Bis 2022 will Daimler zehn batterieelektrische Fahrzeuge auf den Markt bringen. Der GLC F-CELL markiert dabei einen wichtigen Schritt. Neben Wasserstoff wird die rein elektrische Variante des beliebten Mercedes-SUV auch Strom tanken. Mit 4,4 Kilogramm Wasserstoff an Bord produziert das Vorserienmodell mit einer Leistung von 147 kW (200 PS) genügend Energie für eine Reichweite von bis zu 437 Kilometer im NEFZ. Zusätzlich profitiert der F‑Cell Fahrer von einer Reichweite von bis zu 49 Kilometer im NEFZ aus der großen Lithium-Ionen-Batterie.
Neuerungen im Vergleich zum B-Klasse F-Cell
Für die Weltneuheit haben die Mercedes-Benz Ingenieure in Kooperation mit den Partnern des Daimler Kompetenznetzwerks ein komplett neues Brennstoffzellensystem entwickelt. Gegenüber der bereits seit 2010 in Kundenhand befindlichen B-Klasse F-Cell (Kraftstoffverbrauch: 0,97 kg H₂/100 km, CO₂-Emissionen kombiniert: 0 g/km) bietet das gesamte Antriebssystem rund 40 Prozent mehr Leistung.
Das Brennstoffzellensystem ist rund 30 Prozent kompakter als bisher, kann erstmals vollständig im Motorraum untergebracht werden und wird wie ein konventioneller Motor an den bekannten Aufhängungspunkten montiert. Zudem wurde der Einsatz von Platin in der Brennstoffzelle um 90 Prozent reduziert. So werden Ressourcen geschont und Systemkosten verringert – ohne Abstriche in der Leistungsfähigkeit.
Wasserstoff so schnell tanken wie Sprit
Als Antrieb haben die auf F-CELL Fahrzeuge eine Asynchronmaschine mit einem Drehmoment von 350 Nm. Weil der Elektroantrieb keine Kardanwelle benötigt, entsteht Raum für einen der beiden Wasserstofftanks; der zweite Tank ist unter der Rücksitzbank verbaut. Insgesamt fassen die karbonfaserummantelten Tanks circa 4,4 Kilogramm Wasserstoff. Dank der weltweit standardisierten 700-bar-Tanktechnologie ist der Wasserstoffvorrat innerhalb von nur drei Minuten aufgefüllt. Damit unterscheidet sich der Tankvorgang zeitlich nicht von dem eines Autos mit Verbrennungsmotor.
Lithium-Ionen-Batterie: Das zweite Herz des SUV
Die Lithium-Ionen-Batterie der Vorserienfahrzeuge verfügt über eine Bruttokapazität von 13,8 kWh und dient zusätzlich als Energiequelle für den Elektromotor. Erstmals lässt sie sich auch extern per Plug-in-Technologie aufladen.
Ebenso wie der Antriebsmotor ist der Akku im Heck des SUV untergebracht. Über die 7,2 kW Onboard-Lader kann er an einer haushaltsüblichen Steckdose, einer Wallbox oder einer öffentlichen Ladestation aufgeladen werden. Die Ladezeit beträgt bei Ausnutzung der gesamten Leistung etwa 1,5 Stunden.
Vier Betriebsmodi: Hybrid, F-Cell, Battery und Charge
Der Plug-in-Brennstoffzellenantrieb passt die Nutzung beider Energiequellen intelligent an die jeweilige Betriebssituation an. In allen Betriebsmodi verfügt das System über eine Rekuperationsfunktion, die es ermöglicht, Energie beim Bremsen und beim Ausrollen zurückzugewinnen und im Akku zu speichern.
Im Betriebsmodus Hybrid zieht das Fahrzeug Leistung aus beiden Energiequellen. Leistungsspitzen deckt dabei die Batterie ab, die Brennstoffzelle wird im optimalen Wirkungsgradbereich betrieben.
Im Modus F-Cell wird der Ladezustand der Hochvoltbatterie durch die Energie der Brennstoffzelle konstant gehalten. Die Fahrt fast ausschließlich mit Wasserstoff ist der passende Modus, wenn die elektrische Reichweite für bestimmte Fahrsituationen aufgespart werden soll.
Im Modus Battery fährt der GLC F-Cell rein batterie-elektrisch, gespeist aus der Hochvoltbatterie. Das Brennstoffzellensystem ist nicht aktiv. Dieser Betriebsmodus eignet sich insbesondere für kurze Strecken.
Im Modus Charge hat das Laden der Hochvoltbatterie Priorität, beispielsweise um die Batterie vor einem Wasserstofftankvorgang für die maximale Gesamtreichweite nachzuladen. Der Modus schafft zudem Leistungsreserven für Bergfahrten oder sehr dynamisches Fahren.
