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全球新能源汽车销量排名(2020年1月)：全球销量冠军易主，宝马上位，特斯拉丢冠，雷诺破万

本文节选自《新能源汽车周报》电子版，该报告由中国汽车工业协会会员服务部与汽车纵横杂志社联合编辑，如需查看完整报告，欢迎垂询！

近日，EV Sales网站公布了全球新能源车销量数据。2020年1月，全球共售出了15.06万辆新能源汽车，同比下降7%，连续第七个月出现下滑。其中欧洲地区新能源汽车出现三位数暴增，但这仍未抵消中国新能源汽车销量下滑导致的整体下降。

分企业来看，2020年1月全球销量冠军易主，宝马以1.30万辆的成绩夺得全球销量第一桂冠；而此前的常胜将军特斯拉跌落榜首，2020年1月销量为1.28万辆，以197辆之差屈居全球第二；雷诺、大众、标致等排名上升；中国品牌——比亚迪、上汽、广汽、北汽新能源、吉利等虽然进入前十，但相比之前均表现不佳。

分品牌/车型来看，2020年1月特斯拉Model 3售出1.00万辆新车，仍然高居榜首；雷诺ZOE销量为9873辆，距离万辆仅差一步之遥。其他车型均不足5000辆，与前两者差距明显。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

2020年第1批新能源汽车推广目录解析：小鹏等112款车型上榜，客车锐减两倍，造车新势力纷纷入围，燃料电池车型依然“颗粒无收”

2020年1月14日，工信部发布了《新能源汽车推广应用推荐车型目录（2020年第1批）》，其中112款车型符合2019年国家补贴的产品技术要求，10款车型符合2018年国家补贴的产品技术要求，其余新能源车型共18款。而符合2019年补贴技术要求的112款车型，较2019年第11批146款的水平继续下滑，这主要是客车目录大幅减少所致，而专用车与乘用车数量有所提升。在这112款车型中，包括纯电动车型共55家企业108款型号、插电式混合动力车型共4家企业4款型号、燃料电池车型无入围产品。此外，乘用车部分共29款新车型，包括纯电动乘用车27款，插电式混合动力乘用车2款。商用车共83款新车型，包括纯电动客车24款，纯电动专用车50款，纯电动货车7款以及插电式混合动力客车2款。本批目录中小鹏汽车车型型号为HMA7000ECBEV的综合续航高达656km。

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①动力类型：纯电动车型108款，插电混动车型4款，燃料电池车型0款

②车辆类型：乘用车29款，客车26款，专用车50款，货车7款

近日，《汽车纵横》杂志对工信部发布的2020年第1批新能源汽车推广应用推荐车型目录中符合2019年补贴技术要求的112款车型进行了研究分析。从新能源车型分布情况来看，专用车跃居公告数量首位，且入选车型占比超四成，而客车退居第二，本期新能源乘用车所占比重较2019 年第11批有所增加。

整体情况

从车型类别来看，商用车数量是乘用车的两倍多，83款入围车型占比超七成，而其中又以专用车居多；乘用车本批入围产品共有29款，占总量的25.89%，其中轿车19款，SUV/MPV共10款。（见图表1）

乘用车

29款车型入选，纯电动占据绝对优势，造车新势力频频现身

在2020年第1批推广目录中，乘用车车型共18家企业的29款型号，与2019年第11批数量相比增加了3款。其中，包括16家企业的27款纯电动车型和2家企业的2款插电式混合动力车型。

分车型类别来看，在纯电动车型中，轿车占17款，SUV/MPV占10款。其中，上汽通用五菱和小鹏汽车分别以4款数量并列轿车车型首位，零跑汽车以2款位居其次，其余车企入选轿车车型均为1款；上汽乘用车、威马汽车和蔚来汽车分别以2款数量并列SUV/MPV车型榜首，其余4家车企均仅1款纯电动多用途乘用车入选。

分企业情况来看，本批目录中上汽通用五菱和小鹏汽车均以4款入选车型并列新能源乘用车数量榜首，且全部为纯电动轿车；合众新能源、零跑汽车、上汽乘用车、威马汽车和蔚来汽车五家车企均以2款车型并列第二，可见该方阵中造车新势力企业占多数；剩余11家车企分别以1款车型入选。此外，29款进入榜单的乘用车，除东风悦达起亚的1款纯电动轿车、一汽丰田的1款纯电动轿车和上汽大众的1款纯电动多用途乘用车为合资品牌外，其余均为自主品牌。造车新势力方面，除小鹏汽车入围4款车型外，其他6家车企上榜车型为1-2款。

