công nghệ chưa được chứng minh từ phê duyệt chính thức đến sản xuất hàng loạt chỉ trong khoảng hai năm, ngoài tuyên bố về hiệu suất, còn là một thành công về quản lý và sản xuất. Chiếc xe đầu tiên ra mắt tại Nhật Bản vào tháng 12 năm 1997 khởi đầu như một sản phẩm lỗ lã, nhưng đã đi vào lịch sử như điểm tham chiếu của kỷ nguyên xe hybrid.