燃料電池電池乘用車(chē)領(lǐng)域里日韓品牌如日中天，歐洲的車(chē)企巨頭們僅有一款奔馳的GLC FC作為門(mén)面，頗為寒磣。實(shí)際上，奔馳這位內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的發(fā)明者在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域同樣一馬當(dāng)先，并為之傾注了30年的心血。

早在1988年，戴姆勒工程師就提出使用在航空航天上的PEMFC應(yīng)用到汽車(chē)上，1991年進(jìn)入實(shí)踐階段，并在短短3年時(shí)間里開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)真正意義上的PEM燃料電池汽車(chē)。時(shí)任戴姆勒-奔馳集團(tuán)技術(shù)研究主任的赫默特·韋樂(lè)自豪地提出：“我們處在一個(gè)新紀(jì)元的最前頭，可以與戴姆勒和卡爾·本茨制造的第一輛以內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的車(chē)輛的時(shí)代相比。”

對(duì)比本田、豐田及現(xiàn)代等車(chē)企，在30年的燃料電池汽車(chē)研發(fā)過(guò)程中，奔馳實(shí)現(xiàn)了PEM燃料電池汽車(chē)從0到1的突破，進(jìn)行了多樣化的探索：快速地實(shí)現(xiàn)了“運(yùn)堆”到“運(yùn)人”，驗(yàn)證了技術(shù)可行性，為行業(yè)指明了方向；不局限于一類(lèi)汽車(chē)，在轎車(chē)、SUV、大巴、貨車(chē)上都進(jìn)行了嘗試；從氣態(tài)氫、甲醇重整到液氫，嘗試了多種氫氣存儲(chǔ)的方案。這顯示了“汽車(chē)發(fā)明者”的雄厚實(shí)力與行業(yè)擔(dān)當(dāng)，也顯示了在新技術(shù)路線的探索上，奔馳并沒(méi)有像日韓企業(yè)一樣快速抓住技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)方向并全力以赴地推進(jìn)技術(shù)發(fā)展。

由于種種原因，奔馳中止了燃料電池乘用車(chē)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，商用車(chē)項(xiàng)目則選擇與沃爾沃合作進(jìn)行。奔馳從燃料電池領(lǐng)域的拓荒者、引領(lǐng)者，到被邊緣化甚至?xí)簳r(shí)退出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，其過(guò)程令人深思。

中國(guó)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段主要以商用車(chē)為主，燃料電池乘用車(chē)仍處于探索階段。在技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步完善后，中國(guó)將很可能迅速成為全球最大的燃料電池乘用車(chē)市場(chǎng)。除了日本豐田與韓國(guó)現(xiàn)代之外，奔馳的燃料電池汽車(chē)發(fā)展歷史同樣值得借鑒，甚至能夠?yàn)橹袊?guó)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考：在缺乏參考對(duì)象之時(shí)，應(yīng)如何探索一個(gè)陌生的領(lǐng)域，并避免被后來(lái)者邊緣化甚至淘汰？

1、1994年：NECAR1，起點(diǎn)

1994年4月13日，戴姆勒-奔馳公司邀請(qǐng)國(guó)際媒體來(lái)到位于德國(guó)烏爾姆的新研究中心，并向媒體們展示了奔馳首款為日常使用設(shè)計(jì)的燃料電池的汽車(chē)——NECAR。

圖1 NECAR1

NECAR 1基于梅賽德斯·奔馳MB 100面包車(chē)打造，在發(fā)布之前已經(jīng)行駛了數(shù)千公里。

這輛車(chē)更像是一個(gè)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，而非適合日常使用的汽車(chē)。燃料電池系統(tǒng)由巴拉德的十二個(gè)燃料電池堆棧組成，輸出為50kW，總重量達(dá)到了800KG，這個(gè)數(shù)字在現(xiàn)在看來(lái)是難以想象的。儲(chǔ)氫罐、電子控制裝置、壓縮機(jī)、冷卻系統(tǒng)，再加上許多測(cè)量?jī)x器，充滿了整個(gè)貨廂，幾乎沒(méi)有其他多余的空間——這與我國(guó)燃料電池汽車(chē)起步時(shí)期一模一樣。

