摘要：新品迭出，国产内燃机探索迈入新阶段。

氢内燃机近期频频抢占市场热点。

9月26日，东风汽车集团研发的龙擎-自主控制系统氢发动机成功点火；9月下旬，康明斯在2022汉诺威车展上，展出的X15H氢燃料内燃机获得500台意向订单；在同期的在2022汉诺威车展上，潍柴动力也对外展示了15L的氢气发动机产品。

多家企业新品迭出，氢内燃机大有快速崛起的趋势。

多家公司推出氢内燃机产品

氢内燃机，也叫氢燃料发动机、燃氢发动机、氢气发动机，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。

事实上，关于这项技术的研发很早就开始了，目前以玉柴集团、康明斯、潍柴动力的内燃机企业和以东风汽车、一汽集团为代表的整车厂商都已经在氢内燃机方面取得了较大的进展。

以康明斯近期推出的X15H氢燃料发动机为例，该产品采用直喷、稀薄燃烧，输出功率覆盖298千瓦到395千瓦（405马力到537马力），其中最大输出扭矩高达2600牛米。结合700bar压力的高容量储氢系统，可以为卡车提供超过1000公里的行驶里程，并且能够在15分钟内添加完燃料，无论是续航还是添加燃料的效率，都能应对长途物流所需。

在国内发力氢内燃机的企业中，玉柴算是布局较早的一家。早在2019年，玉柴就发布了包含氢燃料电池的四大新能源总成。2021年，国内首款商用车氢内燃机YCK05成功点火发布，主要运用于城市公交、市政环卫和城配物流领域。另一款中国最大马力的氢内燃机YCK16H则针对高载重重卡市场，做到了国内最大排量15.93L、最大马力560马力。

作为内燃机领域的领导品牌之一，潍柴动力也在重点布局氢内燃机产品，并率先实现装车配套。2022年6月15日，中国重汽、潍柴动力联合发布全国首台商业化氢内燃机重卡——黄河高端重卡，该车搭载潍柴动力自主开发的13L氢内燃机，实现了有效热效率41.8%。近期亮相汉诺威车展的WP15氢气发动机，排量达到15L，更是在各项参数方面实现新突破。

6月中旬，一汽解放宣布其自主设计研发的国内首款重型商用车缸内直喷氢气发动机成功点火并稳定运行。该产品属于13L重型发动机，运转功率超500马力，具备氢气单燃料缸内直喷、氢气单燃料缸内和气道混合喷射。

上述在氢内燃机领域展开布局的企业多以汽车零部件巨头及车企为主，原因在于：车用内燃机作为我国碳排放“大户”以及交通运输的主要动力，面临着双碳目标下新旧动能转换的“大考”，大部分汽车零部件巨头及车企均加快了技术探索的步伐，而集合了“发动机＋氢能”基因的氢内燃机成为这些企业的重要突破点。

氢内燃机的挑战和市场机遇

值得注意的是，氢内燃机作为一项新技术，要想实现产业化商用，依然需要解决诸多难题。

“氢内燃机作为产品进入市场，可能还需要较长的一段时间。”玉柴技术研究院性能开发部主任肖刚表示，氢内燃机的配套、制造依然面临着一些细节问题，这需要时间沉淀，更需要上下游产业的协同努力。

从技术层面来看，氢能在使用中相对于传统柴油来说在热效率和动力性上存在短板。氢内燃机作为点燃式发动机，从热力循环的角度看，热效率会低于压燃式的柴油机。另外，氢气的燃烧速度很快，需要稀燃的技术路线，这就决定了在燃烧过程中需要大量的空气对其稀释，导致氢气混合气的体积能量密度低于柴油混合气，限制了燃氢发动机的动力性。因此，提升热效率和动力性是燃氢发动机的研发重点。

纵观国内氢内燃机发展的现状来看，目前自主研发程度都已经很高了，瓶颈主要在一些关键零部件领域，比如氢燃料缸内直喷喷嘴，国内企业还需要去追赶国际水平。

如果说彼时的氢内燃机研发是各大车厂对于氢气这种高热值燃料的尝试，那么在当今全球绿色变革的大背景下，基于氢能的各路线动力解决方案的研发已经变成了车企和内燃机企业的迫切需求。

在近20年的时间里，氢能在车用领域的利用方式衍生出了氢燃料电池和氢内燃机两种技术路线，各有优缺点。

氢内燃机燃烧效率更低，续航、早燃、回火、爆震、污染物排放等问题仍待改进，但成本是目前的燃料电池价格的1/10甚至1/20。氢燃料电池相比氢内燃机化学能到机械能的能量转换效率更高，而且省去了内燃机中的机油润滑系统和散热系统，但各环节降本之路依旧漫长。

就目前量产车来看，氢燃料电池技术发展更迅速，我国已经进入了氢燃料电池汽车的示范推广阶段，促进了氢能基础设施的建设，以及氢能产业链的完善。这些也有利于氢内燃机的发展。

尤其对中重卡、船机、工程机械等高载荷和高功率密度应用来说，电动解决方案无法满足其运行要求。氢内燃机与目前大量保有量的柴油机之间有80%的部件可以通用，用户只需更换气缸盖和燃料喷射系统以及一些微小改造即可由柴油转氢气，因前期投资小，所以能够在较短的运营里程内快速收回成本，这些或可以为这些应用提供新的零碳解决方案。

“伴随着整个产业链上制、储、运、用的全方位进步，氢能预计将成为内燃机行业进步的新生动力。”肖刚认为，在未来3年，燃内燃机将在热效率方面将会持续突破44%，氮氧化物排放也将会直接满足下一阶段的重型商用车排放法规要求；在未来5年，氢内燃机机将会迈过耐久性、可靠性等产品门槛，实现市场化。 

原标题：氢内燃机“风起云涌”