【獨家海外試駕】效率=性能 M-BENZ S500 Plug-in Hybrid

來自星星的插電式混合動力

記者:文、攝影/Kevin 版面構成/lulu 2015-02-09

世事多變,國際油價近半年來從每桶120美元重跌到低於50美元,原因是美國頁岩油開採成功,將可能成為輸出大國,而傳統的中東產油國不甘示弱,企圖以打壓油價的方式迫使頁岩油開採業者破產,甚至趁機併購。這場突如其來的石油戰爭讓許多傳統產業鬆了一口氣,也鼓動了汽車的銷售。不過在這之前,油價的節節高昇促使新能源產業的快速發展,諸如油電混合車、純電動車甚至燃料電池動力的開發等,都已經達到量產的規模。 問題來了,我們仍需要花昂貴的成本來節省油耗嗎?油電混合車還有未來嗎?這場石油戰爭會持續多久?未來的油價會不會再次飆漲上去?也許很難猜測到答案。但我們肯定的是,科技是不會倒退的,不管油價多少錢,能源效率的精進是唯一的發展方向。 一般為了強調能源效率,在小型車上配置Hybrid油電混合系統是最有效果的,例如TOYOTA Prius系列,平均油耗每公升能跑25公里,非常迷人。但在大型豪華房車上使用插電式油電混合系統,竟能使油耗達到每公升35.7公里的驚人數字,您相信嗎?這就是本次筆者遠赴丹麥幫大家試駕的M-BENZ S500 Plug-in Hybrid。

賓士首部插電式混合動力

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插電式混合動力與一般油電混合不一樣的地方,在於擁有比較大的儲存電力的電池組,可以提供純電力的行駛,而引擎除了可並聯式地與電動馬達同時提供混合動力外,也可以在行駛時充當發電機,為電池模組充電,由此衍生了許多不同的行駛模式,符合不同的路線所需。


▲S500 Plug-in Hybrid已不再使用S500的V8引擎,而改用3.0升V6雙渦輪增壓引擎,在引擎室內看不到油電混合系統,因為馬達整合在變速箱內,控制系統都藏起來了。
S500 Plug-in Hybrid搭載的引擎組和以往S500不同,不再使用龐大的V8引擎,而採V6雙渦輪增壓引擎,排氣量2996cc,最大馬力有333hp/5200-6000rpm,最大扭力達到480Nm/1600-4000rpm。整合在7G-Tronic Plus七速自排變速箱內的電動馬達輸出有85kW(115hp),扭力為340Nm。整體系統的總輸出達到325kW或442hp的強大馬力,以及650Nm的優異扭力,足以在5.2秒內將這台2.2公噸重的豪華房車從靜止加速到100km/h,性能非常優異,極速輕鬆達到250km/h的電子控制速限,在純電力行駛時,也可達到140km/h。

▲S500插電式混合動力取自2014年新規定的F-1方程式賽車技術,小排氣量渦輪增壓與電能回收系統,達成不可思議的強大動能與超低油耗與廢氣排放表現。
油耗表現更是驚人,在NEDC的測試標準下,行駛百公里的油耗僅需2.8公升,也就是每公升可行駛35.7公里,如果你家裡與公司的停車位都有充電設備,搞不好汽油引擎很少有機會發動,我大學同學在美國加州開CHEVROLET VOLT,家裡公司都有充電設備,幾乎忘了引擎與加油站的存在。

▲系統剖析圖,變速箱內藏有電動馬達與多一組離合器,大容量磷酸鋰鐵電池放在後行李廂,變壓器與充電口在右後燈組。模組化系統可快速應用於大多數車系,不必變動車體。
因為電池不大,在歐洲工業用400伏特電壓供應下,從20%充飽到100%只需要2小時,以家庭可用的230V/8安培充電也僅需4.1小時。另外,如果您覺得每次到車庫都要從牆壁拉線來充電是有違大老闆的優雅行徑,也有無線充電的設備可選,這套系統首破門戶之見,與BMW攜手合作開發,充電效能與牆壁上的充電座一樣好,未來雙B車的充電系統將可無縫共用,非常方便!


