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S级混合动力车的动力传动系统采用3.5L排量V型6缸发动机和7速AT（自动变速箱），配套使用马达。马达具有行驶中辅助发动机、制动时再生能量，以及无空转后重起发动机时起动马达。该车为弱混合动力车，不能单独靠马达行驶。燃效比原型车“S350”高30％。

发动机的最大输出功率为205kW（279PS），最大扭矩为350N·m。其中包含马达的最大输出功率15kW（20PS）及最大扭矩160N·m。

锂离子充电电池组的电压为120V。电力供驱动用马达和空调使用，并经由降压转换器向铅蓄电池供应。电池组由35个电池单元、冷却用凝胶、电池控制系统、电池单元监视系统、高压连接器等构成。电池大小与原来的铅蓄电池相同，配备于发动机室内。为了防止电池在高温下老化，利用自主开发的冷却机构将电池的温度保持在15～35℃。电池单元由凝胶覆盖，但并未公布详细机制。凝胶除了能够使电池单元的热量散发到外部之外，还可缓和振动及摇晃等冲击。

与原型车相比，动力传动系统的重量增加75kg。由于采用的是锂离子电池，因此电池重量控制到了仅25kg。锂离子电池成功配备到了发动机室内，铅蓄电池移到了后备箱中。后备箱容量可确保达到524L。

追加了用于产生负压的马达，即使无空转时发动机停转，也能够以很小的踩踏力来输出制动力。另外，为了提高易用性，还增加了通过系统来检测车辆入库及左右转弯的改进，在这些场合时，无空转功能不会起动。

投放欧洲市场的款式备有普通款和加长了轴距的长轴距款。向日本市场投放的是长轴距款。梅赛德斯·奔驰日本的社长HansTempel表示，“日本用户普遍认为国产车燃效好，进口车燃效差。此次将借投放S级混合动车，改变日本用户对进口车的认识”。