编前:由《汽车与运动》杂志社主办的“中国心”年度十佳发动机评选活动,始创于2006年,南宫28官方网站是中国汽车行业最具权威性和影响力的发动机技术评选之一。该活动以“推动中国汽车动力技术突破,助力本土品牌创新发展”为宗旨,每年通过科学严谨的测试与专业评审,评选出国内市场上表现最卓越的燃油及新能源动力系统,被誉为中国汽车动力技术的“风向标”。
今年,是“中国心”年度十佳发动机评选活动走过的第20个年头。在这一关键时间节点,《中国汽车报》与《汽车与运动》杂志社推出特别策划“评委之声”,邀请历年来参与活动的专家评委回顾“中国心”活动所走过的历程,展望未来汽车动力技术发展方向。在汽车产业百年变革的浪潮中,混合动力技术正以惊人速度重塑行业格局。据中国汽车工业协会数据,2023~2024年中国市场,仅插电式混合动力汽车(PHEV)和增程电动汽车(REEV)的新车销量便分别达到280万辆和514万辆。同期全球混合动力汽车销量(包括非插电混合动力HEV)分别约为900万辆、1200万辆,展现出强劲的市场生命力。这场变革不仅关乎技术路线选择,更预示着动力总成系统的深度重构。
混合动力技术之所以成为转型期的“黄金方案”,源于其独特的三重物理优势:第一,能量回收的节能增益。电动机通过制动能量回收系统,将下坡和制动过程的动能转化为电能并使用,显著提升燃油经济性并减少碳排放;第二,双动力源的协同效应。内燃机与电动机可根据工况智能切换,形成互补的动力驱动“二重唱”,实现动力系统效率最大化;第三,充电焦虑的根本化解。混合动力车通过双动力源设计,在电池耗尽时仍可依靠内燃机提供动力,有效消除用户的长途续驶里程担忧。行业调研数据显示,70%以上消费者选择混动的核心动因正是“无里程焦虑的电动体验”。同时,这种技术特性也完美契合当前汽车低碳化转型的市场需求。
混动技术的终极价值在于构建零碳转型桥梁。当绿色氢能、绿色甲醇和合成燃料(efuel)技术成熟时,混动系统可无缝切换至碳中和燃料。国外研究表明,现有混动平台改用合成燃料后即可实现全生命周期碳排放降低90%以上。这种技术延展性很可能使其成为应对能源转型不确定性的最优解。
混动技术标志着汽车动力系统迈入第4代进化阶段。与发动机前3代机械控制、电子控制、直喷增压的渐进式改进不同,本次变革本质是系统架构的重构。内燃机从驱动动力“独唱者”转型为“合唱者”。混动专用发动机通过收窄工作区间实现热效率(即燃料利用率)的大幅提升。
全球车企加速布局混合动力领域。日系品牌代表丰田依托先发技术优势,持续推出高性能混动车型抢占全球市场;中国车企则通过创新构型技术,正在形成差异化竞争优势。随着全球汽车市场对低碳、环保和节能技术的需求日益增强,混合动力技术的未来前景非常广阔。预计到2030年,全球混动市场份额将达30%,中国市场更有望突破60%。PHEV、REEV与HEV将形成多元技术矩阵,满足不同消费需求。
在重型卡车的低碳转型道路上,混动技术也将担负重任。重型卡车是物流运输的“主力军”,也是交通领域的“排放大户”。据统计,全球运输业约22%的二氧化碳排放来自重卡,而在中国,重卡仅占汽车总量的3.1%,却贡献了近40%的行业碳排放。因此,在推广低碳新能源乘用车的同时,解决重卡排放问题成为当务之急。受限于高速公路充电设施不足和动力电池过重,导致车辆运载能力下降,纯电重卡在长途运输领域的推广受到严重阻力。
如何在不牺牲运输效率的前提下实现减排?混合动力技术正在为这一难题提供创新解决方案。特别是混合动力与低碳燃料的组合,将成为重卡节能增效的“黄金方案”。研究表明,对比传统柴油动力,混合动力可以降低燃料消耗和碳排放15%~20%,同时可以减少全生命周期的运营成本,实现节能、减排和增加经济效益的高度契合。重型卡车的混动化开始成为新战场,这一趋势预计在未来十年逐步显现,2030年或将成为行业主流。
放眼未来,重卡的节能减排之路是短期优先发展柴油混合动力,不需要大规模投入电力基础设施,可降低15%~20%的燃油消耗和碳排放,且两年内即可收回与传统柴油车的成本差。中期发展碳中性新燃料:甲醇卡车需提升燃烧效率,氢能卡车依赖绿氢产业链突破。长期布局电动化:电池技术突破与电网清洁化将推动纯电动卡车普及,届时并行发展纯电重卡和碳中性燃料混合动力重卡,以满足不同运输场景和区域能源优势的需要。
尽管汽车电动化浪潮汹涌,内燃机仍将长期存在。预计2030年中国仍有60%乘用车和80%商用车依赖内燃机。电动化非但不是内燃机的终章,反为其进化之路揭开新篇。内燃机将迎来重生并成为适应电动化技术和新燃料需求的“新内燃机”。
新生代内燃机将呈现出四大特征:第一,与混合动力系统高度集成;第二,热效率峰值向50%突破;第三,新燃料适应性提升;第四,控制系统深度融入整车智能化架构。未来的内燃机将突破传统燃料限制,兼容甲醇、氢气等新型碳中性燃料,通过与电动机的智能协同,在提升系统性能的同时减少碳排放。
混合动力汽车凭借油电协同优势,已在全球市场展现出强大生命力,发展浪潮奔涌向前。近年销量曲线持续上扬,印证其不可替代的产业地位。随着技术进步,混合动力汽车将持续扩大市场版图,成为汽车产业绿色转型的中坚力量。在此进程中,涅槃重生的新内燃机融合混合动力与低碳燃料,将与新能源技术协同共进,共绘全球汽车产业低碳可持续发展的未来图景。