211service.com
Rijzende zon van hybriden
Spandoeken van twee meter hoog buiten de uitgestrekte fabriek van Toyota Motor in Tsutsumi, Japan, schreeuwen Hybrid, het woord versierd met een afbeelding van de aarde. Binnen, onder borden met Yoi shina, yoi kangae (Good thinking, good products), monteurs in blauwe jassen en witte handschoenen, rijden elke dag ongeveer 400 van Toyota's nieuw ontworpen Prius hybride sedans.
Afgezien van de bewegwijzering, lijkt het veel op elke andere autofabrieksvloer - en dat is wat opmerkelijk is. De Prius, die zowel een benzinemotor als een elektromotor gebruikt voor de voortstuwing, haalt gemiddeld 55 mijl per gallon, ongeveer het dubbele van de kilometerstand van een vergelijkbare benzineauto. Bovendien levert het nieuwste model dat bij Tsutsumi van de fabrieksvloer rolt geen kracht of comfort op en verkoopt het voor slechts ongeveer $ 1.000 meer dan een basismodel van Toyota's middelgrote sedan, de Camry.
En de Prius is slechts een voorproefje van Toyota's ambitieuze plannen voor de nieuwe hybridetechnologie. Tegen het einde van dit jaar is de autofabrikant van plan om in de Verenigde Staten een luxe SUV te verkopen die gebruikmaakt van de technologie, een hybride Lexus. Binnen een decennium, zeggen Toyota-managers, zou de gas-elektrische combinatie kunnen worden aangeboden in elke categorie voertuigen die de autofabrikant verkoopt, van subcompacts tot zware pick-up trucks. Wanneer Toyota's SUV's op de markt komen en mensen zien wat een echt krachtig hybride elektrisch voertuig kan doen, denk ik dat het een paar kooien gaat rammelen, zegt voormalig General Motors-voorzitter Robert Stempel, voorzitter van Rochester Hills, MI-gebaseerde technologieontwikkelaar Energy Conversion apparaten.
Schoonmaak
Rij voorbij het cluster van autofabrieken rond Tsutsumi en het nabijgelegen Toyota City en de heuvels ten noorden van Nagoya in, en je vindt nog een Toyota-fabriek - deze zonder spandoeken. In deze fabriek, Hirose genaamd, deed Toyota iets buitengewoons voor een autofabrikant: het bouwde speciale faciliteiten voor de fabricage van ultramoderne halfgeleiderchips. De meeste autofabrikanten zijn tevreden met het kopen van kant-en-klare elektronica of het uitbesteden van de elektronicaproductie aan leveranciers. Toyota doet alles in eigen beheer. De hightech-chipfabrieken produceren de vermogenscontrollers die het hart van het hybride voertuig vormen, waardoor Hirose het middelpunt wordt van een hybride investering die sommige analisten op $ 1 miljard schatten.
De fabriek in Hirose is verboden terrein voor journalisten, maar het verhaal van Toyota's programma is er een dat de architect, Takehisa Yaegashi, de bescheiden ingenieur die binnen Toyota werd vereerd als de vader van de hybride, graag wil vertellen. Terwijl hij zwarte koffie drinkt in een onopvallende vergaderruimte in Toyota's kantoren in Tokio, traceert Yaegashi de oorsprong van Toyota's hybride strategie terug naar het begin van de jaren zeventig, toen het Amerikaanse congres de eerste nationale limieten voor uitlaatemissies vaststelde.
Krachtige visie: Takehisa Yaegashi, Toyota's vader van de hybride, zegt dat het bedrijf een technologische voorsprong van zes jaar heeft.
In 1971 was Yaegashi een 28-jarige werktuigbouwkundig ingenieur, twee jaar verwijderd van de Hokkaido University, toen Toyota hem toewees aan zijn nieuwe schone-motorproject. In de volgende 20 jaar ontwierp hij alles, van uitlaatgasreinigende katalysatoren tot emissiebeperkende motorregelsystemen. Dit alles heeft ertoe bijgedragen dat Toyota's wagenpark een van de schoonste auto's is die in de Verenigde Staten worden verkocht. (De auto's in Toyota's Amerikaanse vloot van 2003 halen gemiddeld 52,3 mijl per gallon benzine, 5,8 mijl meer dan de auto's van GM. Toyota's SUV's en lichte vrachtwagens halen echter gemiddeld 21,9 mijl per gallon, slechts acht tiende van een mijl beter dan die van GM.)
