2.0L增壓直噴氫內(nèi)燃機(jī)開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，圖源吉利動(dòng)力

 

根據(jù)最新的研究成果，吉利動(dòng)力的氫內(nèi)燃機(jī)，在熱效率方面實(shí)現(xiàn)了全球領(lǐng)先的46.11%，氫氣消耗量降至65g/kw·h，有效降低了氮氧化物的排放。在性能方面，其最大功率接近110kw，最大扭矩可達(dá)230N·m。通過(guò)熱效率、能耗、性能及排放的平衡發(fā)展，這臺(tái)氫內(nèi)燃機(jī)將不僅局限于熱效率的展示，更將成為高效能源轉(zhuǎn)型的理想選擇。

 

 

熱效率分布圖，圖源吉利動(dòng)力

 

除了擁有出色的最高熱效率外，這臺(tái)氫內(nèi)燃機(jī)更是擁有廣闊的高熱效率區(qū)間范圍。在中等負(fù)荷和低負(fù)荷區(qū)間，熱效率可達(dá)42%至45%之間。這使得它特別適合與電驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合使用，無(wú)論是REEV、PHEV還是HEV等形式，都能充分發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)在電混系統(tǒng)中的高效性能。

 

 

熱效率對(duì)應(yīng)氫消耗量分布圖，圖源吉利動(dòng)力

 

基于當(dāng)前成果，吉利動(dòng)力將繼續(xù)在氫內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域深入研究，持續(xù)開(kāi)發(fā)中低壓直接噴射技術(shù)，以獲得性能更優(yōu)、更均衡的氯內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品。

 

近年來(lái)，吉利在發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率領(lǐng)域?qū)掖瓮黄啤?017年的39%熱效率增程專用發(fā)動(dòng)機(jī)；到2019年的低壓廢氣再循環(huán)（LP EGR）瞬態(tài)控制技術(shù)助力熱效率突破41%；再到2021年經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)“能效之星”認(rèn)證，全球最高熱效率43.32%的DHE15混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)，吉利在發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率領(lǐng)域中持續(xù)深耕，積極響應(yīng)國(guó)家雙碳政策，致力于綠色低碳環(huán)保技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。

 

在全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)刻，吉利動(dòng)力堅(jiān)信能源多樣化是實(shí)現(xiàn)“碳中和，碳達(dá)峰”目標(biāo)的關(guān)鍵。在技術(shù)層面，吉利動(dòng)力將繼續(xù)加大研發(fā)投入力度，致力于不斷提升氫能源技術(shù)的性能和可靠性。在行業(yè)層面，吉利動(dòng)力將與全球各界合作伙伴共同推動(dòng)氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，打造完善的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，加速氫能源的普及和商業(yè)化應(yīng)用。吉利動(dòng)力將繼續(xù)以永續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，不斷推動(dòng)科技創(chuàng)新，為全球用戶創(chuàng)造更多低碳出行新體驗(yàn)。

 

氫內(nèi)燃機(jī)：高效能源轉(zhuǎn)型的理想選擇

 

氫內(nèi)燃機(jī)的歷史可以追溯到1807年，當(dāng)時(shí)瑞士人伊薩克·代·李瓦茨研發(fā)了第一款單缸氫氣內(nèi)燃機(jī)。我國(guó)氫發(fā)動(dòng)機(jī)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代初，國(guó)內(nèi)一些高校和科研單位對(duì)內(nèi)燃機(jī)燃?xì)浜腿細(xì)潆p燃料內(nèi)燃機(jī)等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

 

2007年6月18日，我國(guó)自主研制的第一臺(tái)高效低排放氫內(nèi)燃機(jī)在重慶長(zhǎng)安汽車集團(tuán)成功地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。高效低排放氫內(nèi)燃機(jī)是國(guó)家“863”計(jì)劃唯一立項(xiàng)的氫燃料重點(diǎn)項(xiàng)目，它的成功點(diǎn)火標(biāo)志著我國(guó)氫內(nèi)燃機(jī)研究技術(shù)已經(jīng)獲得了突破性的進(jìn)展，為氫內(nèi)燃機(jī)的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

 

近年來(lái)，在國(guó)家利好政策的助力下，氫能產(chǎn)業(yè)尤其是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展。與此同時(shí)，作為減碳技術(shù)路線的有效補(bǔ)充，被“冷落”多年的氫內(nèi)燃機(jī)也開(kāi)始受到行業(yè)的關(guān)注。

 

2022年 8 月，工信部明確表示要將氫氣內(nèi)燃機(jī)納入氫能發(fā)展戰(zhàn)略中予以支持，并根據(jù)氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用推廣情況，提前布局相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研。同年，一汽、廣汽、濰柴等企業(yè)均發(fā)布了自研氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)成功點(diǎn)火的消息，不僅如此，歐美、日韓車企也都持續(xù)在這方面儲(chǔ)備技術(shù)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的車型，整個(gè)氫內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)越發(fā)成熟。

 

 

國(guó)內(nèi)布局氫內(nèi)燃機(jī)相關(guān)企業(yè)，圖源全球氫能

 