儲(chǔ)氫罐以30MPa的壓力容納150升的壓縮氣體，能夠提供130公里的續(xù)航。電動(dòng)機(jī)的功率為30kW，使NECAR 1的最高時(shí)速為90km/h。

這是PEM燃料電池汽車(chē)的第一次實(shí)踐，由“汽車(chē)發(fā)明者”踐行確實(shí)獨(dú)有一番意味。1991到1994年3年間實(shí)現(xiàn)從0到1的突破，實(shí)屬難能可貴。

圖2 NECAR 1

2、1996年：NECAR2，進(jìn)步明顯，轟動(dòng)世界

1996年5月14日，戴姆勒-奔馳向公眾展示了世界上第一臺(tái)帶有燃料電池驅(qū)動(dòng)的乘用車(chē)NECAR2。NECAR2使用了V級(jí)轎車(chē)作為平臺(tái)，并搭載了45 kW 的電動(dòng)機(jī)和50KW的燃料電池系統(tǒng)。

該車(chē)對(duì)比NECAR1有了明顯的進(jìn)步。

電堆方面，NECAR 2中的燃料電池系統(tǒng)在尺寸和體積上都減小了。兩個(gè)由150個(gè)單體組成的電堆替代了NECAR 1的12個(gè)電堆，僅重約270千克，是先前產(chǎn)品的三分之一，同時(shí)保持了一樣的輸出功率。

在儲(chǔ)氫罐方面，兩個(gè)140升的氫氣罐位于車(chē)頂，將整車(chē)的續(xù)航里程擴(kuò)大到250公里，同時(shí)提供了6個(gè)乘員的空間——對(duì)比NECAR 1狹窄的空間有了巨大的進(jìn)步。同時(shí)，該車(chē)的最高時(shí)速能夠達(dá)到110公里/小時(shí)。

NECAR 2的展示引起了全世界的轟動(dòng)。《紐約時(shí)報(bào)》稱(chēng)NECAR 2是“零排放駕駛的突破 ”。路透社稱(chēng)其為“對(duì)于戴姆勒和巴拉德而言是巨大的進(jìn)步，戴姆勒和巴拉德在不犧牲功率的情況下將電池減少到其原始質(zhì)量的不到五分之一?！?/p>

有評(píng)論認(rèn)為，“ 戴姆勒宣布的燃料電池時(shí)間表是比美國(guó)能源部計(jì)劃至少提前四年。”

NECAR 2顯示了奔馳強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，在短短兩年間實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到工程產(chǎn)品的巨大跨越，實(shí)現(xiàn)了從“運(yùn)堆”到“運(yùn)人”的跨越，驗(yàn)證了燃料電池汽車(chē)的技術(shù)可行性和可用性，引領(lǐng)了新能源汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展。

圖3 NECAR 2

3、1997年：NECAR 3，甲醇重整

1997年9月10日，NECAR 3在法蘭克福車(chē)展亮相。該車(chē)基于A class轎車(chē)平臺(tái)設(shè)計(jì)，是世界上第一款車(chē)載甲醇重整制氫燃料電池汽車(chē)。

NECAR 3的重整器具有實(shí)驗(yàn)室模型的特征。它在后排乘客車(chē)廂中需要大量空間。燃料電池系統(tǒng)的“其余部分”已經(jīng)在“地板下”工作。當(dāng)踩下油門(mén)踏板時(shí)，系統(tǒng)能夠在兩秒鐘內(nèi)提供其最大輸出的90％，這是一種具有內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)動(dòng)力體驗(yàn)的燃料電池汽車(chē)。