Maar Toyota stopte niet bij innovatieve katalysatoren. Tegen het begin van de jaren negentig - zelfs toen Toyota het voorbeeld volgde van Amerikaanse autofabrikanten door populaire maar brandstofverslindende SUV's te maken - bereidden Toyota's leiders zich voor om hun inspanningen te verdubbelen om de auto op te schonen en zuiniger te maken. We zagen twee dingen tegelijkertijd gebeuren: de vraag naar schonere lucht en de vraag naar meer brandstofbesparing, herinnert Yaegashi zich.
Destijds leek de oplossing elektrische voertuigen op batterijen te zijn. Toyota bouwde elektrische versies van zijn kleine SUV, terwijl GM een sportieve tweezitter op de markt bracht. Maar geen van deze vroege elektrische voertuigen heeft ooit de massaproductie bereikt; de batterijen beperkten hun bereik tot amper 100 kilometer. Toch leerden ingenieurs uit deze experimenten een belangrijke les: je kunt elektrische auto's krachtig, stil en pittig maken door krachtige elektronica te gebruiken om de stroom van elektriciteit tussen de batterij en de elektromotoren te regelen. Zoals Stempel het stelt, gaf de elektronische revolutie de ingenieurs de tools die ze nodig hadden om elektrische auto's behoorlijk rijdbaar te maken. Dat brak de blokkade open.
Wisselen van rijbaan
Toch waren de batterijen een probleem. Weinig consumenten zouden auto's kopen die na minder dan een uur op de snelweg moesten worden aangesloten. Dus het management van Toyota schakelde over en besloot gebruik te maken van wat het had geleerd om een voertuig te bouwen dat beter zou presteren dan traditionele volledig elektrische auto's: de benzine-elektrische hybride.
Het idee was om het beste van benzine- en elektrische auto's vast te leggen. Bij lage snelheden, waar verbrandingsmotoren het minst efficiënt en meest vervuilend zijn, gebruikt Toyota's hybride in plaats daarvan een elektromotor. Bij hogere snelheden, waar een elektromotor onvoldoende spierkracht heeft, treedt een kleine gasmotor in werking. De motor kan direct de wielen laten draaien of een generator laten draaien om elektriciteit te leveren. Hybriden vangen ook energie op uit een andere bron: de remmen. Raak het rempedaal aan en de elektromotor verandert van rol en dient als generator, die de kinetische energie van de auto omzet in elektriciteit om de batterijen op te laden. Al deze trucs zijn mogelijk omdat hybrides, in tegenstelling tot conventionele auto's, krachtige elektronica en grote batterijen hebben.
In 1995 had Toyota zijn Prius concept car onthuld. Slechts twee jaar later verkochten Toyota's distributeurs in Japan de Prius, evenals een hybride bus. Tegen 2001 verkochten ze een hybride minibus en een luxe sedan in Japan (zie Car Culture, zijbalk). En in 2000 begon Toyota met de verkoop van een verbeterde Prius in de Verenigde Staten, die concurreerde met een hybride model van Honda Motor, de Insight compacte sedan.
bumperkleven
Inhalen lijkt een hobbelige weg voor andere autofabrikanten. Zelfs Honda, waarschijnlijk de meest geavanceerde hybride concurrent van Toyota, heeft nog veel werk te verzetten, volgens experts uit de sector. Als het gaat om de engineering van het systeem als geheel, denk ik dat Toyota drie, vier jaar voorsprong heeft op de anderen, zelfs in vergelijking met Honda, zegt Koji Endo, een in Tokio gevestigde auto-analist voor Credit Suisse First Boston. Honda's modellen - waaronder een hybride Insight en Civic, en een Accord die dit jaar uitkomt - hebben minder elektrisch vermogen en zijn duurder om te produceren dan die van Toyota, zegt Endo.
De Grote Drie van Detroit lopen verder achter. In de afgelopen twee jaar hebben GM, Ford en DaimlerChrysler een half dozijn ambitieuze hybride projecten geschrapt of uitgesteld. Wat ze leren is dat de overstap naar elektrische aandrijftechnologie geen fluitje van een cent zal zijn, zegt Dan Sperling, directeur van het Institute of Transportation Studies aan de University of California, Davis. Je kunt niet zomaar zeggen: 'Oké, ik ga een hybride auto bouwen', de technologie kopen en hem volgend jaar op de markt brengen.