四種動力模式 主控節能效率

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▲動力輸出有HYBRID、E-MODE、E-SAVE以及CHARGE四種模式,E-MODE可強制以純電力行駛,CHARGE模式則強迫用引擎動力行駛並且充電。

所謂「戲法人人會變,各有巧妙不同」,賓士首發插電混合動力必有獨特之處,首先,動力模式就有四種,分別是「HYBRID」、「E-MODE」、「E-SAVE」以及「CHARGE」。

在「HYBRID」模式下就與一般油電混合車相同,會以引擎與馬達的動力並聯混合使用,需要高輸出時例如爬坡或者高速行駛,會啟動引擎直接驅動輪胎,在適當的電力資源內用電動馬達提供額外動力,在節能與動力間達成平衡點,這也是最高動力輸出的模式,0-100km/h加速只需5.2秒,完全不輸V8大排氣量引擎。

「E-MODE」模式則建議於都會中行駛,達到零污染排放的目的,此時從滿電到剩下20%左右可行駛33公里,夏天開冷氣的話會減少一些里程,但以進入都會區的交通狀況,全電模式不但安靜,33公里應該足夠到達目的地了。

「E-SAVE」模式很有趣,可控制目前的電量不再繼續消耗,例如目前電量剩下50%,你知道進入市區或者回家社區內,用純電力足夠了,可以選擇此模式,讓電能保持在50%,反正回家就可充電,進入市區或回家時切換到E-MODE足以純電力抵達,用此模式可以確保電量的底線,隨著用車經驗的累積,達到省油環保低碳排放的效果。

「CHARGE」模式很明確,就是強制啟動引擎擔當驅動力輸出的責任,並且要負責幫電池充電。這個模式適合高速公路上行駛時,如果想儲存多一些電能,以便進入市區時可以純電力行駛,節能減碳高環保,一旦電能充飽,會自動轉換到HYBRID模式,保持最佳化的能源效率。


▲在變速箱模式設定為E+,動力模式設定為HYBRID且使用衛星導航的情況下,會透過COMMAND online資料庫分析整段路程,長途行駛充飽電,進入市區使用純電力。若無導航,則以HYBRID模式行駛。

▲中央扶手前的幾個核心控制按鈕,E/S/E+是變速箱模式,E+模式可以最佳化控制電能使用。SPORT/COMF是氣壓懸吊舒適調整,最下方則可循環切換動力系統的HYBRID/E-MODE/E-SAVE/CHARGE四個模式。
這四個模式可以透過中央排檔桿左方的按鈕手動切換,但最酷的是其實你根本不用管它,只要在S/E/E+三種變速箱換檔模式選擇「E+」,若有設定GPS衛星導航,從你出門開始,系統會主動分析行駛路況,例如從家中出發,在長途行駛時,會盡量以CHARGE模式將電池充飽一些,進入市區快抵達目的地時,切換到E-MODE盡量以純電力行駛。

▲在衛星導航輔助下,上坡段時會盡量使用電力輔助,減少引擎的輸出,下坡段則能最佳化幫電池充電。路段分析會從1公里到7公里之間做適當的模式判斷與切換。
若沒有使用衛星導航時,則會以HYBRID模式,最大效能使用引擎與電能的輸出。例如上坡時會預設充分使用電能輔助,將電能用完為止,並減少汽油引擎的輸出,下坡時則會盡量充電。

▲配合主動雷達系統,前方有車輛減速時,油門踏板會以「回踢兩次回饋」來提醒駕駛人釋放油門,進行充電並且主動保持前車安全距離。
在E+模式下,主動長程雷達系統甚至會幫你偵測前方車輛距離的縮短,以「油門踏板回踢兩下」的方式提醒你不要再踩油門,讓車子自己滑行並且自動用馬達回收動能同時減速,配合主動跟車系統保持安全距離,以達到少踩油門與煞車,充分回收電能的效果。這種油門回踢的提醒方法很直覺,當你右腳踩著油門,感覺到規律的兩次回推力量提示,表示可以收油門,讓車子自己滑行回收動能並減速,以免太靠近前車又得去踩煞車踏板,浪費動能。如此精密計算能源的利用,承自F-1賽車的DRS動能回收系統觀念,能精確地少踩一秒油門,就能少耗幾滴油,少損耗煞車,多增電能回充。


電能魔法的秘密

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▲歐盟建置了很多公共規格充電系統,也已經有不少民間公司開始經營,刷卡付費即可。人家真的很認真啊!別氣餒,台灣公共充電站刷悠遊卡還免費,不輸人!

