關於內燃機嘅有效熱效率上限,"柴油引擎約 55%,汽油引擎理論空燃比約 45%、稀燃約 50%。這係由熱力學原理決定嘅,唔會因人嘅意志為轉移。"
6 月 11 日,汽車評價研究院"2026 世界動力技術持續創新同市場趨勢研討會"上,清華大學航空引擎研究院教授帥石金用呢句說話畀內燃機熱效率之爭畫咗一道物理天花板。佢從全球燃油車市場、混合動力專用引擎熱效率極限同中國油電混合動力車(HEV)出海三個維度,畀咗數據驅動同技術分析嘅判斷。

混合動力全球增長,中國走出咗獨特嘅技術路線
根據 2026 年 4 月發佈嘅《中國新燃油汽車技術白皮書》統計,2025 年全球汽車銷量 9580 萬輛,同比增長 4.1%,其中燃油汽車(傳統燃油車+HEV)佔比仍然高達 76.6%。中國、北美同歐洲係全球汽車三大主要市場,佔全球汽車嘅 73.2%、全球燃油汽車嘅 67.0%。中國市場規模最大且增速明顯高於北美同歐洲,係全球汽車市場嘅重要支撐。
帥石金用一組數據勾勒出全球混合動力汽車嘅增長態勢: 2025 年相比 2024 年,傳統燃油車(ICEV)下降 4%,而 HEV 卻增長 14%。2025 年燃油車銷量排名前 10 國家中,中國、美國、印度、德國、加拿大、英國、法國、墨西哥均係 HEV 增量市場,其中加拿大增長最快超過 90%,巴西維持銷量唔變,只有日本下降 2%,但 HEV 佔比最高(超過 45%)。
中國 HEV 已經走出咗與豐田混合動力車差異化嘅技術路線。一係混合動力構型嘅差異,豐田採用地行星齒輪強機械耦合功率分流構型,引擎同電機無極切換運轉平穩,而中國車廠採用串並聯開關式混聯構型(P1+P3 主導),引擎同電機可以機械分開單獨驅動,並以電驅為主、油驅為輔,適用場景更廣,節能效果更優。第二係豐田、本田 HEV 嘅電池容量偏低,僅 1 至 2 度電,起緊電能緩衝器嘅作用。中國車廠借助多年喺插電混合動力汽車(PHEV)上嘅技術積累同鋰離子動力電池嘅成本優勢,將 HEV 電池容量提升至 5 度電水平,喺冷啟動、加速等費能工況更多採用電驅,同時解決咗傳統 HEV 引擎頻繁啟停嘅高能耗、高排放問題以及引擎介入嘅 NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)問題,而增加嘅電池成本可控。"中國 HEV 技術源自 PHEV,亦係從豐田、本田學嚟嘅,但係喺開發理念同技術層面進行咗超越。"
從全球政策環境睇,油電混合動力車(HEV)正迎嚟更友好嘅監管空間。歐洲監管重點已從單純壓縮內燃機空間轉嚟畀混合動力緩衝期——從逐年達標調整為三年平均達標,將 HEV 納入低碳體系。美國重新校準 CAFE(企業平均燃料經濟性)標準,為 HEV 保留咗更大空間。日本亦喺提升可再生燃料比例,2030 年起供應含 10% 生物乙醇嘅汽油,2040 年起增至 20%。油電混合動力已成為多國發展嘅抓手。
帥石金判斷,大容量電池(約 5 度電)HEV 將從國內走向全球,對全球 HEV 佔比結構帶來重大影響。"中國 HEV 已經走出獨特嘅技術路線,面向全球汽車市場有非常良好嘅未來。"
汽油引擎有效熱效率突破 50% 嘅路線已經行通
作為引擎領域嘅資深專家,帥石金畀咗內燃機有效熱效率嘅熱力學上限。
