內燃機與電動機須并行發展

文/吳毓

上汽通用有望在今年Q3亮相一臺1.5T高效版發動機，搭配PHEV插電混動、HEV油電混動系統，陸續裝備雪佛蘭與別克車型。

此前問世的1.5T高功版，已經裝備凱迪拉克GT4和凱迪拉克XT4，升功率103千瓦、升扭矩180牛·米；雖然排量不高，但驅動自重超過2.1噸的SUV，“零百提速”可以輕松做到8.9秒……真正是“小身材大能量”。

即將揭開面紗的1.5T “高效版”，針對效率這件事下足了功夫。這款發動機上，稀薄燃燒、金剛石涂層、精益尺寸、熱效率管理只是小意思，應對高溫高寒高原高濕的多重挑戰也是小目標，專職服務混動產品、銜接未來燃料變化，才是這款發動機問世的初心。

過去30年中，阿特金森循環一直是HEV/PHEV的寵兒--雖然升功率稍低，但日常使用場景的動力需求并不持續，可以通過電動機實現能量互補。豐田普銳斯/凱美瑞、雷克薩斯CT 200h/GS 450h、本田雅閣/Clarity、現代索納塔/Ioniq、起亞K7混動/K5混動、梅賽德斯-奔馳ML450/S400 Blue Hybrid、福特C-MAX/翼虎、克萊斯勒Pacifica，以及雪佛蘭Volt，都以使用阿特金森循環實現高效動力為榮。

而即將問世的1.5T高效版，另辟蹊徑采用米勒循環。米勒循環與阿特金森循環，前者多增壓，而后者多自吸，均以“膨脹比大于壓縮比”聞名。米勒循環還有一個顯而易見的優勢：在中低負荷區，可以調節進氣門關閉時間，實現做功行程大于壓縮行程，提高燃燒效率；而在高負荷區，則可以切換到奧拓循環，以較高的升功率，實現高性能表現。

一個少為人知的彩蛋是，在泛亞汽車技術中心發動機低碳工作室，這款1.5T高效版在2021年就已經實現42.7%的熱效率，目前臺架單缸燃燒的指示效率可以飚到47.3%。

超過40%的熱效率只是看得到的數據，而細節的優化、匠心的傾注為它帶來更多看不到的精彩。

測試臺架配備8000張/秒的高速攝影機，噴霧/燃燒過程可以逐幀呈現，助力優化稀薄燃燒；市售的鈣基鈉基鋁基鋰基鉬基等不同配方潤滑油有幾款就買幾款，在中日德美的基地分別測試，以保證DOC涂層的穩定性；自2019年起將切成小條的工程塑料浸入機油內加熱至120度，定期測試機械性能，直至浸泡加熱滿8年，只為確定在傳動結構中使用工程塑料的可靠性……

泛亞汽車技術中心負責發動機摩擦的高級技術經理邱勁草表示，今天我們研究儲備的前瞻技術，是為確保整機團隊在想要“打牌”的時候，能拿出適當的解決方案。此前針對內燃機的研究，多是為應對汽油長鏈烷烴的挑戰。而在中國實施“雙碳”戰略的過程中，產業結構與能源結構的調整會加速燃料創新的進程，內燃機也將迎來全新使用場景。

從邱勁草的回答中，可以得到兩點啟示。首先，泛亞汽車技術中心仍然將“內燃機應用”定位為前瞻技術，且仍在投入海量資源與人力去進行基礎研究。其次，作為技術需求方的上汽通用汽車也有相近的預判：內燃機有機會成為市場角力的勝負手。

但，這樣的判斷合理嗎？或者說，在電動化大潮已成定局的時刻，值得繼續研發內燃機嗎？

首先需要明確的是，雖然新能源車的市場占有率在今年上半年達成28.6%的新高，但受制于消費慣性、出行需求、充電樁普及等，燃油車仍是消費的主流。

據公安部數據，截至2023年6月底，全國汽車保有量3.28億輛，新能源汽車保有量1620萬輛，占比不足5%；純電動汽車保有量1259.4萬輛，占比約3.8%。

截至2022年底，全國33個城市的新能源車保有量超過10萬輛，其中上海、深圳、北京、杭州、廣州超50萬輛，成都、天津、鄭州、重慶、蘇州、武漢、西安、長沙超20萬輛。

這些樸素的數據直觀地反映了中國買車/用車的真實狀態。市場上風頭無兩的電動車，集中于一線二線城市；至于“不理解為何還有人買油車”，半是吝于認知、半是信息受限。

其次，推動碳達峰與碳中和，都需要經濟的支撐、科技的牽引，不可盲目而為。

三年前提出“雙碳”目標，并非要一刀切式的脫碳，而是以引導綠色技術創新、提高產業和經濟的全球競爭力為基石，以推進產業結構和能源結構調整、大力發展可再生能源為抓手……倡導綠色、環保、低碳的生活方式的同時，強調經濟發展與綠色轉型同步進行。

“雙碳”的實施路徑是循序漸進，是以“清潔低碳安全高效的能源體系”為前提。這表明，現有的技術路徑不會在短期內被全面替代，至2030年甚至更長的時間范圍內，內燃機仍有廣闊生存空間。

去年8月，科技部、國家發展改革委、工業和信息化部等部門提出了“雙碳”實施的十大行動，不僅闡明在“雙碳”的道路上，科學技術仍是第一生產力，仍然需要基礎性、原創性、顛覆性研究保駕護航；更明確要“爭取時間實現新能源的逐漸替代，推動能源低碳轉型平穩過渡”。

顯然，“雙碳”的實施路徑是循序漸進，是以“產業結構調整取得重大進展”為基礎，以“清潔低碳安全高效的能源體系”為前提。其隱晦地表明，現有的技術路徑不會在短期內被全面替代。至2030年甚至更長的時間范圍內，內燃機仍有廣闊生存空間。

中國首位SAE Fellow（會士）委員會投票委員（SAE Fellows Committee）、SAE新能源汽車技術委員會主席、同濟大學汽車學院韓志玉教授認為，燃油車與內燃機并非相同的概念，前者消亡的趨勢已經注定，而后者還可以為PHEV/HEV車型服務。

韓志玉教授判斷，至2030年，純燃油車的市場份額或將只余20%，而HEV/PHEV車型仍然可以與純電動車型比肩而立。在可以預見的未來，我們會聽到“內燃機的獨唱，變為內燃機與電動機的合唱”。

從這一觀點出發，泛亞汽車技術中心投入海量資源研發內燃機，短期可以內燃機匹配HEV/PHEV系統，滿足中國市場多元需求與“雙碳”實踐；長期則關注能源形式的替代與升級，以充沛的技術儲備，為“雙碳”目標達成做出積極貢獻……這不僅是前瞻未來，更展示勇氣與擔當。