Ze zeiden dat het niet mogelijk was:niemand zou een auto kunnen maken die 160,9 kilometer of meer kan afleggen op een enkele gallon (3,8 liter) benzine - of de equivalente prestatie bereiken met een ander type brandstof.
En als iemand erin zou slagen om zo'n voertuig te bouwen, zou het zeker niet snel, wendbaar of crashbestendig zijn. Maar zelfs als je zulke autofantasieën het voordeel van de twijfel zou geven, was er gewoon geen enkele manier waarop een voertuig erin slaagde om alles te bereiken dat ook ruim kon zijn. Comfort zou moeten worden opgeofferd op het altaar van de efficiëntie van de auto. Of zo leek het ooit.
Het is gewoon zo dat al die twijfels - die door meer dan een paar auto-experts tegelijk werden gehouden - verkeerd bleken te zijn. In alle eerlijkheid, gezien de technologie die tot voor kort beschikbaar was, waren die argumenten logisch. Maar de inspanningen om de auto de afgelopen decennia te heroverwegen en opnieuw te ontwerpen, transformeren voorheen fantastische ideeën in haalbare.
Amory Lovins, oprichter en hoofdwetenschapper van het Rocky Mountain Institute (RMI), bedacht de naam "Hypercar" om zijn concept te beschrijven voor een ruim, SUV-achtig voertuig dat een verbazingwekkend brandstofverbruik leverde zonder de compromissen te sluiten waar mensen gewoonlijk aan hechten " economie" auto's. De Hypercar-visie van RMI betrad voor het eerst de publieke arena in de jaren negentig. Een bedrijf, Hypercar Inc., voortgekomen uit het RMI-onderzoek (tegenwoordig heet Hypercar Inc. FiberForge) om met het concept te werken.
In de jaren die volgden, breidde de definitie van "hypercar" zich uit tot elk uiterst efficiënt gemotoriseerd grondvoertuig. De belangrijkste, maar enigszins losse parameter is dat het voertuig 160,9 kilometer of meer kan afleggen op het energie-equivalent van een gallon (3,8 liter) benzine. Voor de elektrische energie-wonks is dat hetzelfde als 100 mijl (160,9 kilometer) voor elke 33,7 kilowattuur energie. Om dat in perspectief te plaatsen, hebben we het over de hoeveelheid stroom die nodig is om een gloeilamp van 100 watt 10 uur per dag (1 kilowatt of kWh) een maand lang te laten branden. (Dit artikel legt in meer detail uit hoe efficiëntievergelijkingen tussen benzine- en elektromotoren werken.)
Dus wat is er niet leuk aan hypercars? We hebben het moeilijk om veel redenen te bedenken, behalve dat ze zo lang hebben geduurd voor gewone mensen. In 2012 was het voor een gemiddeld inkomen nog steeds bijna onmogelijk om een autoshowroom binnen te lopen en met de sleutels en registratie naar een straatlegale hypercar te rijden. Ja, de Chevy Volt van GM heeft een efficiëntiescore van iets minder dan 100 MPGe, maar voor $ 40.000 per exemplaar zou je kunnen stellen dat het nog steeds buiten bereik is voor de meeste potentiële autokopers.
Toch kunnen we kwijlen over... eh, de deugden van de hypercar verheerlijken als een idee en als een opkomende klasse van voertuigen die vandaag beschikbaar zijn - als je het geld hebt (en in sommige gevallen de technische knowhow om bouw er een). In dit artikel zullen we enkele van de meest indrukwekkende kwaliteiten van de hypercar onderzoeken. Als je het artikel hebt gelezen, weeg dan af met je gedachten -- is de efficiëntie van hypercars het nastreven waard?
InhoudWe hebben niets tegen de tankstations die ons voorzien van benzine, diesel, biobrandstoffen enzovoort. Noch tegen de vele fijne mensen die bij deze stations in dienst zijn. Maar laten we eerlijk zijn, het onderbreken van onze dagelijkse routine om gas te krijgen is nogal een gedoe. En afhankelijk van het voertuig kan het erg duur worden.
