Една поредица за титаничния път, който японската марка измина и хибридите станаха реалност
През февруари 2017 година кумулативните продажби на хибридни модели на Toyota достигнаха 10 милиона, като последният милион бе постигнат само за девет месеца. Това е един разказ за истинския дух, упоритостта, преследването на мечтите и целите, за хибридите и потенциала, който се крие в това съчетание.
В края на 1995 година, шест месеца след като отговорните фактори в Toyota правят революционна стъпка, давайки зелена светлина на проекта за хибриден автомобил, и две години преди планираното начало на неговото серийно производство, работещите по проекта специалисти попадат в задънена улица. Прототипът просто не желае да потегли, а реалността се разминава категорично с виртуалните компютърни симулации, съгласно които системата би трябвало да функционира безпроблемно.
Екипът на Такеши Учиамада, вложил в това начинание неоценим човешки, технологичен и финансов ресурс, е принуден да се върне в изходната точка и да преразгледа цялата си стратегия. Инженерите запретват ръкави и се впускат в денонощни изчисления, конструктивни промени, прекалибриране, писане на нов управляващ софтуер и прочее неблагодарни занимания в продължение на цял месец. В крайна сметка усилията им са възнаградени, но радостта трае кратко – автомобилът изминава няколко десетки метра, след което отново излиза от строя.
По това време Toyota отдавна е автомобилен гигант с утвърден имидж на производител на висококачествени автомобили и провалът в едно толкова амбициозно ново начинание е просто немислим сценарий за компанията. Нещо повече – демонстрацията на технологичен потенциал и финансова мощ е основна част от замисъла на хибридния проект и маркетинговите стратези не могат да си позволят отстъпление пред заложеното от самите тях предизвикателство.
По принцип цялата идея за хибридната разработка е нетипична за духа на Toyota, която по това време е известна повече със своя консерватизъм, отколкото със стремеж към новаторство. Стилът на компанията от десетилетия е подчинен на уникална философия, включваща внедряването на доказали ефикасността си производствени и маркетингови модели, тяхното адаптиране, развиване и усъвършенстване. Комбинацията от тези методи, съчетана с традиционния японски дух, дисциплина и мотивация, довеждат до съвършенство производствените методи на островния гигант и го превръщат в еталон за ефективност. В последните години обаче сред ръководството на Toyota се е формирала нова визия за бъдещето, съобразена с новото самочувствие на глобален играч, устремен към върха на автомобилната индустрия, а създаването на хибриден модел следва да изиграе ролята на първата голяма крачка в амбициозната задача за изграждане на авангарден и по-разкрепостен имидж. Желанието за промяна форсира процеса, което на свой ред натоварва развойния капацитет на фирмата до краен предел. Първият Prius се ражда в танталови мъки, а екипът на неговите създатели се сблъсква с неподозирани препятствия, изненадващи трудности и мъчителни технологични загадки. Разработката и проектният етап са скъпоструващи експерименти, съпроводени от множество грешни стъпки и недостатъчно прецизни инженерни решения, довели до огромен разход на време, усилия и капитал.
В крайна сметка обаче целта е постигната – авангардният хибриден Prius изиграва очакваната роля на маркетингов катапулт, който успява да превърне Toyota в технологичен пионер и да разбие консервативния имидж на компанията, създавайки около нея изцяло нова високотехнологична аура. Разработката на първото поколение струва на Toyota колосалната сума от един милиард долара, поглъща огромен инженерен потенциал и подлага на изпитание упоритостта, трудолюбието, духа и таланта на всички, пряко и индиректно свързани с проекта.
Въпреки че стартира като „изстрел в тъмното”, Prius се превръща в революция за Toyota не само от технологична гледна точка. Процесът на неговото създаване напълно променя целия управленски модел на компанията, чийто мениджмънт никога не е вземал такова високорисково решение. Без твърдата позиция на ръководители като Хироши Окуда и Фуджио Чо, хибридът може би нямаше да се пръкне в люлката на японския гигант. Грозното, изстрадано пате се превръща в начало на всички начала, очертавайки един възможен път към бъдещето на автомобила, а второто поколение започва да носи директни финансови дивиденти, попадайки на благодатната почва на високите петролни цени. Естествено и следващият след споменатите двама, кормчия на компанията Катсуаки Уатанабе умело използва положените от предшествениците си основи, поставяйки хибридните технологии в приоритетна позиция за развитие и през следващите години. Третия Prius вече е неизменна част от новата философия на Toyota, безспорно значим технологичен и пазарен фактор в автомобилната индустрия, а четвъртият може да си позволи да изглежда причудливо, защото вече има достатъчно алтернативи като по-конвенционалния Auris Hybrid. В момента основните инвестиции са насочени към изграждането на технологии и производствени методи, които да направят новото поколение хибриди много по-достъпни и ефективни, а основен приоритет в развойната дейност са новите акумулаторни технологии, модерната управляваща електроника и силовите електроагрегати. Тук ще се опитаме да разкажем за действителния героизъм, проявен от създателите на уникалното творение.
