小亮

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小亮

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44,461

2011

4月

28

2011年的春季,我,碰觸了未來。

在2天的時間內,我開著車,經歷了500公里的路途。但,我1滴油都沒有加。

沒有加1滴油?聽起來像是空想,或說是就像是從小到大科幻片所描述的未來世界。沒錯,這項體驗的確是屬於未來的,因為所試駕的,是Mercedes-Benz在2015年才預計推出上市的動力科技─Fuel Cell燃料電池。

為了迎接後石油時化的來臨,Mercedes-Benz早已投入大量的資源,多軌進行新世代動力科技的研究工作,不論是大型電動車、微型電動車,甚至是未年都會區創新的交通模式等前瞻研究領域,都有Mercedes-Benz投入的身影。而燃料電池的領域內,Mercedes-Benz亦已投入超過15年的資料。終於,Mercedes-Benz所掌握的燃料電池技術,讓燃料電池系統的體積縮小,足以放入市售的小型車車體之中,而反應效率亦已提高至讓燃料電池的車輛在補充1次燃料後,足以行駛超過400公里的里程,達到實用的標準。燃料電池商業化的時機已然來臨。

Mercedes-Benz長期投入燃料電池技術的研究,自1994年起便不斷推出以Necar 1領軍的New Electric Car燃料電池動力車。而搭載最新世代燃料電池系統的B-Class F-Cell,正是這次試駕的車種。

為了向全球展示這項嶄新的成就,Mercedes-Benz以旗下最新的氫燃料電池科技,打造出3輛B-Class F-Cell原型車,以125天繞行全球4大洲、14國的壯舉,來展現其科技的實用性與穩定性。而Mercedes-Benz更邀請了全球120家媒體,參與環球之旅,讓媒體能親身體驗並見證這項屬於未來的技術。有幸受邀的U-CAR,讓試車組跨越了4年的時空,提前體驗了零污染排放的未來科技。

在慶祝Mercedes-Benz 125週年的活動上啟程,B-Class F-Cell從2011年1月30日起,預計以125天的時間,穿過4個大陸、14個國家,展示後石油時代科技已經成熟的科技實力。

高效能電化學模組,加氫排水不加油

現行的車輛,多以內燃機引擎做為動力系統,透過引燃注入汽缸內的石化燃料,使得燃料分子與氧氣劇烈的反應,產生爆炸,推動活塞與曲軸,將燃料內含的化學能,轉換為動能,進而推動車輛。

不論是柴油引擎或是汽油引擎,都是利用燃料石化燃料,以產生動能的設計,在面對石化燃料耗竭的未來外,還有廢氣排放的問題。

而燃料電池,同樣是將燃料內含的化學能轉換,只是在過程之中利用觸媒的中介,讓燃料與空氣中的氧結合,將化學能轉換為電能,再用以驅動馬達,達成產生動力的目標。由於反應過程並不似內燃機引擎產生大量的廢熱,而機件運轉的機構亦較為簡單,損耗較低使其整體系統的效率能有較內燃機引擎來得良好的表現。而燃料電池中所使用的燃料為氫氣,反應後僅產生水氣,對於受到全球暖化效應所苦的現代社會,更是一大誘因。

燃料電池利用化學薄膜做為觸媒,讓燃料與氧氣直接化合,過程中產生電池做為馬達供電之用。

投身Fuel Cell燃料電池技術研發多年,從1994年的Necar 1開始,Mercedes-Benz已在燃料電池領域進行長時間的研究。而研究過程除乘用車外,更包含大型公車以及貨運車輛,以掌握燃料電池系統在各種應用狀況下,取代引擎系統的相關經驗。而這次所試駕的B-Class,正是Mercedes-Benz在乘用車領域內的最新力作。

除了在乘用車領域進行試驗,Mercedes-Benz亦在柏林推出燃料電池公車,並提供UPS燃料電池版的貨車,以快速累積更多的燃料電池車輛的行駛里程與操作經驗。

市售版本相同鈑件,三明治結構完整保留車室空間

在美國奧勒岡州Portland市郊的Daimler Truck北美總部,是U-CAR試車組參與梯次的起點。搭乘接泊的車輛,遠遠地就可以看到3輛螢光綠塗裝的B-Class被一群好奇的觀眾所包圍。原來是Daimler Truck北美分公司的人員,亦正把握機會,認識這輛跨時代的產品。