Met een hypercar hoef je minder lang aan de pomp te wachten... of helemaal geen tijd. Het bezit van een plug-in elektrisch voertuig dat uitsluitend op batterijen werkt, zou betekenen dat u alleen een stopcontact nodig heeft. Iedereen heeft er wel een in huis. De typische auto staat 95 procent van de tijd inactief, dus zelfs oplaadtijden van een paar uur (zoals 's nachts) zouden eigenaren [bron:RenewGrid] niet erg hinderen.
Echte hypercars zijn ontworpen met een bijna slaafse toewijding aan het verminderen van gewicht. Hoe minder een auto weegt, hoe minder energie hij nodig heeft om een bepaalde afstand af te leggen. Hoe minder energie het hoeft te produceren, hoe kleiner (en lichter) de verschillende componenten kunnen zijn. Dus hoewel die grote remset er misschien cool uitziet als hij onder een set 20-inch wielen op een misleide gewone auto zit, heb je bij een hypercar de extra grote stoppers niet nodig. Zelfs op een echt snelle hypercar zou het algehele lage gewicht van het voertuig de remmen van een monster overkill maken.
Kleinere, lichtere componenten plus het gebruik van lichtgewicht constructiematerialen zoals koolstofvezel helpen hypercars hun fenomenale bereik te geven. De resterende truc is om al deze technieken en technologieën in een systeem te stoppen dat snelle, winstgevende massaproductie mogelijk maakt.
Sinds het begin van de mensheid zijn mensen oorlog gaan voeren over de toegang tot hulpbronnen. Tegenwoordig is olie een van die meest gewaardeerde hulpbronnen. De Verenigde Staten zijn geen onbekende in met olie besmeurde conflicten, en het behouden van toegang tot buitenlandse olie heeft het land biljoenen dollars gekost, om nog maar te zwijgen van vele duizenden levens in de afgelopen decennia.
Het mondiale karakter van de oliemarkten betekent dat een bepaald land gedwongen zou kunnen worden aardig te doen met landen die het niet mag -- landen die veel olie exporteren. Allemaal om de binnenlandse brandstofprijzen op een draaglijk niveau te houden. Dat zou kunnen betekenen dat we de andere kant op moeten kijken wanneer de heersers van de olierijke landen hun eigen volk onderdrukken of terroristen hulp en bescherming bieden.
Energie-onafhankelijkheid betekent dat een land niet sterk afhankelijk is van buitenlandse energiebronnen om zijn economie of nationale defensie soepel te laten verlopen. Het is een concept waar veel militaire types graag van af willen als het gaat om het aandrijven van hun machines [bron:U.S. Navy].
Door minder benzine te gebruiken, of helemaal geen gas als hij volledig elektrisch is, kan een hypercar de democratie een klap geven zonder een schot te lossen. Een natie van hypercars zou een grote bijdrage leveren aan het leveren van energieonafhankelijkheid - en het beroven van onderdrukkende en terroristische staten van inkomsten.
Geopolitiek gezien was de Koude Oorlog niet per se een leuke tijd om door te maken. Of je in die tijd in het leger diende of niet, de constante dreiging van nucleaire vernietiging hing boven je hoofd. Ondanks dit, of misschien juist daardoor, was de urgentie voor de Verenigde Staten om te innoveren constant aanwezig.
Tegenwoordig profiteren we van mobiele telefoons, raketten die de ruimte kunnen bereiken, internet, GPS-navigatie en talloze andere vorderingen die plaatsvonden in de race tussen de Sovjet-gebonden landen en het Westen om elkaar technologisch te verbeteren. Zoals filosofen al in Aesopus het uitdrukten:'Noodzaak is de moeder van uitvindingen'. Tijdens de Koude Oorlog was het "noodzakelijk" om zoveel mogelijk niet-nucleaire manieren te ontwikkelen om de andere kant te verslaan.
Tegenwoordig is er een groeiend gevoel van urgentie rond zowel de afname van oliereserves die gemakkelijk toegankelijk zijn als klimaatverandering. Zowel grote bedrijven als moedige uitvinders zijn opgestaan om de vele uitdagingen aan te gaan.