與NECAR 2中一樣，在NECAR 3中，兩個(gè)具有150個(gè)單體電池的電堆產(chǎn)生50千瓦的輸出。它們?cè)诖蠹s80°C的溫度下工作，運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的水被再利用以將甲醇重整為氫。

裝滿38升甲醇的油箱可輕松行駛300公里，在限速設(shè)計(jì)之下，功率為45kW的電動(dòng)機(jī)為車(chē)輛提供了120km/h的最高時(shí)速。

NECAR 3顯示了奔馳在遭遇儲(chǔ)氫技術(shù)瓶頸后的思考與嘗試，并顯示了其付諸實(shí)踐的能力。

圖4 NECAR 3

4、1997 年：商用車(chē)NEBUS O 405 N，大巴上線

1997年5月26日，戴姆勒-奔馳在斯圖加特展出了NEBUS（新電動(dòng)公共汽車(chē)）。它是戴姆勒-奔馳研究院，EvoBus GmbH，無(wú)排放商用車(chē)輛能力中心（KEN）合作的產(chǎn)物。

經(jīng)德國(guó)技術(shù)檢驗(yàn)協(xié)會(huì)許可的實(shí)用巴士寬2.50米，高3.50米，長(zhǎng)12米，重量為14噸，可容納34位坐著和24位站立的乘客。

NEBUS一次加氫的續(xù)航里程為250公里，足以應(yīng)付常規(guī)服務(wù)公交車(chē)使用場(chǎng)景。其最高時(shí)速約為80 km / h。

NEBUS后部裝有10個(gè)帶有150個(gè)燃料電池的堆，總輸出功率為250千瓦。車(chē)頂裝有7個(gè)30MPa的三星儲(chǔ)氫罐，儲(chǔ)氫量達(dá)21千克。

圖5 NEBUS

5、1999年：NECAR4，實(shí)現(xiàn)車(chē)載液氫

NECAR 4也基于梅賽德斯-奔馳A級(jí)，于1999年3月17日在華盛頓特區(qū)展出。

NECAR 4中的兩個(gè)燃料電池電堆分別由160個(gè)單體電池組成，總輸出功率達(dá)到70KW。它們僅有手提箱大小，布置在了A級(jí)車(chē)的地板之下。

值得一提的是，NECAR 4使用了液氫的存儲(chǔ)方式。液氫儲(chǔ)罐位于車(chē)輛后部，其容量為100升。為了保持極低的溫度，它由兩個(gè)鋼制罐體組成，因此看起來(lái)就像一個(gè)超大的保溫瓶。由于燃料電池需要?dú)鈶B(tài)氫才能運(yùn)行，因此冰冷的液態(tài)必須變成氣態(tài)：通過(guò)兩個(gè)集成到水箱中加熱元件確保在車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)立即為電堆提供氫氣，并允許它們立即工作。

在使用了液氫后，NECAR 4最高時(shí)速達(dá)到了145km/h，續(xù)航里程更是達(dá)到了450km，并可提供容納五名乘客和行李的空間。

當(dāng)時(shí)的評(píng)價(jià)認(rèn)為，具有更先進(jìn)技術(shù)和更優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 NECAR 4是戴姆勒朝燃料電池車(chē)系列化生產(chǎn)邁出的決定性一步從 2000 年開(kāi)始，。NECAR 4在加利福尼亞州用于實(shí)際測(cè)試，15 支車(chē)隊(duì)在日常條件下對(duì)其進(jìn)行了密集的野外和日常駕駛測(cè)試。

1999年，豐田、本田、現(xiàn)代的燃料電池實(shí)驗(yàn)車(chē)剛剛下線，而奔馳已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了液氫上車(chē)的嘗試。奔馳在燃料電池汽車(chē)技術(shù)上的發(fā)展不可謂不快。

圖6 NECAR 4

6、2000 年：NECAR4a，實(shí)現(xiàn)單堆車(chē)載燃料電池系統(tǒng)