Предисловие
Той потегля тихо и някак странно за лек автомобил. Плъзга се в мъглата от изгорели въглеводороди и с мълчалива надменност преминава край боботещите мотори на събратята си. Леко ускорение и тишината внезапно се нарушава от дискретното, но характерно бръмчене на бензиновия мотор. Сякаш за да демонстрира зависимостта на човечеството от петролните горива, класическият двигател с вътрешно горене декларира скромно, но недвусмислено своето присъствие в модерната хибридна система. Звукът на малката високотехнологична бутална машина е съвсем ненатрапчив, но самата му поява свидетелства, че удостоеният с престижни награди хибриден пионер Prius все пак не е електромобил и си остава дълбоко привързан към бензиновия резервоар...
Това решение е съвсем закономерно. Може би след десетилетия електрическият автомобил ще е изместил събрата си, задвижван от мотор с вътрешно горене, но на този етап хибридната технология е най-добрата възможна алтернатива на класическите автомобили с бензинови и дизелови двигатели, когато става дума за ниски емисии. Алтернатива, която реално работи, произвежда се в големи количества и вече има приемливи цени.
В същото време ролята на бензиновия двигател при японския модел е значително намалена, а електрическата система взема активно участие в задвижването както пряко, така и косвено, спомагайки за оптимизирането на работата на ДВГ. През последните години инженерите на Toyota и Lexus развиха първоначалната си идея за съчетаване на качествата на паралелния и последователния хибрид, като добавиха някои допълнителни елементи (включително допълнителна трансмисия при последното поколение) и увеличиха ефективността на електромоторите, силовата електроника и батериите. Те обаче останаха верни на два технически принципа – използване на планетарен механизъм за комбиниране на мощностите на две електрически машини и ДВГ, и eлектротрансформация на част от енергията на ДВГ, преди тя да бъде насочена към колелата. За мнозина хибридната идея на японските инженери и днес продължава да изглежда фантастична, но корените й могат да бъдат открити доста назад във времето. Същинският принос на Toyota е в смелостта на решението за създаване на хибриден автомобил във времена, в които той не е нужен на никого, в практическото прилагане на модерни технологии, позволили адекватно управление на процесите с помощта на интелигентен алгоритъм и бързодействаща електроника. Зад тази лесна формулировка обаче стои огромната и всеотдайна работа на стотици висококвалифицирани инженери и изразходването на огромен финансов и технологичен ресурс. Благодарение на далновидно изградената научна и развойна база, на творческото интерпретиране на съществуващи успешни идеи, и на вече доста продължителния опит в областта на хибридните разработки, японският гигант продължава да бъде доайен в тази област независимо от амбициите на всички останали.
Днес е ясно, че най-важното качество на Prius е хармонията
между съставните компоненти на силовия тракт, постигната в преследване на максимална ефективност. Отделните агрегати са свързани в концептуално обща синергетична схема, отразена и в името на задвижващата система – HSD (Hybrid Synergy Drive). Още при конструирането на Prius I инженерите на Toyota са получили възможност да мислят широкомащабно, прекрачвайки границите на реализираните до този момент комбинации между ДВГ и електромотори и осъзнавайки предимствата, които би донесло по-гъвкавото използване на електроенергията в една напълно интегрирана система. С това те изпреварват концептуално колегите си, използващи паралелни хибридни решения с коаксиално свързани електродвигател и бензинов мотор. Японците създават машина, при която електроенергията не изминава елементарния път „акумулатор – електромотор – трансмисия – колела” и обратно, а се включва в сложен кръговрат с участието на ДВГ, чиято механична енергия се използва за генериране на ток за задвижване в реално време. Схемата на Тоyota дава възможност за избягване на необходимостта от класическа предавателна кутия, за избиране на високоефективни режими на работа на ДВГ поради непряката му връзка със задвижващите колела, както и за режим на регенерация на енергията при спиране и за изключване на двигателя при престой като част от общата идея за максимални икономии.
След успеха на Тоyota множество останалите компании също се насочиха в посоката на хибридните модели. Не може да се отрече обаче, че почти всички проекти се свеждат до паралелното конструктивно решение, което не може да достигне ефективността, а с това и смисъла на технологичната философия на Toyota.
И днес компанията спазва принципната архитектура на първоначално разработената система, но в името на истината трябва да споменем, че конструирането на версиите на по-големите модели на Lexus изисква развойна дейност, съпоставима с тази при създаването на първия Prius. Това е особено валидно за последната версия на хибридната система с допълнителна четиристепенна трансмисия с планетарни предавки. Самият Prius значително еволюира при второто, третото и четвъртото си поколение, включително с включването на plug-in версията с литиево-йонни батерии като поредна революционна крачка в развитието на тази технология. Междувременно напрежението на системата значително нарасна, електрическите мотори увеличиха ефективността и намалиха обема си, което позволи елиминирането на някои детайли в конструкцията за задвижване на планетарния механизъм и намаляване броя на задвижваните елементи. Развойната дейност също никога не е спирала, а новите модели са все по-ефективни...
