2.0L增壓直噴氫內燃機開發(fā)現場，圖源吉利動力

 

根據最新的研究成果，吉利動力的氫內燃機，在熱效率方面實現了全球領先的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230N·m。通過熱效率、能耗、性能及排放的平衡發(fā)展，這臺氫內燃機將不僅局限于熱效率的展示，更將成為高效能源轉型的理想選擇。

 

 

熱效率分布圖，圖源吉利動力

 

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

 

 

熱效率對應氫消耗量分布圖，圖源吉利動力

 

基于當前成果，吉利動力將繼續(xù)在氫內燃機領域深入研究，持續(xù)開發(fā)中低壓直接噴射技術，以獲得性能更優(yōu)、更均衡的氯內燃機產品。

 

近年來，吉利在發(fā)動機熱效率領域屢次突破。從2017年的39%熱效率增程專用發(fā)動機；到2019年的低壓廢氣再循環(huán)（LP EGR）瞬態(tài)控制技術助力熱效率突破41%；再到2021年經權威機構“能效之星”認證，全球最高熱效率43.32%的DHE15混動專用發(fā)動機，吉利在發(fā)動機熱效率領域中持續(xù)深耕，積極響應國家雙碳政策，致力于綠色低碳環(huán)保技術的研究和開發(fā)。

 

在全球能源轉型的關鍵時刻，吉利動力堅信能源多樣化是實現“碳中和，碳達峰”目標的關鍵。在技術層面，吉利動力將繼續(xù)加大研發(fā)投入力度，致力于不斷提升氫能源技術的性能和可靠性。在行業(yè)層面，吉利動力將與全球各界合作伙伴共同推動氫能源產業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，打造完善的氫能基礎設施，加速氫能源的普及和商業(yè)化應用。吉利動力將繼續(xù)以永續(xù)發(fā)展為目標，不斷推動科技創(chuàng)新，為全球用戶創(chuàng)造更多低碳出行新體驗。

 

氫內燃機：高效能源轉型的理想選擇

 

氫內燃機的歷史可以追溯到1807年，當時瑞士人伊薩克·代·李瓦茨研發(fā)了第一款單缸氫氣內燃機。我國氫發(fā)動機的研究開始于20世紀80年代初，國內一些高校和科研單位對內燃機燃氫和燃氫雙燃料內燃機等進行了實驗研究。

 

2007年6月18日，我國自主研制的第一臺高效低排放氫內燃機在重慶長安汽車集團成功地實現點火。高效低排放氫內燃機是國家“863”計劃唯一立項的氫燃料重點項目，它的成功點火標志著我國氫內燃機研究技術已經獲得了突破性的進展，為氫內燃機的產業(yè)化奠定了基礎。

 

近年來，在國家利好政策的助力下，氫能產業(yè)尤其是氫燃料電池汽車產業(yè)得到了較快發(fā)展。與此同時，作為減碳技術路線的有效補充，被“冷落”多年的氫內燃機也開始受到行業(yè)的關注。

 

2022年 8 月，工信部明確表示要將氫氣內燃機納入氫能發(fā)展戰(zhàn)略中予以支持，并根據氫氣發(fā)動機技術進步和應用推廣情況，提前布局相關標準預研。同年，一汽、廣汽、濰柴等企業(yè)均發(fā)布了自研氫燃料發(fā)動機成功點火的消息，不僅如此，歐美、日韓車企也都持續(xù)在這方面儲備技術，開發(fā)相應的車型，整個氫內燃機的技術越發(fā)成熟。

 

 

國內布局氫內燃機相關企業(yè)，圖源全球氫能

 

氫內燃機（hydrogen internal combustion engine），也叫氫燃料發(fā)動機，以傳統(tǒng)內燃機為基礎，通過改變燃料供應系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)以及燃料等，燃燒氫氣產生動力，從而驅動車輛的行駛。可以簡單的理解為燒氫氣的發(fā)動機，其基本原理與普通的汽油或者柴油內燃機的原理一樣，是基本的汽缸—活塞式的內燃機，同樣是按照吸氣——壓縮——做功——排氣4個沖程來完成化學能對機械能的轉化，只是氫內燃機里的燃料是氫氣。