NECAR 4a版本用于實(shí)際測(cè)試。NECAR 4a于2000年11月1日投放市場(chǎng)，已具備小批量生產(chǎn)的能力，為相同設(shè)計(jì)的A-class汽車(chē)量產(chǎn)計(jì)劃奠定了基礎(chǔ)。

與1999年推出的NECAR 4相比，“ California” NECAR 4使用壓縮氫氣運(yùn)行，它還達(dá)到了145 km / h（90 mph）的最高時(shí)速

該車(chē)型的燃料電池更為緊湊，僅由一個(gè)輸出功率為75kw的Ballard Mark 900堆棧構(gòu)成，其體積可以減少一半，重量也可以減少1/3。地板下的三個(gè)體積為140升的氫氣罐被加壓至35MPa，大約兩千克的氫氣足以滿足200公里的續(xù)航。

7、2000年：NECAR5，達(dá)到了生產(chǎn)的里程碑

NECAR 5實(shí)際上是是繼NECAR 4a之后的NECAR概念車(chē)系列中的第六版，于2000年11月7日在柏林會(huì)議上推出。

NECAR 5是NECAR 3的成熟后繼者，采用了甲醇重整的方式。

NECAR 3使用了非常龐大的重整器，奔馳僅用了三年的時(shí)間就將其尺寸減半，并且重量大大減輕。因此，NECAR 5首次在奔馳A-class上安裝了包括重整爐在內(nèi)的整個(gè)燃料電池系統(tǒng)，并且不侵占乘客及其行李空間。其最高時(shí)速超過(guò)145公里/小時(shí)，并且由于使用了45升的燃料箱，其續(xù)航能夠達(dá)到400KM。

與NECAR 4a一樣，NECAR 5使用了75KW單電堆燃料電池系統(tǒng)，并與加濕器、電子設(shè)備等安裝在尺寸緊湊（80 x 40 x 25厘米）的抗振動(dòng)和沖擊容器中。由于采用了新開(kāi)發(fā)的乙二醇冷卻劑，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有防霜性能，即使在冰冷的冬季也可以啟動(dòng)。與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似，該系統(tǒng)在達(dá)到工作溫度之前需要預(yù)熱一段時(shí)間。

此時(shí)，奔馳的燃料電池乘用車(chē)在技術(shù)發(fā)展方向和幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)上與20年后仍沒(méi)有明顯區(qū)別，甚至在儲(chǔ)氫方面仍有所超前，并解決了一系列關(guān)鍵性問(wèn)題，足以顯示奔馳在燃料電池汽車(chē)技術(shù)上的先進(jìn)性。

8、2001年：Sprinter，貨車(chē)上線

2001年7月26日，奔馳推出了世界上第一臺(tái)燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的貨車(chē)Sprinter。

Sprinter配備了75 kW / 102 hp電動(dòng)機(jī)，電力由單電堆的燃料電池系統(tǒng)提供。最高時(shí)速約為120 km / h。

測(cè)試的計(jì)劃時(shí)間是兩年，但在運(yùn)行的前十二個(gè)月中，已經(jīng)確認(rèn)了人們對(duì)燃料電池貨車(chē)的期望：這輛貨車(chē)行駛了16000多公里，沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的故障。

值得一提的是，2018年，奔馳還對(duì)這款燃料電池貨車(chē)進(jìn)行了“翻新”。

圖7 Sprinter

9、2002年：A class F-cell，證明自我，實(shí)現(xiàn)小批量投產(chǎn)

2002年10月，戴姆勒·克萊斯勒（DaimlerChrysler）展示了A class F-cell，并宣布將生產(chǎn)60輛小型汽車(chē)。從2003年開(kāi)始，在政府補(bǔ)貼的國(guó)際合作企業(yè)框架內(nèi)，在歐洲，美國(guó)，日本和新加坡的小規(guī)模客戶的日常運(yùn)營(yíng)中進(jìn)行了測(cè)試。

