Hybriders Rising Sun

Bannere, der er to meter høje uden for Toyota Motors vidtstrakte fabrik i Tsutsumi, Japan, skriger Hybrid, ordet prydet over et billede af jorden. Indenfor, under skilte med Yoi shina, yoi kangae (god tankegang, gode produkter), montører i blå jakker og hvide handsker dukker omkring 400 af Toyotas nydesignede Prius hybrid sedans hver dag frem.

Bortset fra skiltningen, ligner den meget enhver anden bilfabriksgulv - og det er det bemærkelsesværdige. Prius, som bruger både en benzinmotor og en elektrisk motor til fremdrift, får i gennemsnit 55 miles til gallonen - omkring det dobbelte af kilometertallet for en sammenlignelig benzinbil. Hvad mere er, den seneste model, der ruller af fabriksgulvet i Tsutsumi, ofrer ikke magt eller komfort og sælger kun for omkring 1.000 $ mere end en basismodel af Toyotas mellemstore sedan, Camry.

Og Prius er kun en forsmag på Toyotas ambitiøse planer for den nye hybridteknologi. Ved udgangen af ​​dette år planlægger bilproducenten at sælge en luksussportsbil ved hjælp af teknologien - en hybrid Lexus - i USA. Inden for et årti, siger Toyota-chefer, kunne den gas-elektriske kombination tilbydes i alle kategorier af køretøjer, som bilproducenten sælger, fra subcompacts til tunge pickup-trucks. Når Toyotas SUV'er kommer på markedet, og folk ser, hvad et virkelig kraftfuldt hybrid-elkøretøj kan gøre, tror jeg, det kommer til at rasle et par bure, siger den tidligere General Motors-formand Robert Stempel, der er formand for Rochester Hills, MI-baseret teknologiudvikler Energy Conversion Enheder.

Kommer rent

Kør forbi klyngen af ​​bilfabrikker omkring Tsutsumi og den nærliggende Toyota City og ind i bakkerne nord for Nagoya, og du finder en anden Toyota-fabrik - denne uden bannere. På denne fabrik, kaldet Hirose, gjorde Toyota noget ekstraordinært for en bilproducent: den byggede dedikerede faciliteter til at fremstille avancerede halvlederchips. De fleste bilproducenter er tilfredse med at købe hyldeelektronik eller udlevere elektronikfremstilling til leverandører. Toyota gør alt internt. Dets højteknologiske chipfabrikker udskiller de kraftregulatorer, der udgør hybridbilens hjerte, hvilket gør Hirose til midtpunktet i en hybridinvestering, som nogle analytikere fastlægger til 1 mia.

Hirose-fabrikken er forbudt for journalister, men historien om Toyotas program er en historie, som dens arkitekt-Takehisa Yaegashi, den beskedne ingeniør, der er æret inden for Toyota som faren til hybriden, er ivrig efter at fortælle. Yaegashi drikker sort kaffe i et ubestemmelig mødelokale i Toyotas kontorer i Tokyo og sporer oprindelsen af ​​Toyotas hybridstrategi tilbage til begyndelsen af ​​1970'erne, hvor den amerikanske kongres satte de første nationale grænser for udstødningsemissioner.

High-power vision: Takehisa Yaegashi, Toyotas far til hybriden, siger, at virksomheden har et seks-årigt teknologisk forspring.

I 1971 var Yaegashi en 28-årig maskiningeniør, to år fra Hokkaido Universitet, da Toyota tildelte ham dets nye renmotorprojekt. I løbet af de næste 20 år designede han alt fra udstødningsvaskende katalysatorer til emissionsreducerende motorkontrolsystemer. Alt dette var med til at gøre Toyotas flåde af biler til en af ​​de reneste solgte i USA. (Bilerne i Toyotas 2003 amerikanske flåde får i gennemsnit 32,3 miles pr. gallon benzin, 3,6 miles mere end GM's biler. Toyotas SUV'er og lette lastbiler får dog et gennemsnit på 21,9 miles til gallon, kun otte tiendedele af en mile bedre end GM's.)

