SỰ RA ĐỜI XE Ô TÔ THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG TOYOTA PRIUS

Lượt xem: 1644 - Ngày đăng : 17/09/2021

Đối với nhiều người, thật không ngoa khi nói rằng, từ "Prius" hiện hữu trong tâm trí họ khi nghe nói đến từ "hybrid". Toyota Prius đã được biết đến rộng rãi đến nỗi dòng xe Prius gần như đồng nghĩa với những chiếc xe hybrid.

Nhưng câu chuyện phía sau Prius là gì? Cuộc cách mạng sản xuất ô tô này đã bắt đầu như thế nào?

Chia sẻ từ Ông Satoshi Ogiso, người duy nhất đã làm việc trên dòng xe Toyota Prius từ giai đoạn lập kế hoạch dự án cho đến thế hệ thứ 4 hiện tại. Anh Satoshi Ogiso đề cập tới thông tin đã dẫn đến sự phát triển của chiếc Prius đầu tiên.

**Satoshi Ogiso, thành viên của mọi nhóm phát triển Prius kể từ thế hệ thứ nhất**

Tất cả bắt đầu với dự án G21

“Đó là mùa hè năm 1993,” Satoshi Ogiso nhớ lại. "Eiji Toyoda, chủ tịch danh dự vào thời điểm đó, đã thúc giục chúng tôi bắt đầu suy nghĩ về một tầm nhìn mới cho ô tô, một tầm nhìn cho trung và dài hạn sẽ chuẩn bị cho Toyota Motor trong thế kỷ 21. Đó là khi chúng tôi bắt đầu nghiên cứu đầu tiên dẫn đến Prius."

Chủ tịch Shoichiro Toyoda đã đồng ý với kế hoạch phát triển một tầm nhìn mới cho ô tô và cho vay sự ủng hộ của ông. Nghiên cứu ban đầu bắt đầu vào tháng 9 với mật danh "G21." "G" là viết tắt của "Globe" và "21" cho thế kỷ 21, một biệt danh phù hợp cho một dự án với mục đích chính là hình thành một chiếc xe hơi cho thế kỷ mới. Nhóm dự án bao gồm 10 kỹ sư và nhà thiết kế, đang nghiên cứu ra một chiếc xe du lịch sản xuất hàng loạt ở thế hệ tiếp theo.

“Một trong những thách thức ban đầu là làm thế nào để xác định khái niệm mơ hồ về một chiếc xe hơi cho thế kỷ 21,” Satoshi Ogiso nhớ lại. "Chúng tôi không thể dựa vào các phương pháp thông thường và vì chúng tôi không thể áp dụng cách tiếp cận theo định hướng thị trường, chúng tôi quyết định đề xuất một công nghệ hoàn toàn mới."

Vào cuối năm 1993, nhóm dự án đã lập một báo cáo ban đầu phác thảo khái niệm cho một chiếc xe thế kỷ 21. Nó nhỏ gọn, nhưng rộng rãi, với trục cơ sở dài và tiết kiệm nhiên liệu 20 km/lít. Với báo cáo được thông qua, nhóm dự án ban đầu giải tán.

**Takeshi Uchiyamada, Chủ tịch Tập đoàn Ô tô Toyota**

Ngay sau đó, dự án G21 được tiếp tục lại theo một cấu trúc mới do Chủ tịch đương nhiệm Takeshi Uchiyamada, lúc đó là thành viên của Bộ phận Quản trị Kỹ thuật, lãnh đạo. Nhiệm vụ mới là thúc đẩy nghiên cứu như một công việc toàn thời gian. G21 chính thức ra mắt vào ngày 1/2/1994. Ngoài các kỹ sư về khung gầm, thân xe, động cơ và bộ truyền động, các nhân viên kỹ thuật sản xuất đã tham gia dự án.

Đây không phải là một nhóm được xây dựng chỉ để nghiên cứu: đó là một nhóm có thể lên ý tưởng từ thiết kế đến sản xuất. Họ bắt đầu bằng cách xem lại câu hỏi cơ bản "Xe hơi cho thế kỷ 21 là gì?" Cuộc thảo luận xoay quanh vấn đề môi trường, năng lượng và an toàn. Đến năm 1993, Toyota đã đạt được những bước tiến lớn về công nghệ trong lĩnh vực an toàn xe hơi. Các thành viên dự án đồng ý rằng Toyota hiện đã sẵn sàng đối mặt với các vấn đề ngày càng gia tăng về nguồn năng lượng, sự nóng lên toàn cầu và ô nhiễm không khí. Các từ khóa đằng sau G21 sẽ là "tài nguyên" và "môi trường".