从动力系统来看，本期入选的29款乘用车，除蔚来汽车的2款纯电动多用途乘用车前、后分别搭载交流永磁同步电机和交流异步电机外，其余均为永磁同步电机；此外，本批目录中搭载三元锂电池的车型占新能源乘用车总量的比例超过半数，其中仅1款来自神龙汽车的插电式混合动力轿车，其余均为纯电动车型；搭载磷酸铁锂电池的车型共有5款，占比不足两成，分别来自南京金龙的1款纯电动多用途乘用车以及来自上汽通用五菱的4款宝骏纯电动轿车；而小鹏汽车的4款小鹏牌纯电动轿车和吉利汽车的1款插电式混合动力轿车搭载的是镍钴锰三元锂电池；２款配置镍钴锰酸锂的车型则是来自合众新能源的１款纯电动轿车和１款纯电动多用途乘用车；搭载锂离子电池的车型则为来自一汽丰田的１款纯电动轿车。同时，本批纯电动乘用车的百公里耗电量大多控制在10-1７kWh左右。

根据2019年补贴新政，纯电动乘用车工况法续驶里程（R）不低于250 km，250≤R＜400补贴1.8万元，R≥400补贴2.5万元。而符合2019年国家补贴的产品技术要求的27款纯电动车型中，续驶里程250≤R＜400公里的车型共10款，其余17款车型续航里程均大于400公里。其中，来自小鹏汽车的HMA7000ECBEV续航能力高达656公里，并且其入围的其他3款纯电动轿车的续航里程也均≥460公里。通过分析可见，上述27款纯电动乘用车全部进入了补贴范围内，可获得1.8-2.5万元额度不等的补贴。

根据2019纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于125Wh/kg，125（含）-140Wh/kg的车型按0.8倍补贴，140（含）-160Wh/kg的车型按0.9倍补贴，160Wh/kg及以上的车型按1倍补贴。从电池系统能量密度单项指标来看，本次目录中有6款车获得0.8倍补贴，7款车获得0.9倍补贴，14款车获得1倍补贴。（见图表3、4）

83款车型入围，纯电动占比超九成，客车暴跌30%，专用车/货车有所回升

在2020年第1批推广目录中共有83款商用车入选，其中专用车有50款，占新能源汽车总量的四成多；较2019年第11批，客车数量大幅减少两倍之多，占比下滑30%左右；在本期目录中货车有7款车型入选。

从动力类别来看，上述83款商用车中，仍以纯电动车型为主，达到81款；插电式混合动力车型仅占到2款；燃料电池车型再度无缘榜单。而在纯电动车型中，新能源客车占24款，且以城市客车为主；新能源专用车、货车分别占50款和7款。在2款插电式混合动力车型中，包括1款来自沈阳华龙新能源汽车的插电式混合动力客车和1款来自奇瑞万达贵州客车的插电式混合动力城市客车。

此外，就企业来看，在本批目录中共有42家企业的83款商用车入选。其中，南京金龙入选9款车型，位居数量榜首, 包括3款纯电动客车、5款纯电动专用车和1款纯电动货车；航天晨光以6款车型排名第二，且全部为纯电动专用车；洛阳广通和山东凯马分别以5款入选车型并列第三，其中洛阳广通均为纯电动专用车；其余车企入选车型均低于5款。（见图5）

从续航里程来看，本批入围的纯电动商用车中，除成都广通的1款纯电动低入口城市客车未公布具体参数外，其余符合2019年国家补贴的产品技术要求的80款纯电动车型中，绝大部分续驶里程均超过200公里，有5款车型甚至超过600公里，主要来自中车时代、万向集团、中山市顺达客车和上海申沃的纯电动城市客车车型。其中，中车时代的1款纯电动铰接城市客车续航里程更是高达655公里。

客车

2020年第1批推广目录中共有26款新能源客车入选，占新能源汽车总量的23.21%。在纯电动车型中，新能源客车占24款，且以城市客车为主；插电式混合动力客车本批入围车型较2019年第11批大幅回落至2款，且插电式混合动力客车及插电式混合动力城市客车各1款；而本批目录仍未有燃料电池客车入选。

