撰文 / 錢亞光編輯 / 溫 莎設計 / 趙昊然
12月10日，中國內燃機工業協會乘用車動力總成專業委員會（SCP）成立大會在寧波杭州灣召開。與近年來電動化主旋律不同的是，參會代表們一致認為，混動技術路線將會是各汽車廠商近期的主攻方向，混動汽車將在很長一段時間成為市場主流。
牽頭組織SCP的吉利在大會上表示已做好全面迎接混動時代的準備，並透露吉利正在開發新一代混動專用動力總成平臺，其指示熱效率達到49.5%。
「熱效率」又一次被推向前臺，在傳統汽車領域，2020年可謂熱效率年，多家自主品牌車企不約而同推出或宣示自己的發動機熱效率方面的飛躍。
例如廣州車展上，比亞迪正式發布了首款DM-i超級混動轎車秦PLUS，虧電狀態百公裡油耗3.8L，在滿油滿電狀態下行駛裡程可超過1000公裡。
而支撐DM-i超級混動系統的驍雲-插混專用1.5L高效發動機，也在同一天以43.04%的最高熱效率獲得了中汽研華誠認證中心頒發的「能效之星」認證證書。
中汽中心華誠認中心的「能效之星」認證今年也頻繁出鏡，最早的是一汽奔騰T77 PRO 1.5T第三代」智擎魔方」發動機，最高熱效率達到39.06%。
廣汽傳祺的第三代1.5TGDI、2.0TGDI發動機分別獲得中汽中心的40.48%、40.23%熱效率認證，第四代2.0ATK發動機獲得42.10%熱效率認證。
比亞迪的驍雲混動專用發動機更是達到了43.04%，數據上已經打破了馬自達SKYACTIV-X壓燃汽油機熱效率43%的世界紀錄。
為什麼有這麼多廠商突然熱衷熱效率？
發動機熱效率，是指發動機有效功率的熱當量與單位時間所消耗燃料的含熱量的比值。實際上在發動機的氣缸中，燃料燃燒後所放出的總熱量，只有一少部分轉化為有效功，其他都因為排氣損失、冷卻損失、機械損失、泵氣損失等而被損耗掉了。
提升熱效率是一個漫長且艱辛的過程，1960年到2020年整整60年，汽油機的熱效率卻僅提高了10%。它不僅僅需要設計層面的不斷攻克難題，真正量產還需要企業考量供應商的能力，同時還需要衡量生產成本、可靠性成本以及是否符合排放法規等等。
勿庸質疑，熱效率是衡量發動機技術水平的一個重要參數，也是影響整車實際油耗的關鍵參數，但不是唯一參數。整車油耗還受車重、傳動系統效率、駕駛風格、輪胎性能、風阻等諸多因素影響。而且大家所說的熱效率其實都是指最高有效熱效率，代表的是發動機最佳狀態下的一個工況點，而實際用車時發動機面對的是各種不同工況。
最高熱效率43%的馬自達SKYACTIVE-X壓燃發動機
一般來說，提高熱效率的基本途徑主要有：提高發動機的壓縮比，給燃油創造一個儘可能地完全燃燒的物理環境；提升燃油的燃燒效率，讓燃油儘可能多地轉化為動能；對廢氣和氣缸溫度進行熱量優化管理。
從近年來那些超高熱效率國產發動機來看，大多是採用350bar超高壓電控直噴系統、集成式排氣歧管、雙流道渦輪增壓器等降低能耗的零部件，應用阿特金森/米勒循環技術、高壓縮比技術，高滾流進氣道技術、廢氣再循環技術（EGR）和低摩擦技術，其中關鍵部件大多來自博世、舍弗勒等國際著名Tier 1。
最高熱效率41%的豐田Dynamic Force系列發動機運用的技術
比亞迪驍雲-插混專用1.5L高效發動機採用阿特金森循環來增加做功行程；用15.5：1的高壓縮比提高混和氣溫度、促進充分燃燒；缸內直噴改為歧管噴射，降低成本的同時提升了混合氣霧化效果；用廢氣再循環技術抑制爆震、降低油耗和排放；使用低摩擦油封、低粘度機油以降低摩擦；缸體缸蓋分體冷卻減少不必要的熱量損耗等，使用的招術和其他國產高熱效率發動機大同小異。
這臺驍雲系列1.5升發動機只看性能參數，81kW最大功率和135牛•米的峰值扭矩並不出色，不過因為專門用於插電式混動的機型，主要任務是在一個狹窄的轉速區間裡持續發電，所以並不需要像獨立的燃料發動機那樣兼顧性能和油耗，只需要把熱效率做到極致就可以了。
一位不願具名的著名發動機專家告訴汽車商業評論，他看了比亞迪的臺架試驗，發動機確實達到了熱效率43%。他覺得發動機技術路線和思路是對的，但後來經過詢問，得知這個發動機不是比亞迪自己做的，而是AVL（李斯特公司，世界三大權威內燃機研發公司之一）做的。