Nhóm nghiên cứu ban đầu

Satoshi Ogiso nói: “Chúng tôi đã nghĩ về loại xe nào sẽ phù hợp với ý tưởng của chúng tôi từ mọi góc độ có thể. "Đó sẽ là một chiếc ô tô siêu nhỏ có chỗ ngồi cho một hoặc hai người, hay một chiếc ô tô lớn với hiệu suất nhiên liệu lớn có thể mang lại lợi ích lớn hơn cho toàn bộ môi trường?

Đầu những năm 1990 là thời kỳ mà các nhà sản xuất ô tô trên khắp thế giới đang nỗ lực hướng tới một hệ thống truyền động thế hệ tiếp theo khi lời hứa về hệ thống truyền động điện đang xuất hiện. Tuy nhiên, ở giai đoạn này, nhóm dự án G21 không cho rằng hệ thống hybrid chạy bằng động cơ điện là khả thi. Đó là một chủ đề nóng, nhưng công nghệ này vẫn chưa được chứng minh.

"Ngay cả khi đó, chúng tôi đã thực hiện cách tiếp cận hiện tại của Toyota đối với môi trường, cụ thể là cho dù hiệu suất của một chiếc xe có tốt đến đâu, nếu công nghệ không được áp dụng rộng rãi, nó sẽ không thể mang lại lợi ích cho xã hội", Satoshi Ogiso lưu ý. "Vào thời điểm đó, chúng tôi coi hybrid là một công nghệ không thể đạt được vào đầu thế kỷ 21. Cả nhóm đều chia sẻ quan điểm đó."

Nhóm nghiên cứu G21 đã quyết định sử dụng động cơ phun xăng trực tiếp với hộp số tự động hiệu quả cao có thể nâng hiệu suất nhiên liệu lên 1,5 lần so với một chiếc xe tương tự cùng loại. Sau đó, hướng đi của dự án đã có một bước ngoặt lớn.

Tăng gấp đôi hiệu suất nhiên liệu!

Vào tháng 11/1994, Akihiro Wada, phó chủ tịch điều hành phụ trách công nghệ, đã hướng dẫn lãnh đạo G21 Takeshi Uchiyamada làm cho chiếc xe thế hệ tiếp theo trở thành một chiếc xe hybrid. Wada nhấn mạnh nếu điều đó không thể thực hiện được, dự án sẽ bị hủy bỏ.

Ông Satoshi Ogiso kể lại: “Ban đầu, chúng tôi được cho là sẽ lên kế hoạch cho một phiên bản hybrid của chiếc xe thế hệ tiếp theo chỉ là một mẫu xe ý tưởng cho một triển lãm xe máy. "Nhưng dần dần, những tiếng nói về việc tạo ra một chiếc xe hybrid sản xuất ngày càng mạnh mẽ hơn. Takeshi Uchiyamada nghĩ vào thời điểm đó sẽ không thể phát triển một chiếc hybrid sản xuất trước khi bắt đầu thế kỷ 21".

Bất chấp những nghi ngờ, sự đồng thuận ngày càng tăng rằng việc ra mắt một chiếc xe thế kỷ 21 với hệ thống truyền động của thế kỷ 20 sẽ là vô nghĩa. Đột nhiên, dự án phải đối mặt với một rào cản phát triển cao ngất ngưởng.

Satoshi Ogiso nói: “Hiệu suất nhiên liệu gấp 1,5 lần ô tô thông thường là không đủ tốt ― chúng tôi cần tăng gấp đôi”. "Và chúng tôi biết rằng điều đó là không thể với các phương pháp thông thường, vì vậy câu trả lời duy nhất là công nghệ hybrid. Nếu chúng tôi không đạt được nhiệm vụ đó, G21 không có lý do gì để tồn tại."

Các nghiên cứu về một hệ thống hybrid mới bắt đầu vào năm 1995. Vào thời điểm đó, không có lý thuyết nào được chấp nhận cho các hệ thống hybrid đã được chứng minh, vì vậy lựa chọn duy nhất của nhóm là xem xét một loạt các hệ thống hybrid và chọn ra cái tốt nhất trong số đó.

Satoshi Ogiso nhớ lại thử thách kỹ thuật. "Chúng tôi đã nghiên cứu các hệ thống khác nhau trong khoảng sáu tháng kể từ cuối năm 1994, trước khi quyết định rằng loại động cơ có hai động cơ điện là lựa chọn tốt nhất vì tiềm năng tiết kiệm nhiên liệu cao. Chúng tôi giả định rằng điện tử công suất (chất bán dẫn và mạch điện tử được sử dụng để kiểm soát hiệu quả nguồn điện) sẽ tạo ra những bước nhảy vọt trong tương lai gần. Có rất nhiều hứa hẹn ở đây. Việc truyền tải thông thường có thể bị loại bỏ hoàn toàn. Tuy nhiên, các rào cản công nghệ vẫn ở mức cao."