內燃機嘅有效效率等於燃燒效率乘以循環熱效率乘以機械效率。現代汽油機嘅燃燒效率接近 100%,機械效率約 90%,這兩類效率嘅提升空間有限。真正決定有效熱效率上限嘅係循環熱效率。內燃機嘅理想循環唔係卡諾循環,而係等容循環,影響等容循環熱效率嘅兩個核心熱力參數係壓縮比同比熱容比。壓縮比大到一定程度(如 17)提升熱效率趨緩,邊際收益遞減,內燃機等容循環理論效率大約喺 60%~70%,但內燃機好難做到等容循環,做功工質都唔係理想空氣,實際工質比熱容比遠小於 1.40。
當前混合動力專用汽油機嘅有效熱效率已遠超 40%,理論空燃比可以接近 45%,稀燃向 50% 靠攏係可行嘅。相比傳統汽油機 15 個百分點嘅有效熱效率提升幅度,核心驅動動力來自混合動力專用——唔追求極限動力性(有電機助力),轉而追求極限經濟性,更多高效技術如稀燃、米勒循環、高滾流比、高壓縮比、高 EGR 率、高能點火、高效增壓同低泵氣損失、低摩擦等技術得以應用。超過 50% 有效熱效率嘅技術路線已經清晰,喺實驗室裡面已經行通,但係呢啲技術是否喺實際引擎上全部採用,需要綜合考慮,平衡好成本、動力性、經濟性同排放性。"
帥石金同時指出,混合動力專用引擎既要有高嘅熱效率,也要有闊嘅高效區,咁就可以簡化傳動系統,喺結構上唔需要多檔位變速器來匹配。
中國車廠出海要集齊,碳中和燃料係引擎嘅長期支撐
帥石金對出海話題畀出唔同於技術角度嘅判斷——政策環境同產業生態同樣關鍵。
近年嚟,全球主要經濟體針對汽車產業嘅貿易保護主義明顯加劇,呈現系統性、持續性升級態勢,貿易壁壘已從單一關稅手段擴展至關稅同非關稅措施嘅複合型組合。呢種由地緣政治博弈驅動嘅政策收緊,正喺根本上重塑全球汽車貿易嘅底層邏輯。國家層面需要處理好全球尤其是大国外交關係,積極營造良好嘅、更加公平合理嘅國際貿易環境,令中國倡導嘅命運共同體理念得到全球認可。
佢特別呼籲汽車行業要正視合資品牌對中國汽車產業嘅貢獻。"對合資品牌汽車要畀佢哋更加友好嘅政策同生存空間。中國車廠要走出去獲得外國客戶嘅認可,處理好國內合資品牌嘅合作升級,亦係必修嘅功課。"佢以泰國為例說明汽車產業集團出海嘅正確模式:唔係某一家單打獨鬥,而係中國車廠軍團佈局、全鏈條本土化,先至係海外市場歡迎嘅模式。
從數據睇,中國燃油車包括 HEV 係出口嘅新增長點。從 2025 年中國 HEV 出口區域分佈及同比增速看,除日本同韓國外,南美、非洲、東南亞同中美等地區增長態勢非常明显,歐洲、中東、北美同獨聯體亦喺增長。"從單一產品出口到產業鏈協同出海,係中國車廠必須完成嘅必答題。"
佢同時指出,碳中和燃料係混合動力專用引擎長期存在嘅關鍵支撐。引擎如果疊加碳中和燃料或零碳燃料——燒氫、甲醇、乙醇等靈活燃料——對 HEV 能源動力可持續發展戰略有重要意義,亦係中國喺車用能源多元化戰略上嘅重要佈局。

從引擎熱效率嘅熱力學上限到全球油電混合動力車(HEV)嘅增長數據,從大容量電池 HEV 嘅技術突破到產業集團出海嘅戰略思考,帥石金嘅核心觀點貫穿一個邏輯:引擎唔會消失,但會以新嘅形式——高效混合動力專用、碳中和燃料——繼續發展。中國 HEV 已經走出一條從學習到超越嘅獨特路線,下一步嘅關鍵係中國汽車產業鏈協同出海。