此外，有17家企业的26款车型入选本批目录，包括15家企业的24款纯电动客车和2家企业的2款插电式混合动力客车。其中，南京金龙和山东沂星电动汽车有限公司分别以3款车型夺得客车数量排行榜冠军，且二者均为纯电动客车；上海申沃、苏州金龙联合、万向集团、郑州宇通和中车时代5家车企分别以2款车型并列客车数量排行榜亚军；其余10家车企入选客车数量均各1款，包括8家车企的8款纯电动客车和2家车企的2款插电式混合动力客车。

从动力电池类型来看，磷酸铁锂电池在新能源客车领域依然占据主流。在本批次推荐目录中，23款搭载磷酸铁锂电池的客车占新能源客车的比例接近八成，其中纯电动客车占21款，插电式混合动力客车占2款；搭载锰酸锂电池的新能源客车2款，且全部为纯电动城市客车；此外，来自成都广通的1款纯电动低入口城市客车搭载钛酸锂电池。就动力系统而言，入选本批目录的26款新能源客车全部配套永磁同步电机。

对于非快充类纯电动客车，2019年补贴政策技术要求其续驶里程不低于200公里（等速法）。本批入选的24款纯电动客车均可达到此标准。其中，中车时代1款型号为TEG6180BEV02的中国中车牌纯电动铰接城市客车等速法续航里程高达655公里。同时，2019款补贴政策也提到非快充纯电动客车电池系统能量密度不低于135Wh/kg。而本批24款纯电动客车电池系统能量密度均达标。（见图表6、7）

在2020年第1批推广目录中共有50款新能源专用车和7款货车入选，合计数量占新能源汽车总量的比例超过半数，且全部为纯电动车型，而插电式混合动力车型和燃料电池车型仍双双落选。其中，专用车入选车型数量较2019年第11批有所增加，其主力产品仍为新能源环卫车和新能源物流车。

此外，本批目录中有25家企业的50款专用车入选，其中，航天晨光以6款车型数量摘冠，南京金龙和洛阳广通分别以5款车型并列第二，北汽福田以4款车型位居第三，入选车型数量为2-3款的专用车生产企业共6家。除榜单外，其余15家生产企业分别仅1款新能源专用车入选。同时，本批目录中有5家企业的7款纯电动货车入选，其中，山东凯马以2款纯电动载货汽车和长城汽车以2款纯电动多用途货车并列货车榜首位，南京金龙、上汽大通和长安汽车分别以1款纯电动载货汽车入选。

从动力电池类型来看，与新能源客车情况类似，磷酸铁锂电池在新能源专用车及货车领域也占据主流。本批目录入选的50款专用车中有46款车型搭载磷酸铁锂电池，占新能源专用车比例超九成；另有2款车型搭载三元锂电池，分别来自北汽福田的1款纯电动邮政车和湖北世纪中远的1款纯电动路面养护车；而来自山东凯马的1款纯电动自卸汽车和1款纯电动厢式运输车均搭载了锂离子电池。此外，在新能源货车领域，有4款纯电动载货汽车搭载磷酸铁锂电池，2款来自长城汽车的纯电动多用途货车搭载镍钴锰酸锂电池，剩余1款来自山东凯马的纯电动载货汽车搭载锂离子电池。

就动力系统来看，本期入选的50款纯电动专用车中，除来自航天晨光的2款纯电动压缩式垃圾车及1款纯电动吸粪车、程力汽车的1款纯电动洒水车和来自石家庄煤矿机械有限责任公司的1款纯电动清洗车搭载交流永磁同步电机外，其余均配套永磁同步电机。此外，本期入选的7款纯电动货车全部搭载永磁同步电机。（见图表8、9）

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2020年2月新能源乘用车销量排行：前十半数“换血”，比亚迪再度霸榜，蔚来连升三级，合资/自主二八比例

本文节选自中国汽车工业协会《汽车纵横》杂志权威发布的《新能源汽车月度数据监测报告》，敬请关注！本报告共计40-50页PPT，内容涵盖以下六个部分：一、新能源汽车产销数据；二、新能源乘用车销量排行榜；三、新能源主要上市新车；四、动力电池产销数据；五、充电桩/站保有量数据；六、新能源市场动态信息监测。数据来源于各协会、联盟、咨询公司等不同权威机构，把新能源汽车产业链上的每个环节汇集于一体，综合呈现中国新能源汽车产业的发展态势。一文在手，掌控全局！

