戴姆勒旗下梅賽德斯-奔馳新問世的車型GLC F-Cell，標(biāo)志著世界上第一款采用氫燃料與鋰電池的混合動力車成功誕生。

在2017年法蘭克福國際車展IAA上公布新款奔馳GLC F-Cell試生產(chǎn)車型后，奔馳傾力將該款SUV視作零排放道路行駛汽車的里程碑。給予與EQ相同的動力標(biāo)志，GLC F-Cell形成了戴姆勒未來出行互聯(lián)化、自動化、共享服務(wù)化、電動化（CASE）戰(zhàn)略的一部分。從現(xiàn)在到2022年之間，奔馳計劃推出10款純電動車。

世界上第一款插電式混合動力車型GLC F-Cell結(jié)合了氫燃料電池和鋰電池技術(shù)。試制車型攜帶的兩個碳纖維充氣瓶，可以裝載4.4 kg的氫燃料，充氣瓶布置在底盤下方，在重新加氣之前，可以使汽車行駛437 km。一塊安裝在車尾的9 kW·h鋰離子電池能夠輔助驅(qū)動車輛行駛49 km。總體而言，該款電動汽車，可提供的功率為147 kW，輸出的扭矩為350 N·m，綜合續(xù)航里程為486 km。

據(jù)戴姆勒燃料電池總監(jiān)所言，奔馳在GLC上配置該動力總成并不難，因為GLC是奔馳銷量最好的車型之一，其開發(fā)的項目周期（4到5年）非常接近傳統(tǒng)的燃油車，戴姆勒無需額外開發(fā)一個新的汽車平臺去適應(yīng)燃料電池動力總成。

1燃料的深思

GLC F-Cell采用全新的燃料電池系統(tǒng)，與2010年上市的B級燃料電池相比，GLC F-Cell整個驅(qū)動系統(tǒng)提供的功率輸出要高出40%。據(jù)報道，該車型相比前代同款車型，其緊湊性提高了30%，可將整個動力總成布置在發(fā)動機艙，如同一款傳統(tǒng)發(fā)動機的標(biāo)準(zhǔn)布置方式。同時燃料電池中使用的鉑金屬減少了90%，從而可以節(jié)約資源，降低成本。

與傳統(tǒng)動力的GLC一樣，燃料電池車將在德國不萊梅生產(chǎn)。而燃料電池堆則與加拿大溫哥華的福特車用燃料電池合資公司進行合作開發(fā)，燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)在梅賽德斯-奔馳燃料電池生產(chǎn)設(shè)備上生產(chǎn)，車間位于不列顛哥倫比亞的本拿比附近。

而且，燃料電池單元和氫氣儲存系統(tǒng)由位于巴登的戴姆勒子公司NuCellSys進行生產(chǎn)，同時負責(zé)裝配燃料電池系統(tǒng)的戴姆勒總部也在巴登。氫氣儲存系統(tǒng)由戴姆勒的曼海姆車間生產(chǎn)制造，鋰離子電池則來自戴姆勒全資子公司ACCUmotive，位于Saxony的卡門茨。

據(jù)奔馳透露，鋰電池的尺寸部分設(shè)計由當(dāng)前氫燃料加氣站的密度決定，充電基礎(chǔ)設(shè)施的密度對電池尺寸設(shè)計有一定影響。插電式概念也充分考慮了這方面的弊端，且在未來的2～3年內(nèi)，氫燃料補給設(shè)施依然并不完善。使用燃料電池，客戶無需擔(dān)心續(xù)航里程，但是仍有加氣站數(shù)量不足之虞。奔馳將竭力消除客戶對加氣站的顧慮，而GLC F-Cell恰好能夠真正解決該問題。

使用標(biāo)準(zhǔn)的家庭充電插口，暗線箱或者公共充電站，以及免費的7.2 kW在線充電器，大約90 min就能完成充電。采用能夠承受70 MPa壓力的儲氣瓶技術(shù)后，氫氣能在3 min內(nèi)重新充滿。

2動力模式

依據(jù)不同的運行模式和驅(qū)動程序，會有不同的燃料電池類型，如GLC插電式混合動力一樣，對燃料電池和鋰電池之間的相互作用會存在影響。GLC F-Cell的驅(qū)動程序包括經(jīng)濟型，舒適型和運動型，同時運行模式包括雙能源混合、單燃料電池模式、單鋰電池模式和充電模式。

在混合模式下，車輛能從雙動力裝置上獲取動力來源，由鋰離子電池提供峰值動力，同時燃料電池可在最佳經(jīng)濟范圍內(nèi)運行。在單燃料電池模式下，由燃料電池進行穩(wěn)定功率輸出。在單鋰電池模式下，GLC F-Cell在純電動模式下運行，由鋰電池提供動力。在充電模式下，優(yōu)先對電池進行充電，為了獲得最大的續(xù)航里程，在充電前應(yīng)優(yōu)先加滿氫燃料。

在車輛的研發(fā)階段，所開展的試驗項目包含超過500個獨立試驗，除了應(yīng)用到奔馳汽車規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗外，還包括電驅(qū)動力總成、燃料電池和所有相關(guān)的專項試驗。如從零開始開發(fā)一款燃料電池動力總成，其試驗階段非常重要，類似于發(fā)動機的開發(fā)過程。對于一款發(fā)動機而言，在確認并發(fā)現(xiàn)所有問題之前，例如磨損、劃傷和腐蝕等，還需要內(nèi)燃機運行足夠的時長。

但對于一款燃料電池而言，運行時的性能表現(xiàn)非常重要，同時也要評估其在非運行時段的性能表現(xiàn)。燃料電池是一個電化學(xué)系統(tǒng)，意味著汽車在熄火后電池堆里的化學(xué)過程仍在繼續(xù)進行。因此，需對電池系統(tǒng)進行嚴(yán)苛的試驗及足夠的次數(shù)。在汽車的開發(fā)過程中，由重要事故引發(fā)的試驗必須通過驗證。通過確定的試驗項目，給系統(tǒng)加載額外的負荷，比如在嚴(yán)寒條件下汽車的冷起動。這對燃料電池膜而言，會存在一定的化學(xué)應(yīng)力和熱應(yīng)力影響，可據(jù)此了解其工作狀況。

3碰撞試驗

與安全密切相關(guān)的高壓零部件，例如氫氣瓶，氣體密封及閥的集成需進行特別關(guān)注。比如，氫氣瓶需布置在汽車半軸之間的防碰撞區(qū)域，且由一個包裹氣瓶的子框架進行額外保護。在TFS進行碰撞試驗期間，奔馳評估了約40多個GLC F-Cell，并進行了完備的測量，其中包括多級閥系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)的特殊保護線路。

由于在2018年GLC F-Cell需要針對市場進行選擇性銷售，因此奔馳已經(jīng)開始對下一代車型進行預(yù)研究。目前，奔馳總監(jiān)不愿意透露下一代車型的不同之處，但關(guān)于戴姆勒未來的燃料電池策略則直言不諱。

戴姆勒所有未來的燃料電池動力將是混合動力形式，并且不準(zhǔn)備開發(fā)不采用鋰電池的純?nèi)剂想姵貏恿偝伞募夹g(shù)角度來看，混合動力有著諸多優(yōu)勢。裝備一款鋰電池不僅能提升整車?yán)淦饎拥男阅埽瑫r相應(yīng)減少了在開環(huán)電壓下的運行時間，從而延長了燃料電池的壽命。