artikel

Oog voor techniek: Oud en nieuw onder de ‘motorkap’ van de GLC F-Cell

Techniek Premium 896

Echt opschieten doet het niet met waterstof en brandstofcelauto’s. Goed, we kennen modellen van Toyota en Hyundai, maar daar rijdt hier hooguit een handjevol van rond. De nieuwe Mercedes GLC F-Cell komt voorlopig zelfs niet eens naar Nederland. Maar je moet op de toekomst voorbereid zijn, dus werpen we een blik onder de motorkap van zo’n brandstofcel-SUV. Wat je daar aantreft? Een mix van nieuwe en bekende componenten…

Luchtbevochtiger

Onderaan het ‘motorblok’ zit de luchtbevochtiger. Na de turbocompressor en de intercooler stroomt de inlaatlucht door deze bevochtiger, om met de juiste vochtigheidsgraad naar de brandstofcelstack te gaan.

Waar het vocht in de bevochtiger vandaan komt? Die onttrekt het aan het uitlaatgas voor dat naar de turbine van de turbo stroomt. Door de blauwe leiding onderaan stroomt waterstof naar de injector. Net niet zichtbaar is het ventiel dat de 700 bar uit de tank reduceert tot 10 bar.

De elektrische aircocompressor zie je wel, net als en deels verscholen achter een motorsteun de elektrische koelvloeistofpomp. De? Nee eigenlijk ‘een van de’, want er zijn er twee. Waarom niet één grote? Deze komen zo uit het schap, geleend van een van de Mercedes-verbrandingsmotoren.

Toe- en afvoer naar de stack

Aan de achterzijde van de stack zitten de zogenoemde mediaplaten. Je herkent ze aan hun ribben. Ze verdelen de waterstof en de vochtige lucht eerlijk over de cellen. Aan de bovenzijde zit de 2 bar-waterstofinjector met daaronder de toevoerplaat. Verder naar onder zit de afvoerplaat. Rechts van de platen zie je het recirculatiecircuit. Via dat circuit wordt te veel aangevoerd waterstofgas opnieuw gebruikt. Het ‘oliefilterachtige’ ding rechtsonder is de water-knock-off dat het gerecyclede waterstofgas ontdoet van water. Daarboven is de watergekoelde intercooler zichtbaar. Let ook op het zwarte frame. Dat neemt de crashfunctie van de versnellingsbak over. Tja, de GLC is tenslotte ontworpen voor een verbrandingsmotor.

Voorlopig komt de F-Cell SUV alleen beschikbaar in Duitsland en Japan. “Omdat daar de waterstofinfrastructuur al wat verder ontwikkeld is”, zegt Mercedes. Klopt dat? Of zouden de ontwikkelaars eerst nog wat door willen knutselen aan kostenreductie en standaardisatie?

Brandstofcelhuis als motorblok

De brandstofcellen zijn opgeborgen in een gegoten aluminium behuizing. Die behuizing wordt gebruikt als dragend deel. Vergelijk het met een motorblok, tal van andere componenten zijn er aan bevestigd. Als we even over die behuizing heen kijken, zien we het luchtfilterhuis met daarop de ECU. De doos hier rechtsvoor is de DC/DC-converter die de gelijkstroom uit de brandstofcel omzet naar het voltage van de hoogvoltagebatterij achterin de auto. De ‘turbo’ die je ziet is inderdaad een turbo (zie: Turbo power!) en de doos daarachter is de DC/AC-omzetter die wisselspanning voor de elektrische turbo levert.

Het subframe onder de brandstofcelstack is hetzelfde als in iedere andere Mercedes GLC, en ook de motorsteunen zitten op dezelfde plaats. Met 2.050 kg weegt de GLC F-Cell 100 kg meer dan een dieselhybride GLC en 350 kg minder dan de batterij-elektrische EQC.

Dunnere cellen

Bij voorganger B-Klasse F-Cell uit 2010 lag de brandstofcelstack nog in de sandwichbodem. De ruimte onder de motorkap in die auto was gevuld met alle randapparatuur. Nu past het geheel onder de motorkap van serie-SUV GLC. De 75 kW brandstofcelstack telt 412 PEM-cellen waarvan de platen en het membraan dunner, lichter en goedkoper zijn dan die in de B-Klasse. Mercedes spreekt zelfs over een verdubbelde vermogensdichtheid. Een prestatie, want ondertussen is ook de hoeveelheid platina met 90 procent gereduceerd.

Oh, en ter geruststelling: het vermogen van zo’n GLC F-Cell is niet beperkt tot die 75 kW. De elektromotor op de achteras levert maximaal 147 kW. Mede mogelijk gemaakt door de 13,5 kW hoogvoltage batterij.

Turbo power!

In tegenstelling tot een verbrandingsmotor zuigt een brandstofcelstack zelf geen lucht aan. Er is dus een compressor nodig om die lucht onder druk naar binnen te persen. En dat gaat om grote hoeveelheden: 260 kg/uur bij maximaal vermogen (Ter vergelijking: voor de verbranding van een kilo benzine (1,4 liter) zuigt een benzinemotor 14,7 kg lucht naar binnen…). De GLC F-Cell gebruikt daar een elektrische turbocompressor voor. Het compressorwiel wordt aangedreven door een 12,5 kW elektromotor én door de uitlaatgasstroom. Die voegt daar via het turbinewiel nog maximaal 2,5 kW aan toe.

Let op de luchtlagers op de turbo-as. Brandstofcellen zijn zeer gevoelig voor vervuiling en kunnen absoluut niet tegen olie.

Oog voor … diagnose

Wat doe je als je vastloopt op een lastige storing? Een collega bellen? Google raadplegen? Je kan je vraag ook op AMT Garageforum kwijt. Dit forum is uitsluitend voor professionele autotechnici dankzij een handmatige controle van elke nieuwe aanmelding. Deel jouw probleem met meer dan 25.000 andere professionals want waarschijnlijk weet een ander de oplossing voor jouw probleem. Registratie en het gebruik van AMT Garageforum is geheel gratis.
Reageer op dit artikel