2004年11月下旬，在西班牙巴塞羅那附近的Idiada的試車(chē)場(chǎng)上，A class F-cell持續(xù)行駛了24小時(shí)，這是燃料電池汽車(chē)首次實(shí)現(xiàn)在耐力測(cè)試的自我證明。該車(chē)以大約120 km / h的平均速度行駛了將近8500公里的路程。

10、2002年 ：Citaro，燃料電池客車(chē)更新

Citaro燃料電池客車(chē)是NEBUS的繼任者。它的航程約為200公里，根據(jù)設(shè)備的不同，最多可容納70名乘客。該車(chē)搭載了輸出功率超過(guò)200 kW的燃料電池模塊，30MPa的儲(chǔ)氫罐同樣安裝在車(chē)頂上。該公共汽車(chē)的最高時(shí)速達(dá)到了80 km / h（50 mph）。

圖8 Citaro

11、2005年：奔馳F600系列，開(kāi)啟概念車(chē)之旅

2005年10月的東京車(chē)展上，梅賽德斯-奔馳推出了F 600 HYGENIUS汽車(chē)。

工程師們將燃料電池的尺寸減少了約40％——這是通過(guò)新開(kāi)發(fā)的燃料電池堆，電動(dòng)渦輪增壓器和新的加濕和除濕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的——并實(shí)現(xiàn)了86 kW峰值輸出，最大扭矩為350牛米。在250牛頓米的扭矩下，燃料電池驅(qū)動(dòng)器的連續(xù)輸出為60 kW，能源消耗相當(dāng)于每100公里2.9升柴油。

必要時(shí)，F(xiàn) 600 HYGENIUS還可以用作移動(dòng)發(fā)電機(jī)：其66 kW的電力輸出足以為多棟獨(dú)立房屋供電。

奔馳在燃料電池汽車(chē)方面保持了想象力，卻在實(shí)踐上被豐田、本田等逐漸趕超。此時(shí)的奔馳在燃料電池汽車(chē)技術(shù)上，已經(jīng)沒(méi)有了此前絕對(duì)領(lǐng)先的態(tài)勢(shì)。

圖9 F600r

12、2009 BlueZero F-Cell

梅賽德斯BlueZero F-Cell概念車(chē)在2009年1月的底特律國(guó)際車(chē)展上首次亮相，

梅賽德斯-奔馳BlueZero F-Cell具有B class的外觀。該車(chē)輛將配備90KW的燃料電池，并實(shí)現(xiàn)240英里的續(xù)航里程，這是同一輛純電動(dòng)版本的續(xù)航里程的兩倍。動(dòng)力方面，BlueZero  F-Cell的零百加速時(shí)間不到11秒。

圖10 BlueZero F-Cell

13、2010年：B class，接近量產(chǎn)

奔馳的燃料電池汽車(chē)最終在 2010 年進(jìn)入小規(guī)模量產(chǎn)階段。從那時(shí)起，梅賽德斯－奔馳 B 級(jí)燃料電池車(chē)（輸出功率 100kW/136hp，最高時(shí)速 170km/h，續(xù)航里程 385km）每天都在被歐美市場(chǎng)的客戶使用。

截止當(dāng)時(shí)，戴姆勒的燃料電池實(shí)驗(yàn)車(chē)輛已超過(guò) 300 輛，車(chē)隊(duì)行駛總里程已超過(guò)1200萬(wàn) km。僅在美國(guó)，就有大約 70 輛車(chē)的燃料電池車(chē)行駛了超320萬(wàn)km。

從2000年到2010年，早就達(dá)到小批量投產(chǎn)階段的奔馳仍未完成從小批量到量產(chǎn)階段的跨越。實(shí)際上，首款量產(chǎn)的燃料電池乘用車(chē)現(xiàn)代IX35在2013年上市，這個(gè)角色本可由奔馳本扮演，但由于技術(shù)、成本、市場(chǎng)認(rèn)可度等種種原因，奔馳的燃料電池汽車(chē)量產(chǎn)計(jì)劃終究未能實(shí)現(xiàn)。

