梅赛德斯-奔驰的燃料电池之路

車誌露露 2024-02-09 09:53:47

氢燃料电池在近几年一直是热门话题,不过焦点多聚焦在世界的东方,毕竟这边的动作比较大比较频繁。但西方世界是不是就不吃燃料电池(Fuel-Cell)这一套呢?当然不是,通用、宝马等车企一直以来都有做这方面的尝试。事实上老大哥梅赛德斯-奔驰一直以来都有在燃料电池上发力,今天我们就来了解一下他们的燃料电池车发展史吧。

始于1994年,相信很多今天网络上的“纯电吹”们还没出生吧!

不要以为燃料电池是近几年才出现的新鲜玩意,应该说,燃料电池是19世纪的发明,随后到20世纪的60年代开始才投入到载人航天领域使用,在航天领域成熟并成为具备载人航天国家必备的技术后,开始流入民用领域。梅赛德斯老早就开始钻研这方面的技术了,燃料电池项目最早始于1994年,不过,他们不像通用和丰田那样重新设计一款车型来搭载燃料电池系统,而是用原有的车型改造成燃料电池车,由此得来的车型叫做NeCar。由于系统体积巨大,第一代NeCar基于梅赛德斯-奔驰的商用车MB 100开发。

图:为什么要用商用车底盘?就看看这系统体积,上面一个储氢罐,下面一个反应堆,把MB 100整个货仓塞得满满当当。没有一定转载能力的车型都搭载不上这一套燃料电池系统。

虽然受限于当时得技术水平,体积巨大,但NeCar 1上燃料电池系统的原理与现今的别无二致,同样是通过氢与氧反应释放电子,然后通过限制电子定向流动产生电流,最终供给电机驱动车辆。很显然零实用性的产物只能用作秀肌肉,就算这样的技术放在当年有多划时代,到了公众层面也只能“得啖笑”(沦为闲聊时的谈资)。

1996年

新科技要最终投入使用,就不得不将其合理化、实用化,这个工程量绝非那些键盘侠们能理解的,就如同BEV电池车在1832年诞生后,直到1882年才算是走完实验室到可以买这段路,跨度也足足50年,梅赛德斯-奔驰当然明白这个道理。于是,第二代NeCar除了更换新的V-Class(W638)商用车底盘,还在系统结构上作出了调整。巨大的储氢罐被移至车顶,所以大家能看到它顶部背了一个“大书包”。由此货仓终于腾出了空间装货了。

1997年

图:仅仅一年,NeCar就从V-Class变成了A-Class。

第三代的NeCar迎来了技术的重大转折,与其说转折,可能用“基因突变”来形容可能会更贴切。也许梅赛德斯-奔驰也意识到商用车很难在消费级市场得到关注,所以他们决定让NeCar 3以乘用车的形式与大家见面。但是那么大的氢燃料电池系统怎么才能塞进空间有限的乘用车内呢?于是梅赛德斯-奔驰另辟蹊径,更换技术跑道,将燃料载体从氢气转换为甲醇。由于甲醇是液体燃料,其密度比氢气大得多,所以体积控制能做得更好。

他们找来了A-Class(W168)的底盘,把这套系统塞进了后座。就算体积控制得再好,甲醇燃料电池系统也把NeCar 3的车内空间侵蚀得只剩两个座位。也由于系统的小型化、车型的运动化,NeCar 3的极速终于可以达到120km/h。

1999年

图:第四代NeCar回归使用氢气作为燃料的技术路线。

NeCar 4同样是基于A-Class底盘打造,但其内里却彻底不同。通过技术的革新,氢燃料电池得以小型化,以至于能塞进A-Class车内。其储氢罐放在车的后轴上,燃料电池则放在前后两轴之间。小型化的氢燃料电池系统不但能让NeCar 4跑到145km/h的极速,还允许车内乘坐5个人。梅赛德斯-奔驰还把-253°C的液态储氢技术丢进了NeCar 4,让其续航里程长达450km。但这种技术要求燃料在不使用时超隔离储存,同样不具备实用性,所以也就只能停留在试验阶段了。他们也尝试过将其改造为更贴合实际的加压储氢形式,但续航会骤降至250km。