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因突如其来的新冠肺炎疫情影响，全国车市乃至新能源汽车市场全面遭到冲击。2020年2月新能源乘用车销量11,481辆，创近三年来新低，其环、同比降幅均超七成，而同比刷新了历年单月降幅的最低水平，并继2019年补贴退坡后，销量同比出现“八连跌”。

从企业特征来看，受传统春节假期以及疫情的影响，2月各车企销量均不理想，多数企业下降过半，部分造车新势力以及自主品牌新能源车企承压。由于2月销量均较低，排名存在一定的偶然性。当月销量过千的车企仅四家，尽管比亚迪销量较上月下滑过半，但凭借2,787辆车型的成绩继续夺冠；紧随其后的广汽乘用车、上汽乘用车和北汽新能源虽均超千辆，但与比亚迪差距明显，其中亚军由上月排名第三的广汽乘用车摘取；而1月原本第二的上汽乘用车屈居其后；作为传统的头部新能源车企，2月份北汽新能源销量仅为1,009辆，排名持平上月；造车新势力企业蔚来汽车2月也仅交付707辆车型，但较上月连升三级跃居第五。此外，上月新能源乘用车前十中的上汽大众、吉利沃尔沃、一汽轿车、广汽丰田和上汽通用五菱五家车企2月纷纷出局，并由华晨宝马、奇瑞、长安、长安福特和吉利跻身6-10名，并且前十企业中除华晨宝马和长安福特为合资品牌外，其余八席均为自主品牌。

从动力特征来看，2月纯电动乘用车销量9,291辆，环比减少68.3%，同比下滑约73.8%，其占新能源乘用车总量比例超过八成；插电式混合动力乘用车2月销量完成2,190辆，环、同比均下跌80.0%以上，在新能源乘用车中占比接近20.0%。具体到纯电动乘用车方面，2月全部被自主品牌占领，其中比亚迪以2,581辆的销量位列榜单首席；广汽乘用车和北汽新能源所销售的一千余辆均为纯电动车型，并分列二、三位；造车新势力蔚来汽车凭借707辆车型排在纯电动领域第四位。在插电式混合动力方面，2月销量无过千的车企，其中华晨宝马当月销量虽然仅为561辆，但又重新回到了该类别的首位；上汽乘用车以559辆位居其次。而合资车企在该类别前十中占据七席之多，可见插电混动领域是合资车企布局的主推阵地。

与此同时，此次疫情使得网约租赁市场对新能源汽车的需求量大幅下降，通过榜单可以看出，不少原本依靠各种共享出行平台或网约车支撑主要销量的车型出现了较大下跌，如BEIJING EU系列、宝骏E100、奇瑞小蚂蚁等, 其中北汽EU5月销量同比降幅七成以上。而以个人非营运用户为主的蔚来等则相对稳定。

除此之外，元月单一车型销冠的上汽荣威Ei5表现却不尽人意。合资车企中，华晨宝马和长安福特均凭一款插电式混合动力车型挤进2月单一车型销量榜的前十，其余8款均为自主品牌的纯电动车型，这其中比亚迪占据2款，其他车企各为1款。就具体动力特征而言，纯电动乘用车单一走量车型主要集中在紧凑型及以下级别领域，其中上榜的紧凑型车占半数，比亚迪秦EV和广汽Aion S分获该类别一、二名；而插电混动乘用车因合资品牌的大量介入，车型级别则集中在紧凑型及以上领域，其中宝马530Le以微弱优势重回榜首。

为解决汽车产业链面临的困难，更好更快地启动汽车市场需求，近期中汽协先后提出包括延缓实施国六PN限值、放宽限购指标、个人购车支出纳入个税专项附加扣除、适当调整2020年企业“双积分”考核要求、优化并延续新能源补贴政策、培育房车/皮卡车特色汽车消费等系列建议，以期推动汽车产业稳增长。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

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2019年澳大利亚拍摄的一部环保题材的纪录片《2040》在柏林电影节上映，我近日也刚刚看完全片，整部影片从父女的视角去阐述环境保护的重要性，其中穿插了女儿在2019年和2040年的生活现状对比。同时，导演让一些儿童在镜头前述说各自理想中的世界应该是怎样的（不过会感觉到明显的引导成分在其中，尤其是片尾那句“我希望人们落实环保3R原则”不像是出自儿童之口），但是整部纪录片所倡导的环保理念还是值得人们去深究，必须肯定它在正能量传递中的作用。