此時(shí)，奔馳在燃料電池汽車(chē)發(fā)展方面已經(jīng)失去了領(lǐng)先的地位。

圖11 B class F-Cell

14、2011年：F125，125周年紀(jì)念

奔馳F125氫燃料電池概念車(chē)亮相在2011法蘭克福車(chē)展。它被命名為125，以慶祝梅賽德斯·奔馳 125周年。

新車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心是配備了更強(qiáng)大的燃料電池系統(tǒng)，并集成了插電式混合動(dòng)力混合動(dòng)力技術(shù)。高性能先進(jìn)技術(shù)的使用令車(chē)輛的額定功率達(dá)到 200kW（272hp），最高時(shí)速 220km/h，續(xù)航里程達(dá)到 1100km，其中約 200km可以使用強(qiáng)大而緊湊的高壓電池驅(qū)動(dòng)，其余 900km 則使用燃料電池驅(qū)動(dòng)。

F125的零百加速時(shí)間為4.9秒，最高時(shí)速達(dá)到220km/h。

圖12 F125

15、2014年 ：Vision G-Code，油漆也能發(fā)電？

梅賽德斯·奔馳Vision G-Code是一款SUV，車(chē)輛的油漆是其最創(chuàng)新的設(shè)計(jì)：當(dāng)車(chē)輛不運(yùn)行或在相同位置空轉(zhuǎn)時(shí)，多電壓涂料將通過(guò)多種不同方式發(fā)電（包括風(fēng)能和太陽(yáng)能），以幫助提供運(yùn)行SUV不同組件所需的動(dòng)力。

圖13 Vision G-Code

16、2015年：F105 fuel cell，魔幻外觀

該車(chē)輛的續(xù)航里程約為684英里，其中包括電池供電的124英里，然后由氫燃料電池提供剩余的560英里續(xù)航。燃料電池本身驅(qū)動(dòng)兩個(gè)后置電動(dòng)機(jī)，峰值輸出約為272 hp，零百加速約為6.7秒。

多款燃料電池概念車(chē)體現(xiàn)了奔馳先進(jìn)的汽車(chē)理念和深厚的技術(shù)積淀，但這更像是在“炫技”，在燃料電池汽車(chē)的實(shí)踐中，奔馳已經(jīng)落后于日韓企業(yè)。

圖14 F105 FC

17、2018年 奔馳GLCF-Cell

奔馳GLC F-CELL采用氫燃料電池技術(shù)，4.4kg的氫燃料分別儲(chǔ)存在兩個(gè)碳纖維罐中，其中一個(gè)位于驅(qū)動(dòng)軸處，另一個(gè)位于后排車(chē)座下方。該車(chē)氫燃料電池的儲(chǔ)氫罐充滿將耗時(shí)約三分鐘，最大續(xù)航里程將達(dá)到437km。此外，新車(chē)還搭載了13.8千瓦時(shí)的電池組，純電動(dòng)續(xù)航里程為49km。

在豐田mirai與現(xiàn)代NEXO的夾擊之下，該款車(chē)型是歐洲車(chē)企在燃料電池乘用車(chē)領(lǐng)域最后的“門(mén)面”。盡管有各種技術(shù)積累，但在實(shí)踐中，歐洲老牌車(chē)企們無(wú)疑在純電動(dòng)與燃料電池上都落后于東亞的車(chē)企們。

圖13 GLC FC

2020年，奔馳宣布GLC FC項(xiàng)目暫停，寶馬的燃料電池汽車(chē)需要數(shù)年才能面世，甚至需要借助豐田的技術(shù)。至此，燃料電池乘用車(chē)市場(chǎng)僅剩東亞企業(yè)。歐洲在純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷了一次苦苦追趕的經(jīng)歷，燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域是否將重走純電動(dòng)汽車(chē)在市場(chǎng)壓力下苦苦追趕的道路？

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