Toyota'nın RAV4'ü İki Elektrikli Dönemin Temelini Nasıl Attı?

Elektrikleşme henüz yönetim kurulu toplantılarının gözde kelimesi bile değilken, Toyota sıradan bir kompakt crossover’ı adeta yürüyen bir laboratuvara dönüştürmüştü. Hiroshi Okuda 1995’te şirketin başkanlığını devraldığında, otomobil üreticisini çevre dostu araç çalışmalarını araştırma laboratuvarından çıkarıp gerçek yollara taşımaya zorladı. Bunun arkasındaki itici güç, Kaliforniya’nın yaklaşan sıfır emisyon kuralları ve petrole bağımlılığa dair büyüyen endişelerdi. Mühendislik yükünü 1992’de kurulan Toyota Elektrikli Araç Geliştirme Bölümü sırtladı; ileri güç araştırmalarının yürütücülüğünü ise 1996’da yönetim kuruluna katılan ve hibrit, elektrikli ile yakıt hücreli araç mimarilerinin Ar-Ge’sini üstlenen Dr. Hiroyuki Watanabe yaptı.

Ekip, sıfırdan bir şasi tasarlamak yerine ilk nesil RAV4’ü ortak bir teknik temel olarak kullandı ve çalışmalarını iki ayrı tahrik hattına böldü. Bataryalı elektrikli kol, iki aday kimyayla başladı: sızdırmaz kurşun-asit paketler ve Panasonic ile birlikte geliştirilen daha yeni bir nikel-metal hidrür tasarımı. Japonya ve ABD’deki odak grupları kararı netleştirdi; kurşun-asit kullanılabilir bir menzil sunamıyordu. Seri üretim RAV4 EV Japonya’da Eylül 1996’da, ABD’de ise 1997’de pazara girdi ve üç ile beş kapılı gövde seçenekleriyle satıldı. Beş kapılı versiyonda 190 Nm tork üreten 50 kW’lık sabit mıknatıslı AC senkron motor bulunuyordu; elektronik olarak sınırlandırılmış azami hız 77 mph, Japon test koşullarındaki menzil ise 124 milin üzerindeydi. Kabin hacmini korumak için mühendisler batarya grubunu yolcu ayak tabanlarının altına yerleştirdi; ayrıca 10 saatte tamamen boş bir paketi doldurabilen 200V dahili şarj cihazı, invertör kontrollü ısı pompalı klima, düşük yuvarlanma dirençli lastikler ve rejeneratif fren sistemi eklendi. Gerçek dünya verisi filo programlarından geldi; bunlardan biri 1997’de Jersey Adası’nda beş adet üç kapılı modelle başlatılan beş yıllık kiralama programıydı. 1996-2003 arasında küresel satış ve kiralamalar yaklaşık 1.900 adede ulaştı; bunun yaklaşık 1.500’ü ABD’ye gitti ve 320’si 1998’de eyalet düzenlemelerini karşılamak için Kaliforniya’da satıldı.

İkinci hat hidrojeni araştırdı. Ekim 1996’da Toyota, Osaka’da FCEV-1 prototipini tanıttı; bu, metal hidrür depolama tankıyla donatılmış ilk yakıt hücreli elektrikli araçtı. Polimer elektrolit esaslı Toyota FC Stack adı verilen 20 kW’lık yığın, yalnızca su buharı yayarken yüzde 60’ın üzerinde enerji dönüşüm verimliliği sağlıyordu. Hidrojeni metal alaşımda depolamak, sıkıştırılmış gaza kıyasla daha düşük basınçlara izin verse de araç ağırlığını 1.820 kg’a çıkardı; testlerde 62 mph azami hız ve 155 mil menzil elde edildi. Bir yıl sonra, hidrojeni doğrudan sıvı yakıttan çıkarmak üzere tasarlanmış yerleşik bir metanol reformeri entegre eden FCEV-2 geldi — o dönemde neredeyse hiç bulunmayan hidrojen dolum altyapısına karşı bir çözüm arayışıydı.

Bu programlardan çıkan dersler kendi sınırlarında kalmadı. 2001’e gelindiğinde RAV4 EV ve Prius projelerinde olgunlaştırılan batarya yönetimi ve güç kontrol yazılımları, yeni nesil FCHV-3 ve FCHV-4 yakıt hücresi prototiplerine aktarıldı. Bu araçlar daha büyük Highlander platformuna geçti ve yüksek basınçlı gaz hidrojen tankları kullanmaya başladı; FCHV-4, Japonya’da kamu yollarında test için lisanslanan ilk yakıt hücreli araç oldu. Bu temel, Aralık 2002’de Toyota FCHV’nin Japonya ve ABD’de sınırlı sayıda ticari satışa sunulmasını sağladı — bugünün elektrikli ve hidrojen stratejilerinin, otuz yıl önce başlayan denemelere dayandığının somut kanıtı.