本片提出的一系列环保问题也激发出我的很多共鸣，在劳伦斯·史密斯的著作《2050人类大迁徙》中也深入讲述了地球碳排放日趋严重，其中大部分的热量被大海吸收（在《2040》纪录片中也做了详尽的描述“大海吸收了90%的热量和过量的二氧化碳”），这让海洋温度持续增高，相比150年前海水酸度增加了30%。各种因素的共同作用之下，南北极冰帽开始消融，冻土变得松散出现水土流失现象，海洋中能够有效吸收碳排放的珊瑚礁和藻类因为海水酸度提高而死亡，造成多米诺效应大量的鱼类死亡和部分海洋生物的灭绝。

人类在加大工业化进程的脚步中，形成大量的碳排放这是不争的事实，这才有了1997年的《京都协定书》。随着全球温室效应的加剧和海平面不断上升，各地风暴、海啸、旱涝等情况也有逐年加剧的趋势。这里自然也绕不开汽车排放这个话题，世界著名的美国汽车行业杂志Wardsauto公布，截至2011年8月16日，全球处于使用状态的各种汽车，包括轿车、卡车以及公共汽车等的总保有量已突破10亿辆。在美国汽车占了碳排放总量的20%，随着汽车保有量的逐年走高，我们的蓝色星球确实在不断地经受“生命不能承受之重”。在纪录片里面给出的解决方案就是未来加大推广智能化纯电车，城市出行实现共享化，这和我们今天在做的事情基本还是一致的，未来的蓝图虽然美好但是这背后呢？理想总是显得丰满诱人，而现实往往又让理想碎了一地。

在二次石油危机出现之前，中东的几大产油国各自叫卖，有了相互间的竞争就会压低售价来争取更大的市场，消费者最乐见其成，因此当时油价非常低廉。你看看那会美国生产的汽车动不动就是8缸、10缸，甚至还有配备12缸发动机的跑车，那会真是油价便宜爱怎么玩就怎么玩，只要你开心就好！但是，好景不长，美国为以色列撑腰造成了第一次石油危机，那些阿拉伯的“骆驼”们开始向欧美国家禁运石油，暂停出口导致油价上涨，当时原油价格从1973年的每桶不到3美元涨到超过13美元。没有石油这种工业“血液”的支撑，工厂停工、工人失业、消费不振，经济陷入萧条，好吧！这让西方国家纷纷掉进坑里。

好不容易刚刚爬出坑，没隔几年又爆发了伊朗和伊拉克的“两伊”战争，第二次石油危机再次接憧而至，好在世界产油国不只中东一家，也让一些非产油国熬过了危机。但是接二连三的“鞭笞”开始让一些国家长了记性，为了防止再次发生相似的尴尬局面，除了在国际油价走低的时候囤积石油，发展新能源产业同样至关重要，这才有了我们现在所说的新能源汽车，才有了三元锂电池、磷酸铁锂电池这些新事物。一切的产生都是源于危机，再说得直白一点就是国与国之间博弈的产物，现实给出的答案是不是很“残酷”。环境保护、降低碳排放、解决能源短缺，这些只是表面的浅层描述，其实很多现象产生其背后的原因无非还是“利益”二字。

所以，在《2040》纪录片中所展现的10后新能源车来取代全部的燃油汽车，我们要告别内燃机、告别石油，出门依靠具备自动驾驶功能的纯电车接送目的地，这些我们暂时听听就好哈。纪录片塑造的未来场景比较乌托邦，毕竟现实世界中的很多利益集团还是把持着绝对话语权，片中也提到石油时代的既得利益巨头们每年投入10亿资金对碳排放造成的危害进行“辟谣”。我也曾在一些杂志和网站上看到过，有专家表示地球经历过多次的气候巨变，但最终都能通过大自然的调节机制恢复正常，温室效应之后还可能出现冰河期。我也只能“哈哈”了，这就好比病人已经出现重疾症状，却对其不闻不问、不及时医治只说靠自身的免疫力，病人还能康复一样的无稽之谈。所以，要真的取缔燃油车，全面过渡到新能源汽车，从石油时代回到电力时代现实中会面临层层阻力，除非全球石油储备真的到了消耗殆尽的地步。

