“Prius” รถยนต์ไฮบริด (HV) รุ่นแรกของโลกอายุครบ 20 ปีแล้วในวันที่ 10 ธันวาคมที่ผ่านมา ได้สร้างประวัติศาสตร์ให้ Toyota กลายเป็นผู้สร้างมาตรฐานปูทางสู่รถอีโคคาร์ด้วยการใช้เครื่องยนต์คู่กับมอเตอร์ ศักยภาพของ Toyota จึงถูกทดสอบอีกครั้งท่ามกลางกระแสโลกที่พยายาม “หนี HV”

ความมั่นใจของผู้นำ

Prius ในภาษาละตินแปลว่า “ผู้นำ” โดยตัวรถ Prius รุ่นแรกได้ถูกพัฒนาขึ้นภายใต้โครงการ “รถแห่งศตวรรษที่ 21” หรือ “G21” โดยมีโจทย์ว่า รถของ Toyota จะถูกพัฒนาภายใต้แนวทางการแก้ปัญหา “เชื้อเพลิง” และ “สภาพแวดล้อม”

ประธาน Takeshi Uchiyamada จึงมองว่า การพัฒนาเทคโนโลยีเดิมเพื่อเพิ่มระยะทางในการขับขี่นั้น ไม่เพียงพอต่อการตอบโจทย์ที่ต้องการ และหากไม่นำเทคโนโลยียานยนต์ไฮบริดซึ่งในยุคนั้นยังไม่เป็นที่รู้จักมาใช้ ก็ไม่อาจเพิ่มสมรรถนะได้ จึงเลือกเทคโนโลยีไฮบริดจากทั้งโลกที่มีอยู่ประมาณ 80 รูปแบบ ให้เหลือเพียง 20 รูปแบบมาทำการทดลองและพัฒนาเพื่อหาจุดสมดุลระหว่างต้นทุนและผลลัพธ์ที่ได้ และสร้างรถยนต์รุ่นทดสอบขึ้นมาในปี 1995 และกำหนดวางตลาดในเดือนธันวาคม 1997

โดยในเดือนตุลาคม 1997 Toyota ได้โปรโมท Prius ด้วยประโยคว่า “ดีนะที่ทัน ศตวรรษที่ 21” ส่งผลให้ Prius ซึ่งมียอดจองสูงถึง 1,000 คันก่อนที่รถจะวางจำหน่ายจริง ทำให้ Toyota ตัดสินใจเพิ่มกำลังการผลิต Prius

อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของ Prius นี่เอง ที่ทำให้ผู้บริหารของบริษัทยานยนต์ต่างชาติส่วนหนึ่งมีความเห็นว่าผู้ใช้ Prius มีแต่พวก “เนิร์ด” แม้กระทั่งภายใน Toyota เอง ก็มีผู้ที่ออกความเห็นว่า “รถแบบนี้ไม่มีทางเป็นที่นิยมแน่นอน”   ซึ่งในฐานะผู้นำ ประธาน Uchiyamada มองว่าเป็นอิทธิพลของ Prius ที่ทำให้ “ลูกค้าเลือกรถจากความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม” ทำให้ปัจจุบันมีผู้ผลิตรายอื่นเริ่มให้ความสนใจ HV

ปัจจุบัน Toyota ผลิต HV ออกมาถึง 37 รุ่น วางจำหน่ายใน 90 ประเทศ และมียอดขายรวมทั้งสิ้นมากกว่า 11 ล้านคัน หรือเฉลี่ยคือขายได้ปีละ 1.4 ล้านคัน ซึ่งเทคโนโลยี HV ของ Prius ที่ถูกขัดเกลามาถึง 20 ปีนี้ ได้มีแผนนำไปใช้ในโมเดลอื่นนอกจาก Prius รวมถึงยานยนต์แบบ PHC, FCV, และ EV อีกด้วย 

Toyota เป็นเจ้าแรกของโลกที่วางจำหน่าย FCV ซึ่งถือว่าเป็นยานยนต์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอันดับต้น ๆ ในเดือนธันวาคม 2014 จากนั้นจึงเป็น “Prius PHV” ซึ่งเป็น PHV รุ่นที่ 2 ของบริษัทที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่มากยิ่งขึ้น ในเดือนกุมภาพันธ์ 2017 อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจนถึงปัจจุบันยังไม่มี EV ที่พัฒนาโดย Toyota ออกสู่ตลาด ทำให้ภาพลักษณ์ของบริษัทถูกมองว่าล้าหลังในวงการ EV

นอกจากนี้ เนื่องด้วยนโยบาย ZEV ซึ่งถูกออกโดยรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา เพื่อควบคุมปริมาณของยานยนต์แบบ Zero-emissions vehicle (ZEV) ในปี 2018 เป็นต้นไป และนโยบายควบคุม NEV ของประเทศจีน ซึ่งจะบังคับใช้ในปี 2019 นั้น ทั้งสองนโยบาย ต่างระบุให้ HV ไม่เป็นส่วนหนึ่งของนโยบาย ทำให้ส่งผลกระทบกับวงการ HV เป็นอย่างมาก

ผู้บริหารของ Toyota ได้ตอกย้ำถึงปัญหานี้ว่า “ในศตวรรษที่ 21 ซึ่งมีพลังงานและระบบส่งกำลังหลากหลายรูปแบบเช่นนี้ จะไปยึดติดกับอย่างใดอย่างหนึ่งนั้นเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้” และอนาคตของ Toyota ก็ขึ้นอยู่กับว่า บริษัทจะสามารถนำเทคโนโลยี HV ที่พัฒนามาเป็นรากฐานสำคัญนี้ไปใช้งานได้มากน้อยแค่ไหน