S500 Plug-in Hybrid是S-Class的第三台油電車,之前就推出過S400 Hybird汽油與電力的混合系統,以及S300 BlueTEC Hybrid柴油與電力的混合系統,綜合成功的經驗後,推出插電版的汽油與電力混合動力車款,精確地評量實用機能與系統的可行性,總和引擎與電力系統的精確控管,運用成熟技術達成高能源效率。也使二氧化碳排放達到每公里行駛僅65克。


▲公共充電站可提供400V,16A的充電效能,僅需兩小時便可從20%充電到滿。充電插口在右後尾燈下方,按一下就可開啟蓋子。
高電壓的電池系統蓄電量為8.7kWh(千瓦小時),佔用到後行李廂的些許空間,這是我相當納悶的問題。為何不用如美國電動車特斯拉(Tesla)採用的鋰三元聚合物電池(類似手機與筆電使用的高密度能量電池),而使用蓄電效益差約兩三成的磷酸鋰鐵電池,這種電池大都應用在UPS不斷電系統,電動巴士或高爾夫球車等等用途,為何S500 Plug-in Hybrid會使用看來效能普普的鋰鐵電池呢?

▲充電過程中會自動上鎖,無法抽出充電線,圖中顯示解鎖是因為用遙控器開了車門。充電系統和車門鎖是連動的。
與原廠工程師討論得到的回答是:鋰鐵電池雖然能量密度較低,但不易過熱,充放電次數更多,穩定性與安全性更好,容量的問題可以用少許空間來彌補,但耐久性與安全性是更重要的。如果要做全電動車,鋰鐵電池可能體積稍大,但Plug-in Hybrid的話,是非常正確的選擇。雖然很多競爭對手都採用高密度鋰聚合物電池,但風險性與耐用度仍是最大考量。

▲丹麥哥本哈根著名的美人魚地標,其實很小一仙啊!在哥本哈根發表S500 Plug-in Hybrid,當然和碳排放協定很有關係。
聽到這樣的回應,我仍覺得Tesla與BMW i3甚至NISSAN Leaf,都能用高密度鋰電池而且效能非常好,為何堂堂賓士只肯用最安全的鋰鐵電池呢?我想,這就是賓士的務實觀念吧!不為也,非不能也。鋰鐵電池的成本較低,使用壽命久,用在Plug-in Hybrid系統上只會占據多一點點空間,相對來說非常值得,2017年將有10款賓士車系會裝上Plug-in Hybrid系統。想想有道理,手機電池兩三年就衰退了,既然不是純電動車,用鋰鐵電池相對地穩當許多,保養費與風險也大幅降低了。

▲充電時,只要感應刷卡即可。其實台灣的許多捷運、公共停車場只要有提供充電站的,刷悠遊卡就可使用,推廣期間還免費喔!
鋰鐵電池放置於後行李廂靠近後軸上方,這個水冷式電池組由鍛造鋁合金包覆,儲電量8.7kWh,使用120顆22Ah的VDA單體電池串聯而成,額定電壓396V,可在270V至430V之間轉換使用。重量114kg,佔用了96公升的體積,使得行李廂剩下395公升的空間。裝在右後方車尾燈下方的充電口,可承受最高16安培的電流,車上3.6kW的充電器,連接固定式專用充電站的400V電壓與16A電流,或者家用插頭的230V,13A。充電時插頭會自動上鎖,需用鑰匙開啟車門才可拔出。


下個階段:不用插電也能充

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▲我們也在觀光區域看到其他系統的充電站,也有不少出租的純電力車輛提供使用。