2000年

还是熟悉的配方,还是熟悉的味道,NeCar 5依然基于A-Class打造,技术路线又回到甲醇燃料。这次梅赛德斯-奔驰终于能把系统小型化并塞进车底了,以至于NeCar 5能拥有合理的乘坐与装载空间。同时NeCar 5的极速提升至150km/h。

2003年

此前,梅赛德斯的燃料电池车都只是生产一台两台的测试、展示产物。2003年之后,他们的燃料电池车终于进入了小批量制造的公测阶段。此时梅赛德斯-奔驰放弃了使用多年的名字NeCar,而改用更容易让人联想到燃料电池的F-Cell作为车名。

第一代F-Cell基于长轴距A-Class(V168)打造,电机功率为65kW,极速能达到140km/h。梅赛德斯-奔驰总共制造了超过100台第一代F-Cell,并将其分配给欧洲、美国和亚洲的用户测试使用。不过,这一代氢燃料电池车的续航水平确实不咋滴,就算2008年梅赛德斯追加了700bar的氢加压技术,让车辆的续航水平提升了70%,也就只能跑270km左右。

2007年

图:第二代F-Cell的系统布局已经相当合理了,从车头到尾分别是电机、燃料电池反应堆、储氢罐,全部平铺于车底。

梅赛德斯终于愿意使用更大的车型来搭载燃料电池系统了,这次他们选用了B-Class(W245)作为底盘。更大的车身能搭载更大的储氢罐,而且通过700bar的加压技术,第二代F-Cell续航里程达到385km。燃料电池的功率也有所提高,这让车辆能搭载100kW的驱动电机,车辆极速提升至170km/h。可见车辆的完成度已经非常之高,梅赛德斯-奔驰同样小批量生产了一些车辆交给客户测试。本来梅赛德斯-奔驰计划要在2014年将第二代F-Cell量产出售,但或许是在某个生产环节仍存在障碍,计划却被一拖再拖,最终无疾而终。

2017年

第三代的F-Cell车型基于GLC(W253)打造,这款车型是梅赛德斯-奔驰联手福特与日产共同开发的。

图:注意了,这台车的氢罐位置已经位于前后轴中间,换句话说,Mercedes的工程师们已经开始思考实用性、量产化及行车安全问题了,可见燃料电池日趋成熟。

这款车同样只生产了小批量,可见其系统排布与丰田Mirai极其相似,燃料电池反应堆占据了车头机舱位置,两个储氢罐一横一竖排布在乘员舱底部,缓冲用的电池则至于车尾。但该项目在2020年就被停掉了,原因是其制造成本太高。后来梅赛德斯-奔驰就没有再更新F-Cell系列车型了,反而与Volvo联手研究氢燃料电池卡车。或许他们还在积累技术,待某天成熟,将能王者归来,再次推动氢燃料电池乘用车化的进程。

燃料电池技术趋于成熟、甚至已经无限接近可量产化阶段,但停下来的客观原因,暂时被搁置也是可以理解的,首先是俄乌冲突,欧洲能源供给大环境变天了,尤其是北溪两条输气管被炸(没办法,德国目前依然还是美国附庸国之一);其二,疫情导致金融环境变化,研发进度和成本也受到影响,所以,可见EQ电池车系列迅速补缺,就是一种很明显的权宜之计。其三是氢能与纯电的争执一直在欧洲议会里没有定调,但今天看来,包括了油企和车企组成的氢能派占据了上风,欧洲各地从2023年开始全面转向氢能,氢能出租车、各大油企开始布局加氢站、加上最近布鲁塞尔的大会更是说明了氢能的发展未来。很多国人一厢情愿地希望自主品牌可以靠“BEV电池车”在汽车工业里弯道超车,但能说出这些臆想的,要么就是对汽车工业的无知,要么就是被车评人洗过脑:拜托,那些一天天被你们寄望弯道超车的“新能源车企”,拆开他们的车看看零部件看看都来自哪里吧,这方面欧洲、美国、日本人依然稳执牛耳,欧洲和日本都先后定了氢能的调调,这个调调里绝不仅仅是车企,而是全产业链的定调,这才是最可怕,也是目前国内自主品牌们最尴尬,超车?靠电动车就想超车?不如看看还有几家新势力车企没被传统车企入股和获得投票权吧。

0 阅读:10

車誌露露

简介:感谢大家的关注