Toyota voerde de leiding onder de grote autofabrikanten met zijn baanbrekende Prius in 1997. Hoewel technisch gezien (nog) geen hypercar, maakt de Prius gebruik van veel hypercar-principes om een ver bovengemiddeld brandstofverbruik te bereiken. Amerikaanse autofabrikanten kwamen relatief laat in het spel, maar zetten in op efficiëntie na hun bijna-doodervaring tijdens de financiële crisis van 2008.
Maar het zijn niet alleen de majors die de innovatie doen. Individuen, universiteitsteams en zelfs groepen middelbare scholieren lossen massaal de problemen van het maken van hypercars op, door middel van incentives zoals de Progressive Automotive X Prize. De wedstrijd wordt aangekondigd als "The $10 Million Competition for the Best 100 MPGe Production-Capable Cars."
Als het verleden een aanwijzing is, kunnen morgen tal van nevenvoordelen voortvloeien uit innovaties die vandaag plaatsvinden. Wie weet welke geweldige voordelen voor het bedrijfsleven, de persoonlijke productiviteit en de samenleving in het algemeen zullen voortkomen uit de technologieën die voortkomen uit onderzoek naar hypercars?
Wanneer we met onze voertuigen met interne verbrandingsmotor rijden, nemen we koolstof en andere elementen die van onder de aarde zijn verwijderd, en laten ze vrij in de atmosfeer. Net als onze longen heeft de atmosfeer slechts een beperkte capaciteit om de overtollige deeltjes te filteren voordat ze vervelende bijwerkingen ervaart. De meest opvallende hiervan is een wereldwijde temperatuurstijging.
Het bewijs dat versnelde klimaatverandering plaatsvindt, en dat menselijke activiteit grotendeels de oorzaak is, is nu "ondubbelzinnig", waarbij zelfs voormalige sceptici het idee krijgen dat de planeet opwarmt [bronnen:American Meteorological Society en Muller].
Volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency zijn auto's verantwoordelijk voor iets meer dan de helft van de CO2-uitstoot van een enkel huishouden. Geef bijvoorbeeld het basisontwerp van auto's de schuld. Traditionele auto's zijn berucht om hun verspilling. Slechts 0,3 procent van de energie die door een automotor wordt geproduceerd, gaat volgens Lovins van het Rocky Mountain Institute [bron:Nova].
Waar gaat de rest heen? Lovins zegt dat 87 procent wordt opgebruikt in andere delen van de auto:motor, aandrijflijn en accessoires... met andere woorden, overal behalve de wielen. Ondanks al zijn vorderingen is de moderne auto het bewegende equivalent van een tochtig, lekkend huis.
De hypercar daarentegen probeert deze tekortkomingen agressief te verhelpen. Efficiëntie is het hele punt van een hypercar. De Toyota Prius, algemeen beschouwd als een zeer efficiënte auto, heeft een EPA-kilometerstand van 17,9 kilometer per liter. De gierige hypercars daarentegen kunnen een uithoudingsvermogen van meer dan 200 MPGe halen! (Het Rocky Mountain Institute heeft deze klasse van auto's nu "ultralichte, low-drag"-voertuigen genoemd. Niet zo melodieus of sexy als "hypercar", maar we kunnen zien hoe ze verwarring met de originele Hypercar willen vermijden [bron:Rocky Mountain Institute].
"Schoon" en "groen" zijn vaak subjectieve labels, omdat het moeilijk kan zijn om de bronnen van iemands elektriciteit te traceren. Maar het is duidelijk denkbaar dat een volledig elektrische hypercar al zijn vermogen kan krijgen van niet-vervuilende hernieuwbare bronnen -- en daarom volledig niet-vervuilend of CO2-neutraal is.
Voor zowat elke nieuwe technologie die wordt uitgevonden, verwachten we in de loop van de tijd verbeteringen. Of het nu gaat om een aangedreven vlucht of om personal computers, we beschouwen radicale veranderingen in een paar decennia als normaal.
Voorbeeld:een van de beter presterende vroege gloeilampen van Thomas Edison zou 1200 uur kunnen meegaan voordat hij opbrandt. Een compacte fluorescentielamp van tegenwoordig kan 10.000 uur licht geven. De technologie van de volgende generatie, led-lampen, gaat naar verluidt 25.000 uur mee.