ปฏิวัติด้วย All-Solid-State Battery

Toyota ได้ยกเทคโนโลยีใน 3 ด้าน อันประกอบด้วย มอเตอร์ แบตเตอรี่ และ PCU (Power Control Unit) ขึ้นเป็นเทคโนโลยีหลักในการพัฒนา HV และยานยนต์ไฟฟ้ารูปแบบอื่น ๆ ซึ่งถูกพัฒนาเสริมสมรรถนะและลดต้นทุนในการผลิตอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ “Prius” รุ่นแรกจนถึงปัจจุบันรวม 20 ปี

ในส่วนของมอเตอร์ที่ใช้ใน Prius รุ่นที่ 4 นั้น มีขนาดและน้ำหนักที่น้อยลงจากมอเตอร์รุ่นแรก มีความเร็วมากขึ้นถึง 3 เท่า หรือคิดเป็น 17,000 รอบต่อนาที และมีกำลังขับมากขึ้นถึง 4 เท่าด้วยกัน

ถัดมาคือ PCU (Power Control Unit) หรืออินเวอเตอร์ ซึงทำหน้าที่ในการส่งกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไปยังมอเตอร์ ซึ่งได้รับการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด มีความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า (Power Density) ที่มากกว่ารุ่นแรกถึง 2.5 เท่า และมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญคือการพัฒนา Boost Converter (วงจรเพิ่มแรงดันไฟฟ้า)

และส่วนสุดท้าย คือ แบตเตอรี่ ซึ่งในรุ่นแรกจนถึงรุ่นที่ 3 เป็นประเภท Nickel-Metal Hydride battery (NiMH battery) ซึ่งมีการเพิ่มกำลังไฟฟ้า และลดขนาดของตัวแบตเตอรี่และอุปกรณ์ควบคุมที่เกี่ยวข้องให้เล็กลง ก่อนจะมีการนำแบตเตอรี่แบบลิเธียมไอออนมาใช้คู่กันกับแบตเตอรี่แบบเดิมในโมเดลรุ่นที่ 4 ทำให้ได้กำลังขับและความจุไฟฟ้าที่สมดุลกัน

ตลอด 20 ปีมานี้ มีการพัฒนาหลายต่อหลายครั้งของ Toyota ที่ถือว่าเป็น “ครั้งแรกของโลก” ซึ่งการพัฒนาเทคโนโลยีองค์ประกอบหลักทั้ง 3 นี้ด้วยตนเอง ร่วมกันกับการลดต้นทุนไปพร้อมกันกับซัพพลายเออร์ ที่ทำให้ Toyota สามารถครองตลาด HV เอาไว้ได้อย่างมั่นคงจนถึงปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม นโยบายทางด้านสิ่งแวดล้อมและการเปลี่ยนผ่านจาก HV ไปสู่ยานยนต์พลังงานทดแทนอื่น ๆ ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่มากยิ่งขึ้นในทั่วโลก ได้ส่งผลกระทบต่อ Toyota เป็นอย่างมาก และส่งผลให้จำเป็นต้องพัฒนา PHV, EV, และ FCV สำหรับออกสู่ตลาดเพื่อแทนที่ HV ในปัจจุบัน

Toyota ให้ความเห็นว่า “การพัฒนามอเตอร์และ PCU นั้นมีขีดจำกัด” และมองว่าสิ่งสำคัญที่จะเป็นกุญแจสู่การพัฒนาอีโค่คาร์ คือ แบตเตอรี่ ซึ่งประธานกรรมการผู้จัดการShizuo Abe ได้กล่าวว่า “จะใช้องค์ความรู้ในการพัฒนา HV ตลอด 20 ปีนี้ ปฏิวัติการพัฒนาแบตเตอรี่ออกมาให้ได้”

รองประธาน Didier Leroy ได้เผยถึงเป้าหมายการพัฒนาในช่วงทศวรรษหน้าไว้ในงานโตเกียวมอเตอร์โชว์เมื่อเดือนตุลาคมเอาไว้ว่า Toyota จะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาแบตเตอรี่แบบ All-Solid-State ให้ใช้งานจริงได้ และคาดว่าแบตเตอรี่ที่พัฒนาขึ้นจะเพิ่มระยะทางขับขี่ และลดเวลาที่ใช้ในการชาร์จไฟลงได้เป็นอย่างมาก ซึ่งในขณะนี้การพัฒนาสินค้าทดลองได้แล้วเสร็จ และอยู่ระหว่างการปรับแต่งโดยวิศวกรกว่า 200 คน เพื่อให้พร้อมเข้าสู่กระบวนการผลิตออกสู่ตลาดต่อไป

นอกจากนี้ หากการพัฒนาแบตเตอรี่สำเร็จ ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่ถูกจำกัดไว้เพียงแค่ EV แต่ยังสามารถนำไปใช้กับ PHV และ FCV ได้อีกด้วย ซึ่งนอกจากแบตเตอรี่แบบ All-Solid-State แล้ว Toyota ยังอยู่ระหว่างการวิจัยเอกสารด้านแบตเตอรี่แมกนีเซียม และ “Lithium-air battery” เทคโนโลยีการทำปฏิกิริยาระหว่างลิเธียมและอากาศ (ออกซิเจน) ร่วมกับ BMW อีกด้วย ซึ่งผู้เกี่ยวข้องกับการพัฒนาจาก Toyota ได้ให้ความเห็นว่า “ในตัวเลือกมากมายที่จะมาแทนที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้น แบตเตอรี่แบบ All-Solid-State คือรูปแบบที่เข้าใกล้ความเป็นจริงมากที่สุด”