Men Toyota stoppede ikke ved innovative katalysatorer. I begyndelsen af ​​1990'erne - selv da Toyota fulgte føringen af ​​amerikanske bilproducenter ved at lave populære, men brændstofslugende SUV'er - forberedte Toyotas ledere sig på at fordoble deres indsats for at rydde op i bilen og gøre den mere brændstofeffektiv. Vi så to ting ske på samme tid: efterspørgsel efter renere luft og efterspørgsel efter større brændstofbesparelser, husker Yaegashi.

På det tidspunkt så løsningen ud til at være batteridrevne elbiler. Toyota byggede elektriske versioner af sin lille SUV, mens GM testmarkedsførte en sporty tosædet. Men ingen af ​​disse tidlige elektriske køretøjer nåede nogensinde til masseproduktion; batterierne begrænsede deres rækkevidde til knap 100 kilometer. Alligevel lærte disse eksperimenter ingeniører en vigtig lektie: du kunne gøre elbiler kraftfulde, støjsvage og peppede ved at bruge højeffektelektronik til at styre strømmen af ​​elektricitet mellem batteriet og de elektriske motorer. Som Stempel udtrykker det, gav Den elektroniske revolution ingeniørerne de værktøjer, de havde brug for, for at gøre elbiler ganske køreklare. Det brød blokeringen op.

Baneskift

Alligevel var batterierne et problem. Få forbrugere ville købe biler, der skulle tilsluttes efter mindre end en time på motorvejen. Så Toyotas ledelse skiftede gear og besluttede at udnytte det, de havde lært, til at bygge et køretøj, der ville udkonkurrere traditionelle el-biler: den benzin-elektriske hybrid.

Tanken var at fange det bedste fra benzin- og elbiler. Ved lave hastigheder, hvor forbrændingsmotorer er mindst effektive og mest forurenende, bruger Toyotas hybrid i stedet en elmotor. Ved højere hastigheder, hvor en elektrisk motor mangler tilstrækkelige muskler, starter en lille gasmotor. Motoren kan direkte dreje hjulene eller dreje en generator for at levere elektricitet. Hybrider fanger også energi fra en anden kilde: bremserne. Tryk på bremsepedalen, og elmotoren skifter roller og fungerer som en generator, der omdanner bilens kinetiske energi til elektricitet for at genoplade batterierne. Alle disse tricks er mulige, fordi hybrider - i modsætning til konventionelle biler - har højeffektelektronik og store batterier.

I 1995 havde Toyota afsløret sin Prius konceptbil. Blot to år senere solgte Toyotas distributører i Japan Prius samt en hybridbus. I 2001 solgte de en hybrid minivan og en luksussedan i Japan (se Bilkultur, sidebjælke). Og i 2000 begyndte Toyota at sælge en forbedret Prius i USA, der konkurrerede med en hybridmodel fra Honda Motor, Insight compact sedan.

Bagklap

Indhentning ligner en ujævn vej for andre bilproducenter. Selv Honda, formentlig Toyotas mest avancerede hybridkonkurrent, har ifølge eksperter i branchen udskåret sit arbejde. Når det kommer til at konstruere systemet som helhed, tror jeg, at Toyota har tre, fire års fordel i forhold til de andre, selv sammenlignet med Honda, siger Koji Endo, en Tokyo-baseret bilanalytiker for Credit Suisse First Boston. Hondas modeller - som inkluderer en hybrid Insight og Civic og en Accord, der kommer i år - har mindre elektrisk kraft og er dyrere at producere end Toyotas, siger Endo.

Detroits tre store er længere bagud. I løbet af de sidste to år har GM, Ford og DaimlerChrysler skrottet eller forsinket et halvt dusin ambitiøse hybridprojekter. Det, de lærer, er, at overgangen til elektrisk drevteknologi ikke vil være et stykke kage, siger Dan Sperling, direktør for Institute of Transportation Studies ved University of California, Davis. Du kan ikke bare sige: 'Okay, jeg skal bygge en hybridbil', køb teknologien og læg den ud næste år.