我们知道中国并非产油国，而国内的基建、工厂、汽车让国家对石油的需求量很大。中国每年总共从44个国家进口原油，俄罗斯、安哥拉、伊拉克和伊朗的进口占比也不小。就石油储备而言，中国的石油储备也能在石油进口中断的情况下支撑33天左右。至于33天左右的石油储备供应，离国际能源署在第二次石油危机之后规定的90天石油储备“安全线”，还有比较大的差距。要知道中国作为全球第二大石油消费国，2018年我国的石油对外依存度已高达70%。

想要脱离石油造成的能源约束，除了使用天然气取代煤炭之外，风能、潮汐能和太阳能等可再生能源也要同步推进，而新能源汽车的推广和使用也是相当关键的一环。去年3月，海南省政府就正式印发《海南省清洁能源汽车发展规划》，其中提出“2030年起，海南全面禁止销售燃油车”。去年，我去了一趟雄安新城参观，发现新城区内必须是纯电车才能进入或者就搭乘新能源大巴，燃油车必须停放在城区外的停车场。国家已经在很多新建城区或者是一些大型园区内逐步推广新能源试点，当新能源车慢慢普及之后，以后很有可能在部分城市只能使用智能化纯电车，中国的未来可以说是离《2040》中所构建的发展蓝图最近的。

未来也许燃油车会像磁带、唱片、CD光盘一样告别历史舞台，石油资源的不可再生性与科技发展的趋势也明确了这点，只是具体的时间节点我们真的不得而知。也许快则10年、可能20年，甚至燃油车还将存在很长的一段时间，但是这并不关乎环保问题（可能绝大部分人还没有环保意识，毕竟照顾好工作与生活才是每天的日常），真正起到决定性作用的还是资源的储备量，还有随着用车成本的不断上升，道路交通负担太重造成拥堵频繁，也会加快汽车产业的整体转型和汽车共享化的到来，真的到了这一天也许《2040》中所塑造的场景才能真实地在我们的生活中体现。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

目前，内燃机对于实现低碳排放目标仍起着重要作用。混合动力汽车及电动汽车已取得了一定技术进步，而内燃机热效率的持续提升又有利于电驱装置充分发挥技术功效。采用大流量废气再循环(EGR)，提高压缩比并实现稀薄燃烧是内燃机用于提高效率的核心技术。针对燃烧过程的优化及新型燃烧技术的开发对车用发动机的技术发展起着重要作用。概述目前车用发动机的技术发展趋势，描述基于汽车电驱动化进程而开发的发动机技术，着重论述了影响未来发动机燃烧技术的关键问题，同时介绍了发动机的全新燃烧理念与燃烧方式等研究成果及发展前景。

0 前言

为解决汽车工业快速发展过程中的各类问题，研究人员通过采用先进技术有效改善了内燃机排气净化及运作过程。最近，随着日本国内政策的不断引导与支持，日本政府在逐步推广纯电动汽车(EV)，并将其投入实际应用。同时，为满足日本国内的低碳需求，研究人员仍须进一步提高发动机热效率。

本文首先阐述了日本社会与经济的发展趋势及汽车普及情况，概述了车用发动机技术的进展，随后对可用于汽车电驱动系统的发动机进行了展望，并对影响未来发动机燃烧过程的关键技术进行了研究。

1 社会需求与发动机技术的新进展

如图1所示，随着二战后社会经济的逐步复苏，日本国内的汽车产业得以飞速发展，由此引发了多种社会问题，特别是由于汽车排放而导致的环境气候的恶化现象，以及对人体健康带来的危害。研究人员通过在日本各地对汽车废气排放进行调查研究，对排放标准提出了进一步要求。为满足社会需求，日本政府制定了全新的排放法规，并逐步收紧排放法规限值。近年来，为抑制地球温室效应，研究人员须进一步降低汽车CO2排放，同时实现发动机的高效率化，并进一步改善汽车燃油经济性。

如图2所示，研究人员通过测量由汽车所排放的碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)及排放颗粒物(PM)，计算出了上述排放物总量的变化过程及各车型产生排放物所占的比例。在由柴油车产生的排放物中，NOx及PM 约占85%。在由汽油车产生的排放物中，HC约占60%。随着法规的逐步强化，源于汽车的污染物排放量开始逐步降低。就目前而言，除了光化学氧化剂及PM2.5之外，其他排放物基本已可满足相应的环保标准要求。