Не на последно място значителното предимство на модела на Toyota няма само технически аспект – силата на Prius е и в посланието, което излъчват неговата сложна концепция и дизайн. Клиентите на хибридите търсят нещо изцяло ново и се стремят не само да пестят гориво и емисии, но и да го правят публично като изява на екологичния си мироглед. „Prius се превърна в синоним на хибрид, в своеобразна есенция на тази технология”, отбеляза самият вицепрезидент на Honda Джон Мендел.
Засега няма реални изгледи някой да оспори лидерската позиция на Тoyota и Lexus в хибридната област въпреки нарастващата конкуренция. Съществена част от пазарните успехи на компанията днес се дължат именно на Prius – както веднъж сподели президентът на Toyota USA Джим Прес, „преди години хората купуваха Prius, защото е Тоyota, днес много хора купуват Toyota, защото тя произвежда модел като Prius.” Това само по себе си е изключителен пробив. При появата на първите хибриди на пазара през 2000 година повечето хора гледаха на тях просто със скептично любопитство, но с увеличаването на цената на горивата набралата скорост и солидна преднина Toyota бързо се адаптира към променящата се обстановка.
Когато започва създаването на модела Prius обаче, никой не очаква всичко това да се случи – пред инициаторите на проекта и ангажираните с реализацията инженери няма нищо друго освен бели листове хартия...
Раждането на една философия
На 28 септември 1998 година на Парижкия автосалон група ръководни кадри от Toyota начело с председателя на борда на директорите Шоичиро Тойода трябва да представят Yaris, новия малък модел на компанията. Появата му на пазара на Стария континент е насрочена за 1999 г., а през 2001 г. трябва да бъде дадено началото на неговото производство в нов завод в Южна Франция.
След края на презентацията, когато шефовете се готвят да отговарят на въпроси, се случва нещо странно. По принципцентърът на вниманието трябва да бъде Yaris, но със своите въпроси журналистите бързо изместват фокуса върху новия хибриден модел на Toyota, наречен Prius. Всички се интересуват от представянето му в Европа, което трябва да стане през 2000 г. Моделът е показан за първи път през 1997 г. в Япония и със своята невероятна технология и нисък разход на гориво бързо грабва вниманието на автомобилните производители и журналистите по света. През юли 1998 г. тогавашният президент на концерна Хироши Окуда обявява, че от 2000 г. Toyota ще започне да експортира около 20 000 автомобила в Северна Америка и Европа. От този момент благодарение на Prius думите Toyota и хибрид вече се произнасят като синоними, въпреки че по това време все още никой не знае за какво точно става дума. Малцина са наясно, че компанията е успяла не само да проектира този технологичен шедьовър, но и – поради липсата на техническа база и развоен потенциал от страна на доставчиците – сама да конструира и произвежда множество от уникалните системи и елементи. Трудно е да бъде пресъздаден пълноценно на няколко страници истинският героизъм, който проявяват отговорните фактори и конструкторите в Toyota, съумели да превърнат една идея в годен за серийно производство модел.
Проектът G21
През 1990 г. комунизмът вече рухва, а икономиките на индустриалните демокрации се развиват бурно. Точна тогава председателят на борда на директорите на Toyota Ейджи Тойода предизвиква горещ дебат в компанията. „Трябва ли да продължим да произвеждаме автомобили по начина, по който го правим сега? Ще оцелеем ли през ХХІ век, ако развойната ни дейност продължи да се движи по същите релси?
По това време стремежът на производителите е да увеличават размерите на автомобилите и да ги правят все по-луксозни и Toyota не се отличава по нищо, преследвайки същите цели. Тойода, човекът, който заедно със своя съратник Соичиро Хонда е бил водещо начало в следвоенната автомобилизация на Япония, обаче е загрижен. „Това едва ли ще продължава дълго. Някой ден нещата ще се обърнат и ако ние не насочим нашата развойна дейност по нови пътища, след години ще търпим последствията от това.” Във време, когато краткосрочните перспективи за създаване на по-мощни и луксозни модели са приоритетни, подобни тези звучат като ерес. Тойода обаче продължава упорито да проповядва своята философия, докато изпълнителният вицепрезидент, отговорен за развойната дейности и разработките на нови модели – Йоширо Кимбара, не прегръща тази идея. През септември 1993 г. той създава G21, проектен комитет, който трябва да изследва нагласите и да определи философията на автомобила на ХХІ век. Тук се намесва още един интересен факт: през 1993 година администрацията на Клинтън в Щатите поставя началото на инициатива, чиято задача е разработване на автомобил, изразходващ средно 3 литра гориво на 100 км. Въпреки амбициозното име на начинанието „Партньорство за ново поколение автомобили” (PNGV), включващо американските автомобилни производители, резултатът от няколкогодишния труд на инженерите е олекналата с няколко милиарда долара американска хазна и всичко на всичко три хибридни прототипа. Toyota и Honda са изключени от тази инициатива, но това пък още повече ги амбицира да създадат свои технологии за драстично намаляване на разхода на гориво...
(следва)
Текст: Георги Колев