Primeiro carro híbrido a ser comercializado no Brasil, em 2010, o Mercedes-Benz Classe S agora estreia em sua nova geração três versões híbridas: a S 300 BlueTEC HYBRID, a S 400 HYBRID e a S500 Plug-In Hybrid, este último combinando o motor a combustão com baterias que, além de serem recarregadas durante o trajeto (como no S400 anterior), também pode ser recarregado em tomadas de energia.
O S 500 Plug-In Hybrid, a ser apresentado no Salão de Frankfurt (Alemanha), traz motor a gasolina de 333 cavalos e motor elétrico de 80 kW (equivalente a 109 cavalos). É possível alternar entre quatro modos de operação: Hybrid, E-Mode (uso somente do motor elétrico), E-Save (a bateria totalmente carregada é utilizada posteriormente sozinha) e Charge (a bateria é recarregada durante o trajeto). É possível andar somente com o motor elétrico por 30 quilômetros. O Classe S faz de 0 a 100 km/h em 5,5 segundos e atinge 250 km/h com os dois motores em ação, e o consumo de combustível pode chegar a 33 km/l.
O novo S 400 traz motor a gasolina de 306 hp combinado ao motor elétrico de 20 kW, reduzindo em 20% a emissão de CO2 em relação ao anterior, chegando a 147 gramas por quilômetro rodado, e com consumo médio (cidade/estrada) de 15,87 km/l. Já o S 300 BlueTEC HYBRID, com motor 2.2 diesel de 204 hp e bateria de 20 kW, pode fazer consumo médio de 22,73 km/l, emitindo 115 gramas de dióxido de carbono por quilômetro rodado.
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