内燃机与电动机须并行发展

文/吴毓

上汽通用有望在今年Q3亮相一台1.5T高效版发动机，搭配PHEV插电混动、HEV油电混动系统，陆续装备雪佛兰与别克车型。

此前问世的1.5T高功版，已经装备凯迪拉克GT4和凯迪拉克XT4，升功率103千瓦、升扭矩180牛·米；虽然排量不高，但驱动自重超过2.1吨的SUV，“零百提速”可以轻松做到8.9秒……真正是“小身材大能量”。

即将揭开面纱的1.5T “高效版”，针对效率这件事下足了功夫。这款发动机上，稀薄燃烧、金刚石涂层、精益尺寸、热效率管理只是小意思，应对高温高寒高原高湿的多重挑战也是小目标，专职服务混动产品、衔接未来燃料变化，才是这款发动机问世的初心。

过去30年中，阿特金森循环一直是HEV/PHEV的宠儿--虽然升功率稍低，但日常使用场景的动力需求并不持续，可以通过电动机实现能量互补。丰田普锐斯/凯美瑞、雷克萨斯CT 200h/GS 450h、本田雅阁/Clarity、现代索纳塔/Ioniq、起亚K7混动/K5混动、梅赛德斯-奔驰ML450/S400 Blue Hybrid、福特C-MAX/翼虎、克莱斯勒Pacifica，以及雪佛兰Volt，都以使用阿特金森循环实现高效动力为荣。

而即将问世的1.5T高效版，另辟蹊径采用米勒循环。米勒循环与阿特金森循环，前者多增压，而后者多自吸，均以“膨胀比大于压缩比”闻名。米勒循环还有一个显而易见的优势：在中低负荷区，可以调节进气门关闭时间，实现做功行程大于压缩行程，提高燃烧效率；而在高负荷区，则可以切换到奥拓循环，以较高的升功率，实现高性能表现。

一个少为人知的彩蛋是，在泛亚汽车技术中心发动机低碳工作室，这款1.5T高效版在2021年就已经实现42.7%的热效率，目前台架单缸燃烧的指示效率可以飚到47.3%。

超过40%的热效率只是看得到的数据，而细节的优化、匠心的倾注为它带来更多看不到的精彩。

测试台架配备8000张/秒的高速摄影机，喷雾/燃烧过程可以逐帧呈现，助力优化稀薄燃烧；市售的钙基钠基铝基锂基钼基等不同配方润滑油有几款就买几款，在中日德美的基地分别测试，以保证DOC涂层的稳定性；自2019年起将切成小条的工程塑料浸入机油内加热至120度，定期测试机械性能，直至浸泡加热满8年，只为确定在传动结构中使用工程塑料的可靠性……

泛亚汽车技术中心负责发动机摩擦的高级技术经理邱劲草表示，今天我们研究储备的前瞻技术，是为确保整机团队在想要“打牌”的时候，能拿出适当的解决方案。此前针对内燃机的研究，多是为应对汽油长链烷烃的挑战。而在中国实施“双碳”战略的过程中，产业结构与能源结构的调整会加速燃料创新的进程，内燃机也将迎来全新使用场景。

从邱劲草的回答中，可以得到两点启示。首先，泛亚汽车技术中心仍然将“内燃机应用”定位为前瞻技术，且仍在投入海量资源与人力去进行基础研究。其次，作为技术需求方的上汽通用汽车也有相近的预判：内燃机有机会成为市场角力的胜负手。

但，这样的判断合理吗？或者说，在电动化大潮已成定局的时刻，值得继续研发内燃机吗？

首先需要明确的是，虽然新能源车的市场占有率在今年上半年达成28.6%的新高，但受制于消费惯性、出行需求、充电桩普及等，燃油车仍是消费的主流。

据公安部数据，截至2023年6月底，全国汽车保有量3.28亿辆，新能源汽车保有量1620万辆，占比不足5%；纯电动汽车保有量1259.4万辆，占比约3.8%。

截至2022年底，全国33个城市的新能源车保有量超过10万辆，其中上海、深圳、北京、杭州、广州超50万辆，成都、天津、郑州、重庆、苏州、武汉、西安、长沙超20万辆。

这些朴素的数据直观地反映了中国买车/用车的真实状态。市场上风头无两的电动车，集中于一线二线城市；至于“不理解为何还有人买油车”，半是吝于认知、半是信息受限。

其次，推动碳达峰与碳中和，都需要经济的支撑、科技的牵引，不可盲目而为。

三年前提出“双碳”目标，并非要一刀切式的脱碳，而是以引导绿色技术创新、提高产业和经济的全球竞争力为基石，以推进产业结构和能源结构调整、大力发展可再生能源为抓手……倡导绿色、环保、低碳的生活方式的同时，强调经济发展与绿色转型同步进行。

“双碳”的实施路径是循序渐进，是以“清洁低碳安全高效的能源体系”为前提。这表明，现有的技术路径不会在短期内被全面替代，至2030年甚至更长的时间范围内，内燃机仍有广阔生存空间。

去年8月，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等部门提出了“双碳”实施的十大行动，不仅阐明在“双碳”的道路上，科学技术仍是第一生产力，仍然需要基础性、原创性、颠覆性研究保驾护航；更明确要“争取时间实现新能源的逐渐替代，推动能源低碳转型平稳过渡”。

显然，“双碳”的实施路径是循序渐进，是以“产业结构调整取得重大进展”为基础，以“清洁低碳安全高效的能源体系”为前提。其隐晦地表明，现有的技术路径不会在短期内被全面替代。至2030年甚至更长的时间范围内，内燃机仍有广阔生存空间。

中国首位SAE Fellow（会士）委员会投票委员（SAE Fellows Committee）、SAE新能源汽车技术委员会主席、同济大学汽车学院韩志玉教授认为，燃油车与内燃机并非相同的概念，前者消亡的趋势已经注定，而后者还可以为PHEV/HEV车型服务。

韩志玉教授判断，至2030年，纯燃油车的市场份额或将只余20%，而HEV/PHEV车型仍然可以与纯电动车型比肩而立。在可以预见的未来，我们会听到“内燃机的独唱，变为内燃机与电动机的合唱”。

从这一观点出发，泛亚汽车技术中心投入海量资源研发内燃机，短期可以内燃机匹配HEV/PHEV系统，满足中国市场多元需求与“双碳”实践；长期则关注能源形式的替代与升级，以充沛的技术储备，为“双碳”目标达成做出积极贡献……这不仅是前瞻未来，更展示勇气与担当。