Sidste år forsinkede Ford udgivelsen af ​​sin debuthybrid: en version af sin Escape SUV. John Kassakian, direktør for MIT's Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems, som forsker i bilelektronik, siger, at Ford betaler prisen for sine tidlige forsøg på at skohorn hybridteknologi ind i eksisterende køretøjer. I modsætning til Toyotas hybrid-SUV'er, for eksempel, vil Fords firehjulstrukne Escape-hybrider ikke have elektriske motorer på hver aksel, hvilket Ford siger, vil kræve dyrt omværktøj. Ændring af et eksisterende køretøj ser på overfladen ud til at være den mest effektive måde at komme fra punkt A til punkt B, men du ender ikke med en løsning, der er optimeret til omkostninger og ydeevne, siger Kassakian. Ford siger nu, at de vil sælge SUV'en i år.

Alligevel er de tre store og andre bilproducenters beslutning om endelig at forfølge gas-elektriske hybrider i sig selv bemærkelsesværdig. Indtil for nylig anså GM sine penge for at være bedre brugt på brændselscelleteknologi. Det investerede hundredvis af millioner af dollars i brændselscelle-F&U og udrullede en radikal prototype brændselscellebil, som det har lovet at masseproducere inden 2010. Mere effektive oliebaserede køretøjer alene vil ikke løse vores problem med olieafhængighed. Vi tror på lang sigt, at du skal komme til energikilder ud over petroleum, og det er derfor, brint er så attraktivt, siger Larry Burns, GM's R&D-vicepræsident. Men selv Burns erkender, at bilproducenter også er nødt til at mestre hybrider, om end kun af konkurrencemæssige årsager. Vi ved ikke med sikkerhed, hvor stort hybridsegmentet bliver - det tror jeg ikke nogen kan forudsige lige nu - men vi vil gerne give vores kunder valget, siger han.

Fuel Cell Future

På Japans travle Nagoya Motor Show sidst sidste år viste Toyota tre konceptbiler frem. Den ene var en metallisk-blå SUV, en anden en benhvid sportsvogn med åben top. Begge var gas-elektriske hybrider. Men rampelyset faldt endelig på en metallisk-blå hybrid sedan med et twist: den bruger en brændselscelle, ikke en gasmotor.

Toyota kalder det Fine-N, og det bruger mange af de tricks, som virksomheden har lært af sine gas-elektriske køretøjer. Det er klart, at de [hybride] teknologier, som vi forfølger - motorerne, kraftelektronikken, al den logik, det kræver, selv kunsten at pleje batterierne - er væsentlige elementer i brændselscellekøretøjet, siger Schaum, den tidligere Chrysler chefingeniør, nu vicepræsident hos elmotorudvikleren WaveCrest Laboratories i Dulles, VA. Det skal du virkelig mestre, før du er klar til brintøkonomien.

Hvis han har ret, kan Toyotas tidlige dominans af gas-elektriske hybrider give den et stærkt forspring mod fremtiden. Hver bilproducent bruger store penge på at udvikle brændselscellebiler, og Toyota er ingen undtagelse - selv når den kører for at dominere hybrider. Hvis det også ender med at dominere brændselsceller, kan det berøve Detroit sin sidste, bedste chance for at genvinde fodfæstet som førende inden for bilteknologi.

Alligevel er der ingen hos Toyota, der glemmer nutidens markedsføringsrealiteter. På Nagoya blev Toyotas præsentation af sin futuristiske hybrid-til-brint-vision ledsaget af en standard industri-touch. Som for at antyde, at avancerede brændselscellebiler er klar til mainstream, traskede Toyota ud af unge kvinder kendt som show-kammerater for at demonstrere Fine-N-prototypen. På en snurrende platform åbnede en kvinde i en kort nederdel og høje støvler bilens bagdør, trådte ind på bagsædet, trykkede på en knap og lænede sig ud af syne. Det kan være på forkant med avanceret bilteknologi, men Toyota har ikke glemt, hvad der sælger biler.

skjule