氫內(nèi)燃機(jī)（hydrogen internal combustion engine），也叫氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，以傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)改變?nèi)剂瞎?yīng)系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)以及燃料等，燃燒氫氣產(chǎn)生動(dòng)力，從而驅(qū)動(dòng)車輛的行駛。可以簡(jiǎn)單的理解為燒氫氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本原理與普通的汽油或者柴油內(nèi)燃機(jī)的原理一樣，是基本的汽缸—活塞式的內(nèi)燃機(jī)，同樣是按照吸氣——壓縮——做功——排氣4個(gè)沖程來(lái)完成化學(xué)能對(duì)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，只是氫內(nèi)燃機(jī)里的燃料是氫氣。

 

2023年5月底，北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院教授孫柏剛在公開(kāi)活動(dòng)中表示，氫能在國(guó)際趨勢(shì)上看，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、逐步達(dá)到碳中和的最佳選擇，氫內(nèi)燃機(jī)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇；目前來(lái)看，我國(guó)氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)展還處在初始階段，很多領(lǐng)域仍有空白。

 

氫內(nèi)燃機(jī)采用的是傳統(tǒng)燃燒反應(yīng)，而氫燃料電池采用的則是電化學(xué)反應(yīng)，兩者有著本質(zhì)上的區(qū)別。氫內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于與市場(chǎng)上保有量較大的柴油車有著較高的零部件通用性，可以在原有的內(nèi)燃機(jī)工業(yè)體系上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，其技術(shù)難度和成本都要比氫燃料電池更有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還繼承了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可靠耐用的出色表現(xiàn)，有著良好的燃料適應(yīng)能力。

 

并且在后期維修保養(yǎng)方面，也有更加成熟的服務(wù)技術(shù)體系來(lái)保障用戶正常運(yùn)營(yíng)，同時(shí)還具備滿足更高排放法規(guī)的潛力，有利于相關(guān)政策環(huán)保要求。在新能源趨勢(shì)下，傳統(tǒng)車企、發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)型，除了在純電動(dòng)方面大做文章之外，氫內(nèi)燃機(jī)無(wú)疑成為了當(dāng)下最佳選擇。

 

孫柏剛表示，氫內(nèi)燃機(jī)和燃料電池將來(lái)會(huì)有一定的互補(bǔ)性，尤其在氫能源構(gòu)建的初期，如果用氫內(nèi)燃機(jī)做雙燃料則對(duì)初期氫能推廣基礎(chǔ)設(shè)施缺乏的狀態(tài)有最大的好處。此外，他表示，內(nèi)燃機(jī)的采購(gòu)成本低，用戶使用工業(yè)副產(chǎn)氫使用成本也低，這樣才能構(gòu)成老百姓既買得起也用得起的氫能轉(zhuǎn)化裝備。

 

2023年，更強(qiáng)勁、更高效、零排放的氫內(nèi)燃機(jī)依然走在路上。

 

3月25日，由中國(guó)工程院楊鳳田院士倡導(dǎo)的首款四座氫燃料內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)在沈陽(yáng)某機(jī)場(chǎng)完成首飛，此飛機(jī)搭載一汽集團(tuán)基于“紅旗”汽油機(jī)研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款2.0L零排放增壓直噴氫燃料內(nèi)燃機(jī)，是我國(guó)自主研制的第一架以氫內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的通航飛機(jī)。據(jù)了解，該款飛機(jī)使用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫，儲(chǔ)氫重量4.5kg，巡航速度180km/h，氫內(nèi)燃機(jī)最大熱效率大于43%，綜合熱效率大于40%，留空時(shí)間大于1小時(shí)。[相關(guān)閱讀：儲(chǔ)氫重量4.5kg！搭載一汽氫內(nèi)燃機(jī)！我國(guó)自主研制首架氫內(nèi)燃機(jī)通航飛機(jī)成功首飛]

 

4月7日，東風(fēng)馬赫動(dòng)力氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)最新成果發(fā)布會(huì)在東風(fēng)公司技術(shù)中心舉行，標(biāo)志著中國(guó)氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)自主研發(fā)取得重大技術(shù)突破。此次發(fā)布的氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性達(dá)80kW/170Nm，熱效率突破45.04%，大于40%效率區(qū)占比超過(guò)70%，是國(guó)內(nèi)發(fā)布的氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最高水平，處于行業(yè)領(lǐng)先。[相關(guān)閱讀：熱效率突破45.04%！東風(fēng)馬赫動(dòng)力氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)布最新成果]

 

6月3日，由玉柴開(kāi)發(fā)的首款低成本高效率高可靠零碳燃?xì)浒l(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)在重慶點(diǎn)火成功。這是玉柴柔性燃料發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)成功邁向商業(yè)化應(yīng)用的重要一步，也是我國(guó)燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)示范應(yīng)用領(lǐng)域的重大突破。[相關(guān)閱讀：氫電轉(zhuǎn)換效率達(dá)14.2kwh/kg！中國(guó)首款柔性零碳燃?xì)浒l(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)點(diǎn)火成功！]

 

6月初，吉利動(dòng)力自研氫內(nèi)燃機(jī)熱效率突破46%。

 

當(dāng)前，在全球能源綠色化的大背景下，不同的動(dòng)力路線擅長(zhǎng)的領(lǐng)域和場(chǎng)景不盡相同，逐漸呈現(xiàn)出百花齊放的市場(chǎng)格局。氫內(nèi)燃機(jī)作為能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)化石能源替代的可行性技術(shù)路線，已經(jīng)引起了眾多的關(guān)注。不過(guò)，目前業(yè)界還處于初步探索階段，未來(lái)前景如何還有待觀察，氫內(nèi)燃機(jī)的商業(yè)化道路任重而道遠(yuǎn)。