除了使用安裝於牆上的充電盒以及可透過刷卡使用的公共充電站之外,賓士正與BMW以及大陸車廠合作發展無線充電的模組,原理是在地上擺設一個感應線圈原理的方形充電座,內建Wi-Fi無線網路,車頭引擎下方則安裝充電接收器。操作方法很科幻,為了確保充電座與接受器的位置,進入時必須先連線充電座的Wi-Fi,此時車內會有導引畫面,車主先將車子行駛到正確的範圍內,再切換到更精密的鳥瞰畫面,移動車輛將接收器與無線充電座對齊,畫面顯示綠色OK了,關閉引擎就可以開始充電。這套系統已經開發完成,且有90%的充電效能,大約等於1800支電動牙刷(真幽默!),與插電式的電纜充電差異不大,更為方便。

至於為何破天荒地和主要競爭對手BMW合作開發此套系統?原廠人員表示,其實他們找了所有的歐系車廠洽談合作,包括VAG、NISSAN等集團,但目前只有BMW和中國的車廠願意一同採用這套無線充電設備,BMW i3與i8也將加入使用行列。

▲系統展示:左方引擎與變速箱和一般後輪驅動賓士系統佔有同樣體積,下方的高容量電池組則安裝於後行李廂。上方三個控制系統藏於車身內。背景牆壁上的充電盒子可以裝在車庫,或者用下方家用插座充電。

實際體驗 很難純電行駛33公里

我們實際從發表會場地用純電能行駛到哥本哈根市區的旅館,全程強制用E-MODE行駛,不發動引擎充電,出發時電量表顯示為95%,一路依照衛星導航指示行進,路程包括長距離的高速公路約10公里,市區道路約5公里,有開空調,兩名乘員,聽音響,結果到達目的地時僅剩下15%電量。也就是說,大約15公里的路程就消耗了80%電能,與官方宣稱的「純電能可行駛33公里」有不小的差距。話說回來,這麼龐大豪華的S500 Plug-in Hybrid可以僅靠85kW/340Nm的電動馬達行駛這麼長的距離,在高速公路上甚至加速超過130km/h,已經相當厲害了。假想在台灣的市區內行駛,15公里是很長的距離了,假設從宜蘭行駛到台北101,高速公路過程把電力充飽,進入市區後真的可以輕鬆用純電力行駛抵達終點,最熱的夏天開冷氣聽音樂也夠。這也正是插電式混合動力車的重點:郊區或高速公路用引擎動力,進入都會區則變成零污染排放的電動車。

▲從丹麥哥本哈根開車經過跨海大橋,抵達瑞典的旋轉大樓聽取簡報,這體驗怎不讓人著迷?
在純電力行駛下,這部車並不會讓人覺得很遲鈍,原因是電動馬達提供了340Nm(除以9.8等於34.7kg-m)的扭力,非常適合都會區走走停停的路況,輕踩油門就能有些許到貼背加速感。我也測試過在純電力行駛模式下,刻意踩全油門時,引擎仍然會啟動給予必要動力,遇到需要超車的情況,還是可以立即提供狂暴的3.0V6雙渦輪動力,收了油門之後引擎就自動熄火,恢復純電力行駛。

把變速箱調整到S模式並選擇HYBRID動力模式時,這部車仍舊有狂暴的動力性能,在眾多安全輔助系統以及主動氣壓懸吊的加持下,駕馭起來快且過癮!


模組化設計 可套用現有後輪驅動車系

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▲模組化的HYBRID系統將廣泛用於以S、E、C系列底盤的車系上,汽油柴油,插電與否,左駕右駕,都可無痛轉移。不需要單獨開發HYBRID車系,真是聰明!