試駕行程的起點,選在Daimler Truck位於奧勒岡州Portland市郊的總部大門前。身為汽車工業的一份子,Daimler Truck的人員亦好奇地圍觀這輛跨時代的產品。

從外觀來看,參與環球之旅的燃料電池版B-Class與一般市售版本的B-Class並沒有不同,除了那為了吸引路人目光的螢光綠色塗裝外,不論是外觀或是車室空間,都與現行的B-Class相同,對於臺灣的消費者而言,或許沒有天窗也是一個外觀上的不同,但是整體而言,這就是一輛一模一樣的B-Class。Mercedes-Benz的人員亦表示,這輛B-Class的鈑件,與市售版本的完全相同。

從外觀來看,B-Class F-Cell與目前市售版並無不同。當然,為吸引世人目光的獨特塗裝例外。

同是身為汽車工業的專業人員,自然習慣性地將車頭的上蓋打開,想要了解這輛產品最根本的不同。而原本裝置了引擎的空間,也的確看起來與大家熟知的配置不同。

但事實上,B-Class燃料電池車的精華並不在這裡,拜Mercedes-Benz在Smart以及A-Class、B-Class所使用的三明治車體結構設計,B-Class的燃料電池反應堆以及鋰電池的部份,都隱藏在座艙之下,在這裡所能看到的,僅是電池、水箱及週邊的配件,連驅動的馬達都不易看到。

與U-CAR之前試駕的市售B-Class柴油車相比,車頭空間內的配置有明顯的不同,而B-Class F-Cell的關鍵結構,均藏在三明治結構之中。也因為獨特的三明治結構設計,讓B-Class F-Cell的行李廂空間,得以完整的保留。

獨特加速踏板,免剎車日常行駛可能

發動B-Class的介面,其實與一般的B-Class沒有什麼不同,一樣是插入鑰匙後扭轉,或許是為了屈就現有元件的設計,光是開啟電門還不夠,還必須要再扭轉到點火的檔位,驅動系統才會作動。而一如過去所試駕的電動車一般,系統啟動後並不會有習慣的引擎點火聲,除了空調系統的作動,以及些許供氣系統的作動聲外,車輛沒有振動,安安靜靜地停在原地。

B-Class F-Cell的起動方式與一般Mercedes-Benz的車輛相同。

雖然原廠的人員急急地催促,小亮依舊不敢輕忽,緩緩地踏下加速踏板,溫柔有禮地邀請B-Class與我一起出發。

加速踏板踏下去的前3 公分行程,B-Class並沒有做出任何的反應。這當然不是B-Class故障,而是Mercedes-Benz對於燃料電池控制系統的設計。

在過去駕駛Hybrid油電混合車或是純電動車的經驗中,加速踏板與一般汽車的油門踏板設計相同,只要一開始踏下,系統便會開始做動,而當加速踏板完全放開,系統便會進入能源回充的狀態。

這樣的設計,當然有能量回收上的優勢,但是對於一般的駕駛人而言,仍有需要習慣的地方。

除加速踏板的操作與一般市售車不同外,B-Class F-Cell的儀錶組亦與一般市售車不同。最左側的水溫表改成燃料電池反應堆狀態表,在起動後30秒內便會可進入Max的最佳效率狀況。而右側的轉速表則變成了輸出功率計,而系統預設是在0之下的最大充電區,以便能有效回收能量,隨著耗氫量的增加,邊框亦由代表Economy節能的綠色轉為重視Boost動力輸出的紅色。

而Mercedes-Benz的工程師在加速踏板的設計,則採用了不同的思維。他們將能源回充與否的權利,交回給駕駛。在加速踏板行程的前段,代表系統以不同的效率,回收車輛的動能,對於駕駛而言,自然會產生減速的感覺;而當加速踏板踩下3公分左右,功率計顯示在0的狀況,代表這時候系統沒有進行能量回收、也沒有進行加速,讓車輛可以在相當於空檔的狀況下滑行。而當加速踏板再踏深點,自然而然進入了加速的狀況,而B-Class亦如一般車輛般地向前行駛。