Hệ thống được nhóm áp dụng sau này được biết đến với tên gọi THS (Toyota Hybrid System), bao gồm hai động cơ (động cơ đốt trong và động cơ điện) thay thế cho một động cơ đốt trong truyền thống.

Động cơ truyền động sẽ tăng công suất động cơ đồng thời hoạt động như một máy phát điện trong quá trình giảm tốc để sạc pin. Động cơ thứ hai sẽ sử dụng công suất truyền động của động cơ để tạo ra điện cũng như điều khiển việc truyền động. Nó cũng sẽ được sử dụng như một động cơ khởi động.

Một thiết bị chia công suất với các bánh răng hành tinh sẽ kết nối hai động cơ điện với động cơ đốt trong. Trục đầu vào và trục đầu ra sẽ nằm trên cùng một mặt phẳng để làm cho chiếc xe nhỏ gọn hơn. Công suất động cơ sẽ được phân chia giữa việc điều khiển xe và sản xuất điện, và hộp số biến thiên liên tục CVT (Continuous Variable Transmission) sẽ kiểm soát tốc độ động cơ. Một biến tần cũng sẽ được đặt giữa pin và động cơ.

Nhóm G21 đã làm việc để phát triển một mẫu xe ý tưởng cho Triển lãm Ô tô Tokyo cùng với việc phát triển xe sản xuất của họ. Satoshi Ogiso nhớ lại: “Hệ thống được lắp đặt trong mẫu xe ý tưởng này có một động cơ duy nhất, động cơ phun xăng trực tiếp kết nối với hộp số vô cấp CVT.”

"Có một tụ điện thay vì pin và hiệu suất nhiên liệu mục tiêu là 30 km/lít. Về mặt kỹ thuật, nó là một động cơ hybrid, nhưng chúng tôi gọi nó là Hệ thống Quản lý Năng lượng Toyota, hoặc EMS (Engine Management System), thay vào đó. Chúng tôi đã quyết định sử dụng hai động cơ cho hệ thống hybrid mới, vì vậy chúng tôi muốn phân biệt rõ ràng hai chiếc xe. Tuy nhiên, chúng tôi đã bắt đầu sử dụng tên mẫu xe Prius từ giai đoạn này."

Phát triển nội bộ các công nghệ cốt lõi

Nhóm G21 đã chính thức tiến hành sản xuất ô tô tại một cuộc họp vào tháng 6/1995. Nhiệm vụ đầu tiên của họ là tạo ra một nguyên mẫu, và các bước đầu tiên sẽ là chọn động cơ phù hợp và phát triển động cơ và pin.

Theo truyền thống, sự sáng tạo trong tập đoàn đã là động lực dẫn dắt Toyota mua lại và nuôi dưỡng các công nghệ cốt lõi của mình. Nhóm nghiên cứu không muốn chuyển mình thành một nhà lắp ráp xe đơn thuần bằng cách thuê ngoài phát triển một thành phần hybrid quan trọng như động cơ. Họ cũng quyết định phát triển biến tần trong nội bộ. Đây cũng không thể là một công nghệ "hộp đen" thuê ngoài vì nó sẽ điều khiển hệ thống hybrid.

Đối với hệ thống pin, nhóm đã quyết định hợp tác với Công ty TNHH Công nghiệp Pin Matsushita, công ty đã hợp tác nghiên cứu xe điện.

Satoshi Ogiso cho biết: “Đối với nguyên mẫu, chúng tôi đang làm việc trên một phương tiện hoàn toàn trống. "Chúng tôi bắt đầu bằng cách lắp ráp các bộ phận cơ bản và thử nghiệm chúng. Mỗi bộ phận được kiểm tra trên băng ghế thử nghiệm và sau đó chúng tôi kết hợp các chương trình máy tính. Không bộ phận chính nào có thành tích, vì vậy việc chế tạo chiếc xe đầu tiên đó là một thử thách thực sự."

Mục tiêu là đưa xe ra thị trường trước khi bắt đầu thế kỷ 21. Thời gian không đứng về phía họ. Ngoài hệ thống hybrid, còn có nhiều nhiệm vụ khác phải giải quyết. Thiết kế vẫn chưa được quyết định và việc đình chỉ là một vấn đề cấp bách.

Vào tháng 8/1995, Hiroshi Okuda được bổ nhiệm làm chủ tịch của Toyota Motor Corporation. Việc bổ nhiệm này chứng tỏ một sự kiện quan trọng không chỉ đối với ban lãnh đạo công ty mà còn là bước ngoặt đối với sự phát triển của xe hybrid.