吉利动力自研氢内燃机热效率突破46%！氢内燃机是高效能源转型的理想选择？

 

 

2.0L增压直喷氢内燃机开发现场，图源吉利动力

 

根据最新的研究成果，吉利动力的氢内燃机，在热效率方面实现了全球领先的46.11%，氢气消耗量降至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，最大扭矩可达230N·m。通过热效率、能耗、性能及排放的平衡发展，这台氢内燃机将不仅局限于热效率的展示，更将成为高效能源转型的理想选择。

 

 

热效率分布图，图源吉利动力

 

除了拥有出色的最高热效率外，这台氢内燃机更是拥有广阔的高热效率区间范围。在中等负荷和低负荷区间，热效率可达42%至45%之间。这使得它特别适合与电驱动力系统结合使用，无论是REEV、PHEV还是HEV等形式，都能充分发挥内燃机在电混系统中的高效性能。

 

 

热效率对应氢消耗量分布图，图源吉利动力

 

基于当前成果，吉利动力将继续在氢内燃机领域深入研究，持续开发中低压直接喷射技术，以获得性能更优、更均衡的氯内燃机产品。

 

近年来，吉利在发动机热效率领域屡次突破。从2017年的39%热效率增程专用发动机；到2019年的低压废气再循环（LP EGR）瞬态控制技术助力热效率突破41%；再到2021年经权威机构“能效之星”认证，全球最高热效率43.32%的DHE15混动专用发动机，吉利在发动机热效率领域中持续深耕，积极响应国家双碳政策，致力于绿色低碳环保技术的研究和开发。

 

在全球能源转型的关键时刻，吉利动力坚信能源多样化是实现“碳中和，碳达峰”目标的关键。在技术层面，吉利动力将继续加大研发投入力度，致力于不断提升氢能源技术的性能和可靠性。在行业层面，吉利动力将与全球各界合作伙伴共同推动氢能源产业链的协同发展，打造完善的氢能基础设施，加速氢能源的普及和商业化应用。吉利动力将继续以永续发展为目标，不断推动科技创新，为全球用户创造更多低碳出行新体验。

 

氢内燃机：高效能源转型的理想选择

 

氢内燃机的历史可以追溯到1807年，当时瑞士人伊萨克·代·李瓦茨研发了第一款单缸氢气内燃机。我国氢发动机的研究开始于20世纪80年代初，国内一些高校和科研单位对内燃机燃氢和燃氢双燃料内燃机等进行了实验研究。

 

2007年6月18日，我国自主研制的第一台高效低排放氢内燃机在重庆长安汽车集团成功地实现点火。高效低排放氢内燃机是国家“863”计划唯一立项的氢燃料重点项目，它的成功点火标志着我国氢内燃机研究技术已经获得了突破性的进展，为氢内燃机的产业化奠定了基础。

 

近年来，在国家利好政策的助力下，氢能产业尤其是氢燃料电池汽车产业得到了较快发展。与此同时，作为减碳技术路线的有效补充，被“冷落”多年的氢内燃机也开始受到行业的关注。

 

2022年 8 月，工信部明确表示要将氢气内燃机纳入氢能发展战略中予以支持，并根据氢气发动机技术进步和应用推广情况，提前布局相关标准预研。同年，一汽、广汽、潍柴等企业均发布了自研氢燃料发动机成功点火的消息，不仅如此，欧美、日韩车企也都持续在这方面储备技术，开发相应的车型，整个氢内燃机的技术越发成熟。

 

 

国内布局氢内燃机相关企业，图源全球氢能

 

氢内燃机（hydrogen internal combustion engine），也叫氢燃料发动机，以传统内燃机为基础，通过改变燃料供应系统、喷射系统以及燃料等，燃烧氢气产生动力，从而驱动车辆的行驶。可以简单的理解为烧氢气的发动机，其基本原理与普通的汽油或者柴油内燃机的原理一样，是基本的汽缸—活塞式的内燃机，同样是按照吸气——压缩——做功——排气4个冲程来完成化学能对机械能的转化，只是氢内燃机里的燃料是氢气。

 

2023年5月底，北京理工大学机械与车辆学院教授孙柏刚在公开活动中表示，氢能在国际趋势上看，是实现碳达峰、逐步达到碳中和的最佳选择，氢内燃机迎来新的发展机遇；目前来看，我国氢内燃机发展还处在初始阶段，很多领域仍有空白。

 

氢内燃机采用的是传统燃烧反应，而氢燃料电池采用的则是电化学反应，两者有着本质上的区别。氢内燃机的优势在于与市场上保有量较大的柴油车有着较高的零部件通用性，可以在原有的内燃机工业体系上进行开发，其技术难度和成本都要比氢燃料电池更有优势，同时还继承了柴油发动机可靠耐用的出色表现，有着良好的燃料适应能力。

 

并且在后期维修保养方面，也有更加成熟的服务技术体系来保障用户正常运营，同时还具备满足更高排放法规的潜力，有利于相关政策环保要求。在新能源趋势下，传统车企、发动机企业想要实现快速转型，除了在纯电动方面大做文章之外，氢内燃机无疑成为了当下最佳选择。

 

孙柏刚表示，氢内燃机和燃料电池将来会有一定的互补性，尤其在氢能源构建的初期，如果用氢内燃机做双燃料则对初期氢能推广基础设施缺乏的状态有最大的好处。此外，他表示，内燃机的采购成本低，用户使用工业副产氢使用成本也低，这样才能构成老百姓既买得起也用得起的氢能转化装备。

 

2023年，更强劲、更高效、零排放的氢内燃机依然走在路上。

 

3月25日，由中国工程院杨凤田院士倡导的首款四座氢燃料内燃机飞机验证机在沈阳某机场完成首飞，此飞机搭载一汽集团基于“红旗”汽油机研发的国内首款2.0L零排放增压直喷氢燃料内燃机，是我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机。据了解，该款飞机使用高压气态储氢，储氢重量4.5kg，巡航速度180km/h，氢内燃机最大热效率大于43%，综合热效率大于40%，留空时间大于1小时。[相关阅读：储氢重量4.5kg！搭载一汽氢内燃机！我国自主研制首架氢内燃机通航飞机成功首飞]

 

4月7日，东风马赫动力氢气发动机最新成果发布会在东风公司技术中心举行，标志着中国氢气发动机自主研发取得重大技术突破。此次发布的氢气发动机动力性达80kW/170Nm，热效率突破45.04%，大于40%效率区占比超过70%，是国内发布的氢气发动机热效率最高水平，处于行业领先。[相关阅读：热效率突破45.04%！东风马赫动力氢气发动机发布最新成果]

 

6月3日，由玉柴开发的首款低成本高效率高可靠零碳燃氢发电动力系统在重庆点火成功。这是玉柴柔性燃料发动机平台成功迈向商业化应用的重要一步，也是我国燃氢发动机示范应用领域的重大突破。[相关阅读：氢电转换效率达14.2kwh/kg！中国首款柔性零碳燃氢发电动力系统点火成功！]

 

6月初，吉利动力自研氢内燃机热效率突破46%。

 

当前，在全球能源绿色化的大背景下，不同的动力路线擅长的领域和场景不尽相同，逐渐呈现出百花齐放的市场格局。氢内燃机作为能够实现传统化石能源替代的可行性技术路线，已经引起了众多的关注。不过，目前业界还处于初步探索阶段，未来前景如何还有待观察，氢内燃机的商业化道路任重而道远。