當在行駛時,鋰電池成為燃料電池系統中的緩衝區,當把加速踏板鬆開到0以下,會產生制動效果,同時利用動能對電池充電,回收能源。為了維持系統運作,Mercedes-Benz工程師大多讓電池維持在40%以上的蓄電量,當巡航時,燃料電池亦會適時將多出的能量充至電池,以待日後使用。

這樣獨特的設計,相當的有趣,能量回收系統的減速效果當然沒有一般的碟式剎車那麼大,但是仍相當明顯,因此在離開Daimler Truck北美總部前的市郊道路上,因為車流稀少、路況易於掌握,整輛車的行進,不管是滑行、加速或是剎車,只要調整加速踏板的深淺即可控制,相當的方便易用。而當然,這樣的設計,亦讓整個能量使用的效率達到最好。

獨特設計能加速又能減速的「加速踏板」,在路況開闊的環境下,讓駕駛可以完全不需使用剎車踏板,便能對車輛有全面的掌控。

在行駛一段短短的市區道路後,GPS系統帶著我們轉向縱貫美西的I-5高速公路。在市區道路中,試駕的人員均已對於B-Class F-Cell的加速踏板操控有著基本的認識,Mercedes-Benz的人員迫不及待地要在高速公路上,向我們展現B-Class F-Cell的實力。

為了讓行程順利平安進行,B-Class F-Cell配置了耐候型GPS以及一般車用GPS,以確保不會迷路。車上更配置有全球追蹤求救系統與滅火器,以防萬一。而手套箱內的數據蒐集裝置,會把車輛狀況即時回傳試駕控制中心,除掌握行駛安全外,更蒐集長程行駛的數據,以做研發分析之用,規劃周全,處處可見Mercedes-Benz對於安全及細節的重視。
廣  告

相當於2.0的動力表現,全程一檔起步的紮實動力

甫開上了匝道,自是要加足了馬力,趕上主線車流的速度。而這正是考驗B-Class F-Cell加速能力的時刻。

加速踏門漸次地加深,搭載3人的B-Class F-Cell,隨著功率計輸出的不斷提升,車速亦線性地上升。

本質上屬於電動車範疇的燃料電池車,由電動馬達擔負起驅動的任務,與汽油引擎運作結構上的不同,讓電動馬達並不需要有著多檔位的變速箱搭配,直接靠輸入電流的控制,便能夠利用廣大轉速域來進行配速的工作,讓B-Class F-Cell的加速表現,十分地線性,沒有變速箱,不存在換檔的問題,隨著踏板的踩下,十分流暢。而由於馬達設計的結構,讓其在各個轉速均能保持固定的扭力輸出,更讓加速的過程,有著與內燃機引擎車完全不同的紮實感。其加速的感覺,就像是靜止的車輛以1檔起步,隨著踏板的踏下,輪胎湧出紮實的加速力道。在尋常的經驗中,由於齒比的配置,在很低的速度就必須換上2檔,用加速力道的減損,交換引擎的轉速餘裕,以便能繼續的加速。

搭載燃料電池系統的B-Class F-Cell,雖然車重超過1,800公斤重,但是在充沛的扭力輸出以及電動馬達的線性表現,其加速表現就像全程以1檔加速般紮實。在100 kW全輸出下,我們很快就來到每小時120公里的速度。

但是燃料電池車則是完全的不同,由於馬達驅動先天寬闊的轉速域,讓B-Class F-Cell並不需要考慮換檔以及轉速限制的問題,可以不斷地拉高轉速,彷彿沒有限制一般。而更重要的,在轉速繼續上升的過程之中,加速的力道並沒有衰退。這就像是開著1輛可以轉速直上3萬轉的車,重頭到尾都能以1檔的充沛力道,一路加速到時速120公里而不間斷,這種獨特的加速快感,令人印象深刻。

當然,以性能車的角度來看,B-Class F-Cell的加速力道還稱不上是凌利。但是相對於目前市售的2.0等級房車而言,B-Class F-Cell的加速表現是略勝一籌,超過原廠設定以2.0房車性能為參考的比較標準。

原廠設定B-Class F-Cell的動力表現以2.0房車為基準。在實際行駛中,其性能表現甚至有略勝一籌的感覺。

不像慣常的德國Autobahn,美國高速公路的速限與臺灣相彷,試車組收斂起激昂的右腳。而中控臺上的行車電腦系統,則向試車組展現了B-Class F-Cell另一個重要的面向。