Vorig jaar stelde Ford de release van zijn debuuthybride uit: een versie van zijn Escape SUV. John Kassakian, directeur van MIT's Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems, dat onderzoek doet naar auto-elektronica, zegt dat Ford de prijs betaalt voor zijn vroege pogingen om hybride technologie in bestaande voertuigen toe te passen. In tegenstelling tot Toyota's hybride SUV's, bijvoorbeeld, hebben Ford's vierwielaangedreven Escape-hybriden geen elektrische motoren op elke as, wat volgens Ford een kostbare aanpassing zou vergen. Het aanpassen van een bestaand voertuig lijkt op het eerste gezicht de meest efficiënte manier om van punt A naar punt B te komen, maar je krijgt geen oplossing die is geoptimaliseerd voor kosten en prestaties, zegt Kassakian. Ford zegt nu dat het de SUV dit jaar zal verkopen.
Toch is de beslissing van de Grote Drie en andere autofabrikanten om eindelijk gas-elektrische hybrides na te streven zelf opmerkelijk. Tot voor kort vond GM zijn geld beter besteed aan brandstofceltechnologie. Het heeft honderden miljoenen dollars geïnvesteerd in R&D op het gebied van brandstofcellen en heeft een radicaal prototype van een brandstofcelauto uitgerold die het heeft beloofd tegen 2010 massaal te produceren. Efficiëntere voertuigen op petroleumbasis alleen zullen ons probleem van aardolieafhankelijkheid niet oplossen. Wij geloven dat je op de lange termijn naar energiebronnen moet gaan die verder gaan dan aardolie, en dat is waarom waterstof zo aantrekkelijk is, zegt Larry Burns, GM's R&D vice-president. Maar zelfs Burns erkent dat autofabrikanten ook hybrides moeten beheersen, al was het maar om concurrentieredenen. We weten niet zeker hoe groot het hybride segment zal zijn - ik denk niet dat iemand dat op dit moment kan voorspellen - maar we willen onze klanten de keuze geven, zegt hij.
Toekomstige brandstofcel
Op de bruisende Nagoya Motor Show in Japan eind vorig jaar toonde Toyota drie conceptauto's. Een daarvan was een metaalblauwe SUV, een andere een spierwitte sportwagen met open dak. Beiden waren gas-elektrische hybriden. Maar de schijnwerpers vielen uiteindelijk op een metaalblauwe hybride sedan met een twist: hij gebruikt een brandstofcel, geen gasmotor.
Toyota noemt het de Fine-N en gebruikt veel van de trucjes die het bedrijf heeft geleerd van zijn gas-elektrische voertuigen. Het is duidelijk dat de [hybride] technologieën die we nastreven - de motoren, de vermogenselektronica, alle logica die nodig is, zelfs de kunst om voor de batterijen te zorgen - essentiële elementen zijn van het brandstofcelvoertuig, zegt Schaum, de voormalige Chrysler. hoofdingenieur, nu een vice-president bij de elektromotorontwikkelaar WaveCrest Laboratories van Dulles, VA. Dit moet je echt onder de knie hebben voordat je klaar bent voor de waterstofeconomie.
Als hij gelijk heeft, zou Toyota's vroege dominantie van gas-elektrische hybrides het een sterke voorsprong op de toekomst kunnen geven. Elke autofabrikant geeft veel geld uit aan het ontwikkelen van brandstofcelauto's, en Toyota is geen uitzondering, zelfs niet als het racet om hybride auto's te domineren. Als het uiteindelijk ook de brandstofcellen domineert, kan het Detroit beroven van zijn laatste, beste kans om zijn positie als leider in autotechnologie terug te krijgen.
Toch vergeet niemand bij Toyota de huidige marketingrealiteit. Op Nagoya ging Toyota's presentatie van zijn futuristische visie van hybride naar waterstof vergezeld van een standaard industrieel tintje. Als om te suggereren dat geavanceerde brandstofcelauto's klaar zijn voor de mainstream, draafde Toyota jonge vrouwen uit die bekend staan als showmetgezellen om het Fine-N-prototype te demonstreren. Op een draaiend platform opende een vrouw in een korte rok en hoge laarzen het achterportier van de auto, stapte op de achterbank, drukte op een knop en leunde uit het zicht. Het mag dan de voorhoede zijn van geavanceerde autotechnologie, Toyota is niet vergeten wat auto's verkoopt.