 

2023年5月底，北京理工大學機械與車輛學院教授孫柏剛在公開活動中表示，氫能在國際趨勢上看，是實現碳達峰、逐步達到碳中和的最佳選擇，氫內燃機迎來新的發(fā)展機遇；目前來看，我國氫內燃機發(fā)展還處在初始階段，很多領域仍有空白。

 

氫內燃機采用的是傳統(tǒng)燃燒反應，而氫燃料電池采用的則是電化學反應，兩者有著本質上的區(qū)別。氫內燃機的優(yōu)勢在于與市場上保有量較大的柴油車有著較高的零部件通用性，可以在原有的內燃機工業(yè)體系上進行開發(fā)，其技術難度和成本都要比氫燃料電池更有優(yōu)勢，同時還繼承了柴油發(fā)動機可靠耐用的出色表現，有著良好的燃料適應能力。

 

并且在后期維修保養(yǎng)方面，也有更加成熟的服務技術體系來保障用戶正常運營，同時還具備滿足更高排放法規(guī)的潛力，有利于相關政策環(huán)保要求。在新能源趨勢下，傳統(tǒng)車企、發(fā)動機企業(yè)想要實現快速轉型，除了在純電動方面大做文章之外，氫內燃機無疑成為了當下最佳選擇。

 

孫柏剛表示，氫內燃機和燃料電池將來會有一定的互補性，尤其在氫能源構建的初期，如果用氫內燃機做雙燃料則對初期氫能推廣基礎設施缺乏的狀態(tài)有最大的好處。此外，他表示，內燃機的采購成本低，用戶使用工業(yè)副產氫使用成本也低，這樣才能構成老百姓既買得起也用得起的氫能轉化裝備。

 

2023年，更強勁、更高效、零排放的氫內燃機依然走在路上。

 

3月25日，由中國工程院楊鳳田院士倡導的首款四座氫燃料內燃機飛機驗證機在沈陽某機場完成首飛，此飛機搭載一汽集團基于“紅旗”汽油機研發(fā)的國內首款2.0L零排放增壓直噴氫燃料內燃機，是我國自主研制的第一架以氫內燃機為動力的通航飛機。據了解，該款飛機使用高壓氣態(tài)儲氫，儲氫重量4.5kg，巡航速度180km/h，氫內燃機最大熱效率大于43%，綜合熱效率大于40%，留空時間大于1小時。[相關閱讀：儲氫重量4.5kg！搭載一汽氫內燃機！我國自主研制首架氫內燃機通航飛機成功首飛]

 

4月7日，東風馬赫動力氫氣發(fā)動機最新成果發(fā)布會在東風公司技術中心舉行，標志著中國氫氣發(fā)動機自主研發(fā)取得重大技術突破。此次發(fā)布的氫氣發(fā)動機動力性達80kW/170Nm，熱效率突破45.04%，大于40%效率區(qū)占比超過70%，是國內發(fā)布的氫氣發(fā)動機熱效率最高水平，處于行業(yè)領先。[相關閱讀：熱效率突破45.04%！東風馬赫動力氫氣發(fā)動機發(fā)布最新成果]

 

6月3日，由玉柴開發(fā)的首款低成本高效率高可靠零碳燃氫發(fā)電動力系統(tǒng)在重慶點火成功。這是玉柴柔性燃料發(fā)動機平臺成功邁向商業(yè)化應用的重要一步，也是我國燃氫發(fā)動機示范應用領域的重大突破。[相關閱讀：氫電轉換效率達14.2kwh/kg！中國首款柔性零碳燃氫發(fā)電動力系統(tǒng)點火成功！]

 

6月初，吉利動力自研氫內燃機熱效率突破46%。

 

當前，在全球能源綠色化的大背景下，不同的動力路線擅長的領域和場景不盡相同，逐漸呈現出百花齊放的市場格局。氫內燃機作為能夠實現傳統(tǒng)化石能源替代的可行性技術路線，已經引起了眾多的關注。不過，目前業(yè)界還處于初步探索階段，未來前景如何還有待觀察，氫內燃機的商業(yè)化道路任重而道遠。