高效率系統,每100公里0.8公斤氫氣

對於後石油時代的驅動技術而言,最大的考驗莫過於行駛里程的問題。在現在汽車工藝中,400公里的行駛里程,是業界普遍認同的實用標準。代表每次補充能源之後,能正常行駛400公里的路程,對應現代人生活的方式,讓補充能源的動作不必太過頻繁,具有實用的可行性。而新一代B-Class所使用的F-Cell技術,便已順利跨過這道門檻。

與大家已經習慣的油電混合車一樣,B-Class F-Cell的中控臺上亦配置有系統顯示幕,從中可以更清楚地了解車輛中動力及能量使用的狀況。為能達到能量回收的目標,B-Class F-Cell亦配置有1.4 kWh的大容量鋰電池,做為電力的緩衝存放區。從顯示幕中可以發現,當試車組正大腳加速的那段愉快的過程,不僅是燃料電池反應堆提供馬達電力,系統亦從鋰電池中汲取電力,以供應馬達全力輸出使用。而與儀表組上相同,系統同樣以紅色的動畫,提醒駕駛,這是在極耗能的狀況,而當然,此時的耗氫量,亦是屬於破表的滿檔狀況,每100公里里程的耗氫量超過3公斤。若不節制右腳,加滿的氫氣槽亦將快速耗盡。

全力加速之下,顯示幕中間的鋰電池以及右側的燃料電池反應堆,均全力供輸電流給左側的馬達。而在耗氫量的圖表中,亦出現1段段滿載的耗氫讀數。由於美國高速公路的限速以及車流狀況,讓試車組無法長時間地全力加速。

從中控電腦來看,在全力加速的那段時間,氫氣的消耗量是破表的,所以並沒有辦法在電腦上清楚了解氫氣消耗的狀況。但是當試車組以臺灣駕駛習慣的100公里時速在平坦的路段進行巡航時,據電腦的計算,每100公里路程,僅需要0.8公斤的氫氣,相當地「省氣」。若以搭載4公斤的氫氣來看,高速公路巡航將有突破500公里的機會,表現不凡。而試車組亦試著將車速降低至時速50公里左右,再以30KW的定輸出方式來行駛。B-Class的車速穩定而和緩地增加,而耗氫量則是在每100公里1.7公斤左右。由於時速100公里時,系統的輸出值大約是15KW,兩者的數據表現是一致的。亦再次顯示出B-Class F-Cell的實力。

在I-5上以時速100公里定速,隨著路面狀況,需要功率約在15 kW上下,耗氫量約在每100公里不到1公斤氫。而若以定功率30 kW持續行駛,耗氫量則在每100公里1.7公斤左右。在加滿氫氣約莫4公斤的狀況,的確有機會達成400公里的里程。

重量分配更優異,彎道操控令人驚豔

當然,原廠希望讓媒體體驗的F-Cell技術,不會僅限於高速公路的巡航,展現出全方位的實力,才能證明F-Cell取代內燃機引擎的可能性。在高速公路的交流道口,試車人員隨著GPS系統的導引,駛下了高速公路,開到洛磯山脈西緣的山區,在彎蜒的道路上,體驗B-Class F-Cell在山道上的表現。

為展現F-Cell全方位的性能,試駕的路線除了筆直的I-5高速公路,也有洛磯山脈邊緣的鄉間道路,配合多變的氣候,讓試駕人員體驗B-Class F-Cell在各種環境下的表現。

而另人欣喜的是,B-Class F-Cell的操控表現,比起一般市售版的B-Class,還要來得好。

面對連續而狹小的彎道,掌握著B-Class的方向盤,方向盤回饋的力道較印象中的B-Class要來得沈穩,而雖然路感依舊模糊,但是轉向的精確與直接,卻是比記憶中的B-Class來得優異。而隨著彎道的左搖右晃,B-Class在車身重心的轉移上,較原先試駕的B-Class來得更為平順而穩定。

由於配重較一般前驅版本的B-Class來得好,因此B-Class F-Cell的動態表現,較目前內燃機版本來得優異。

感到好奇的試車組略一思量,便已明其理。B-Class延續A-Class以來的前置前驅設計,讓其車體的配重,並不如傳統Mercedes-Benz房車產品那般優良,加上高車體以及臺灣消費者熱愛的天窗配置,讓市售版的B-Class更有高重心的問題。