從Hybrid車系開始使用的7G-TRONIC PLUS七速自排變速箱是整個系統的核心,與所有汽油或柴油車款相比,這個變速箱內建了電動馬達與額外的一組離合器,讓引擎系統可以並聯輸出動力,也可切斷與引擎的連結,使用純電力行駛,而體積卻和一般七速變速箱一樣,這使得使用7G-TRONIC變速箱的車系都可以不修改車體架構,直接裝置上Hybrid系統。而Plug-in Hybrid系統需要比較大的高容量電池與控制系統,則可在佔據有限空間的情況下完成系統安裝。如此,以C-Class、E-Class、S-Class底盤為基礎的所有車系就很容易發展出混合動力以及插電式混合動力車款。在活動中我們也已經看到C350 Plug-in Hybrid的測試車,2017年將有10款插電式車款發表。


▲純電力系統甚至燃料電池,都已經是成功開發的產品,甚至有SLS AMG的純電力超跑,賓士對未來能源佈局之深,也是業界翹楚。

▲從2014年第一台S500 Plug-in Hybrid開始,2017年將有10部安裝此系統的車款。請看模型猜一猜吧!
電能回收煞車系統也是一絕,傳承自F-1賽車經驗,當你踩下煞車的瞬間,電動馬達就開始轉變為發電機,開始回收電能,有部分的煞車是靠發電機產生的阻力提供,駕駛者完全感覺不出煞車碟盤與回收電能的作動的差別。此外,當車輛處於滑行狀態,不踩煞車也不踩油門時,引擎會自動熄火並切斷與變速箱的連接,此時的阻力完全來自馬達轉換成發電機用來電能回充,除非再踩下煞車,系統不會回收更多的電能,也就是說傳統滑行時會被引擎牽制的阻力,現在完全轉換成發電回收使用。

▲談到豪華,後座老闆擁有10吋螢幕以及神奇遙控器,可控制全車所有的多媒體顯示。

豪華又節能 有何不可?

S500 Plug-in Hybrid的豪華程度當然不用多說,特別針對後座買家設置了前頭枕後方的兩個10寸顯示幕,老闆座位可以傾斜成接近睡姿,後座中央扶手甚至內藏了鋁合金製收疊桌面,因此後座只有雙座。這些豪華商務艙等級的配備大家應該不陌生,以前就報導過了。

▲打破門戶之見,賓士主動邀請其他車廠共同開發無線充電技術,BMW也加入了,往後雙B車庫自由往來充電。(其他人玩沙嗎?)
主被動安全系統也不用多說,PRE-SAFE全方面的安全防護已經是最高水準,透過雷達輔助主動防止碰撞、主動跟車、注意力集中警示、側風修正與車道偏移輔助、交通號誌輔助等等,在高速公路上開啟定速巡航,基本上已經是半自動駕駛等級了!

▲S500 Plug-in Hybrid已經是旗艦車款,該有的安全與豪華配備全上了,大老闆們買一台來自己開開如何?
此外,全車恆溫空調系統、LED頭尾燈組、COMMAND online網路系統、七種室內情境燈光、氣壓式主動懸吊、前後座電動調整高級真皮座椅與溫度控制、Burmmester高傳真3D環艙音響,後座獨立控制多媒體娛樂系統等等,細數起來配備清單要列好幾頁。

▲超級商務艙等級的配備,後座買家也不用猶豫了。

▲透過手機APP,設定出發時間,車內的空調、方向盤、座椅的溫度,開車時就免受嚴寒酷熱之苦,這也是賓士的新創舉。
經濟部去年底取消了完稅價格100萬台幣以上的油電混合車貨物稅減半優惠,使得真正能獲得優惠的車款寥寥可數,油電混合系統的成本原本就比較高,取消15%優惠之後,進口的油電混車市場必定大受影響。買得起豪華車的消費者並非不想省油環保,過去六年政府鼓勵之下,豪華油電混合車賣得非常不錯,也成為第一批體驗與享受未來新科技的車主,如今價格必須上揚,又適逢油價大跌,對這股節能減碳的風潮造成很大的衝擊,非常可惜。

▲你能想像一部豪華車能有V8狂暴動力、4缸引擎的超級省油,以及0污染排放的電力行駛嗎?未來就是現在!不可思議的S500 Plug-in Hybrid。
S500 Plug-in Hybrid實現了頂級豪華旗艦在性能與節能完全融合的極致目標,擁有V8大排氣量的性能,卻僅有4缸小車的油耗,並能在都會中達成0污染排放的全電力行駛,如此全方位的完美成果,是以前做夢都想不到的!相信在充電站越來越普及的情況下,插電式油電混合車仍會越發勾起消費者的興趣,持續增加銷售量。