Auto's daarentegen zijn nauwelijks bewogen, althans niet in een belangrijke mate. De Ford Model T, geïntroduceerd in 1908, leverde een respectabele 21 mijl per gallon (8,9 kilometer per liter). De gemiddelde kilometerstand van de auto in 2012 (in de Verenigde Staten) was 24 mijl per gallon (10,2 kilometer per liter) [bronnen:Ford Motor Company en Eisenstein].
Hebben verbrandingsmotoren hun maximale efficiëntie bereikt, zoals sommigen beweren? Niet helemaal, maar redelijk dichtbij. Bovendien hebben auto's, in alle eerlijkheid, grote vooruitgang geboekt op andere gebieden. Maar het is duidelijk dat om het brandstofverbruik te verhogen en toch vast te houden aan de winst op het gebied van veiligheid, comfort en prestaties, autofabrikanten andere methoden zullen moeten omarmen dan de huidige dominante methoden. Methoden zoals die werden gebruikt om de hypercar te maken.
We hebben het ook niet over dromerige, theoretische wetenschap. Maar voor de echte ontwikkeling van hypercars zou een schone breuk nodig kunnen zijn met veel orthodoxie in het bouwen van auto's. Neem bijvoorbeeld de Wikispeed SGT01, een deelnemer aan de Progressive Automotive X Prize-competitie. Team Wikispeed, geleid door softwareconsulent Joe Justice, gebruikte managementpraktijken (gezamenlijk Agile genoemd) uit de wereld van softwareontwikkeling om jaren van de standaardtijd van de auto-industrie af te halen om zijn SGT01 roadster te bouwen. De resulterende auto met koolstofvezel kost $ 25.000, gaat van 0 naar 60 mijl per uur (0 tot 96,6 kilometer per uur) in 5 seconden en levert 108 mijl per gallon (45,9 kilometer per liter) in gecombineerd rijden in de stad en op de snelweg. (De afweging op dit moment is een harde, lawaaierige rit.)
Voor een meer op maat gemaakte, maar toch sportieve rit is er de Rimac Concept One uit Kroatië. Deze gebeeldhouwde schoonheid plaatst een onafhankelijk regelbare elektromotor aan elk wiel voor de ultieme snelheid (0 tot 60 mijl per uur in slechts 2 seconden) en efficiëntie (114 MPGe). Ze noemen het 'All Wheel Torque Vectoring'. We noemen het een behoorlijk slimme oplossing voor het probleem van energieverliezen in de aandrijflijn.
En er zijn nog veel meer voorbeelden van hypercar-technieken die worden gebruikt. Kilometerstand op hypercar-niveau is bijna niet te geloven, maar opmerkelijk genoeg is de knowhow om dit te bereiken tegenwoordig binnen handbereik. Dus de volgende keer dat u mensen hoort klagen over de prijs van benzine of opscheppen over hun auto van 17,9 kilometer per liter, mag u gerust wat wetenschap over ze laten vallen:de hypercar laat onze erfenis van fossiele brandstoffen achter in de het stof.
Dit is een geweldige tijd om een autobouwer te zijn die niet is aangesloten bij een van de grote, gevestigde autobedrijven. In het verleden werd het veld ontgonnen met obstakels voor uitvinders en kleine auto-bouwteams. Kosten voor onderzoek en ontwikkeling die het budget drukken. Moeilijk te vinden onderdelen en componenten. Niet-bestaande toegang tot productie op winstgevende schaal. En vergeet de distributie maar. Maar tegenwoordig, met het bereik van internet en wereldwijde samenwerking, vallen die beperkingen weg.
Ik ben opgewonden om zo'n diversiteit aan afmetingen en nationaliteiten te zien in de groepen die proberen hypercars te bouwen die productief zijn. Hun werk breidt de hoeveelheid kennis uit die we hebben om de auto en zijn rol in de samenleving opnieuw te bedenken. Na decennia van stagnatie van grote autofabrikanten, helpt een schare onconventionele denkers ons concept van wat een auto kan en zou moeten zijn op te schudden en uit te breiden.