而在F-Cell版本的B-Class上,在車艙下方的三明治結構中,塞入了氣瓶、燃料電池反應堆、鋰電池等元件,讓車輛的重量分配,較一般市售版的產品來得好,加上環球版的B-Class未配置天窗,讓重心低的優勢更為顯著,亦是讓F-Cell版本的B-Class操控更好的原因。

而在與Mercedes-Benz人員討論操控性能提升的議題時,原廠人員更表示,為了配合燃料電池系統的安裝,F-Cell版本的B-Class在移植了新一代SLK的後懸載系統,融入了跑車的血統,亦是讓其操控更為精準的一大主因。

原廠人員表示,為能容納氫氣瓶及鋰電池的空間,後方結構移植了SLK的元件,亦是讓其操控更佳的原因。

在Mercedes-Benz的精心安排之下,500公里的路程揉合了高速公路、市區道路、山區道路等各種不同的元素,而美國西岸的氣候與洛磯山脈的結合,亦讓試車組在晴天、雨天、乾地、溼地等各種用車環境中行駛。在各種環境的使用下,B-Class F-Cell均能滿足市售車輛的各式要求,展現完全實用的成熟,讓試車組相信,這是一輛足以在日常生活中使用的車。

車重+雪胎,剎車偏軟

不論是耗能、操控、駕駛反應,B-Class F-Cell都提供比試車組預期中更好的表現,令人激賞。若要說對於B-Class的駕駛上有所不滿意的,那大概就只剩下剎車的表現。同車的2位臺灣媒體,均在第1次掌握B-Class的方向盤時,便提出剎車無力的現象。而試車組在長途試駕後,亦有類似的感覺,與另一輛B-Class的德國記者討論,亦有同意我們的觀察,顯見這並不是單一現象。

為了這趟環球之旅,事前準備以及全程的支援工作陣容浩大,除了3輛B-Class F-Cell之外,還有各式的保姆車、攝影車、補給車,佔空間的輪胎成了補給的一大困難,因此B-Class F-Cell全程以雪胎環球。

車輛產品已經成熟,基礎建設成最大問題

在經過2天、500公里的路程之後,我們無聲地滑過美加邊境的關卡,朝著100公里外的Vancouver前進,亦代表著試車組這趟帶有奇幻成份的旅程,即將踏上終點。

開車穿越加拿大邊境,代表試駕行程到達尾聲。而工作人員與B-Class F-Cell,在飛往澳洲後,由上海登陸,穿越歐亞大陸,拜訪北歐之後,回到德國。

整體B-Class F-Cell產品的成熟度是讓人稱許的,而僅排放水氣的運作,對於溫室效應嚴重的現代,更是一大賣點。但很可惜的,即便B-Class有如此多的優點,這趟500公里的路途,卻不是一趟0排放的環保之旅。

雖然B-Class F-Cell全程沒有排放傳統的廢氣,但是為了讓試駕行程得以繼續,Mercedes-Benz必須請合作化學氣體大廠Linde派出氫氣運送車,到每天的補給器進行加氣補給。

由於氫氣供應建設的不足,整個環球的行程之中,Mercedes-Benz除了同行的保姆車之外,更需準備行動加氫補給車隊,才能讓B-Class順利前往下一站。包含著聯結式氫氣運送車、發電機車、加氣泵浦車以及備援的加氫系統,浩浩盪盪的車隊,在B-Class環球的同時,也留下了長長的碳足跡。

在整個試駕過程中,一直到了終點Vancouver,試車組才看到真正的加氫站,彰顯了氫能源普及面對基礎建設不足的問題。在其他補給地點,車隊便需要如此大陣仗,以發電機車搭配泵浦車以及氫氣車,才能進行加氫。而加氫前還必須手動進行接地的動作,以免行駛累積的靜電造成火花的危險。

而這正是Mercedes-Benz環球之旅的目的。透過B-Class F-Cell的環球之旅,Mercedes-Benz除了要向全球消費者宣誓F-Cell技術已經成熟,預告後石油時代的來臨,亦試圖彰顯全球氫氣基礎建設的不足,呼籲各國政府與相關企業,共同投入氫氣基礎建設,以便能無痛迎接後石油時代的到來。