按照他了解的情況，這可能是AVL專門是為比亞迪的混合動力系統做的一款發動機，不過這款發動機是比亞迪投資，也算是自主開發，只是比亞迪在宣傳中沒有提AVL。
他表示，這款發動機熱效率確實很牛，也非常省油，一般發動機以1千瓦的功率做1小時的功，要消耗220 克或230克油，它只要190多克。這款自然吸氣發動機在深度阿特金森技術基礎上繼續推進，膨脹比達到了15.5：1，EGR（廢氣再循環） 率也達到了 25%，但功率很低，動力很弱，不能當一般發動機用，用在混合動力系統中發電，還是比較合適的，因為混動系統中有電機對低轉速時的功率進行補償。
據他了解，比亞迪插混的雙模技術和本田混動技術很像，是串並聯式的，這種模式很容易控制，而且效率很高。在這種動力系統中，發動機主要用於發電，需要時做功也可以，但做功時效率比較差。絕大部分工況下，車輛只用電機來驅動車輪行駛，發動機只負責發電，只有到一些高速行駛或急加速的時候，兩種動力才會一起工作，共同驅動車輪。
天津大學教授、內燃機燃燒學國家重點實驗室主任堯命發教授在接受汽車商業評論採 訪時表示：「實驗是怎麼做的，熱效率是怎麼算的，這些對最高熱效率的計算非常敏感，比如熱值怎麼算，測試要保證什麼條件，所以以我了解的信息，很難判斷比亞迪這款發動機到底怎麼樣，下武斷性結論不科學。」
他認為，就比亞迪公布的技術方案而言，利用混合動力降低配置要求，降低成本，肯定做的是對的，但在減配的條件下，還要達到43%的熱效率，是一項有挑戰性的工作。
發動機是個產品，最後給到用戶，還是要求有較高的性價比，也就是說對於廠家而言，成本不能太高。發動機熱效率45%甚至50%在實驗室都能達到，但成本也上去了，那麼大家就要權衡用不用這個東西。
他表示：「發動機熱效率的評判，要看它是產品級還是實驗室級，產品要考慮可靠性，要考慮綜合成本，要考慮用戶接受程度，實驗室是可以不計成本的，不管運行工況如何。」
實際上車輛節油，不光看發動機的熱效率，還要看整個動力總成的效率，各部件之間的匹配度如何，用戶體驗受很多因素制約。比如馬自達新引進中國的壓燃發動機車型，熱效率很高，但市場反饋節油效果不是很明顯。
蜂巢動力副總經理、總工程師高定偉表示，目前從各家公布的熱效率看，一家比一家高，提高熱效率是未來發動機的發展方向。他的公司也一直在從事這方面的研究工作，比如連續可變氣門升程CVVL技術已經在1.5發動機上批產了，而汽油機低壓EGR，稀薄燃燒技術、可變壓縮比技術等都在研究中。11月19日該公司發布了可用於混動車型的新一代動力總成——GW4N20發動機+9HDCT變速器。
他表示，實際上搞發動機產品化都是有條件的，如果不考慮邊界條件，比如背壓非常低，中冷溫度低，進氣阻力低，不考慮爆震， 43%的熱效率是可以實現的。他告訴汽車商業評論：「我們所談的都是基於能夠批量生產的技術，只有批產才能創造價值。我們現在做實驗室單點的熱效率可以做到45%，但到批量生產還有相當的距離。」
自從1886年發明汽車以來，提升熱效率是內燃機發展一百多年來持續的前進動力和追求目標。現在我們非常欣喜地看到，自主品牌越來越重視技術研發，正在以更出色的技術和產品去真正地打動消費者。自主品牌在這方面的進步，也一定程度上體現了自身研發實力的提升，非常值得鼓勵。
除了已有的高熱效率發動機，國內車企都在混動專用的高效發動機上努力耕耘。廣汽希望在未來一段時間實現混動車型發動機最高熱效率能夠達到45%；吉利宣稱正在開發新一代混動專用動力總成平臺，其指示熱效率將達到49.5%；一汽紅旗則表示，2030年其混動車型的發動機熱效率將升至50%。
值得注意的是，在發動機研發上，我國自主發動機還沒有像馬自達壓燃技術、本田預燃室技術、豐田高速燃燒技術和日產可變壓縮比技術這樣的創新技術，距離國際先進的發動機技術尚有距離。
真正高效的動力系統並不只決定於發動機的熱效率，還有很多其他因素會影響用戶的實際體驗，而且採用什麼樣的發動機和整車品牌、用戶需求以及量產成本效益都有關係，行業和消費者都應更理性地看待熱效率。
來源：第一電動網
作者：汽車商業評論
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