为满足上述排放法规要求，研究人员开始以提高发动机性能并改善燃油经济性为目标而进一步开展研发过程。包括发动机零部件技术在内的许多重大突破主要得益于先进的数值计算方法与分析技术。

研究人员在汽油机的如下技术领域中均取得了一系列进展：(1)针对燃油供给系统中的精确空燃比控制、减速时的停缸技术；(2)针对火花塞的技术改良及高能点火技术；(3)针对气门驱动系统中凸轮驱动方式的改良及基于相位与可变升程的控制技术；(4)针对爆燃过程进行优化并降低泵气损失；(5)采用包括废气再循环(EGR)、增压系统在内的进、排气系统改良技术；(6)为降低机械损失而采用了润滑、冷却等技术。

此外，在柴油机技术领域，4气门系统、缸内直接喷射技术、EGR装置、中间冷却系统、可变截面涡轮增压系统及共轨式喷油系统等领域均取得了一系列进展。研究人员通过采用氧化催化剂及柴油机排气颗粒过滤器(DPF)，并降低NOx催化剂的排气后处理系统，逐步实现了降低排放与提高整机热效率的技术目标。

2 汽车电驱动化时代的发动机技术

从2017年起，汽车电驱动系统得以飞速发展，其发展过程主要与以下因素存在密切联系：(1)主要国家地区(如西欧、中国、美国加利福尼亚州等地)的政府及相关部门出台支持政策，并提供经济补助；(2)各大汽车生产商(OEM)的经营方针。

在欧洲，以大众柴油机排放门为契机，研究人员重新制定了针对传统内燃机汽车的排放法规，并提出了应对环境问题的解决措施，同时将逐步引进EV与插电式混合动力汽车(PHEV)。在中国地区，政府部门除了采用相关环保政策之外，同时也在大力推进新能源汽车(EV、燃料电池汽车(FCV)、PHEV)的制造与销售进程。如图3所示，在最近十几年中，中国的乘用车保有量得以飞速增长，OEM 也在通过各种方式对中国汽车市场的发展趋势进行深入了解，并探索相应的战略方针。

与上述发展趋势相呼应，,汽车工业的产业结构也发生了一系列变化，不同行业的从业人员也逐步加入到汽车领域中来。随着世界范围内新能源汽车的逐渐普及，各大车企有针对性地扩大经营规模，以实现标准化发展。同时，各大车企也加强了与电气设备OEM的合作，并确保电池供应体系的构建与完善，从而逐步搭建起基于该领域的技术平台。

为了适应当前汽车电驱动时代的需求，发动机技术也逐渐呈现出多样化趋势，各种混合动力系统也得到了充分发展。混合动力汽车(HEV)仍需要随车携带传统化石燃料，因此不断提高发动机燃油经济性依然是重中之重。随着对阿特金森循环等技术的有效应用，HEV预计可将整车燃油耗降低约20%~50%。

目前，研究人员已将燃烧控制技术、降低冷却损失及抑制爆燃的相关技术列为亟待解决的重要课题。就PHEV而言，其技术优势与HEV相似。

PHEV 可有效延伸整车续航里程，并充分降低了燃油耗。但在电池容量增大的同时，由于整车质量增加，会相应引发燃油经济性恶化及成本上升等问题。对此，研究人员建议可将纯电驱动作为基本行驶模式，而用最大功率约为20 kW 的小型发动机作为增程器。同时，研究人员也在力求改善发动机摩擦现象，同时使动力装置实现轻量化，并视情况采用阿特金森循环。

3 发动机燃烧技术的发展

3.1 新型燃烧方式

为实现车用发动机的高效率化，研究人员须利用先进的零部件技术。在充分考虑了冷却损失的前提下，研究人员对热释放系数进行了研究。在燃烧持续期内，由于在热释放开始阶段下指示热效率逐渐提高，因此研究人员有必要对燃烧持续期进行着火定时控制。如果最高压力被限制在较低的水平，在燃烧持续期较短的情况下，研究人员须相应推迟热释放开始时刻。在燃用稀薄混合气的条件下，为缩短发动机燃烧持续期，部分研究人员提出了有效利用预混合燃烧的方案。

目前，研究人员对均质充量压缩着火(HCCI)技术的关注度与日俱增。HCCI技术在汽油机低负荷工况下可充分发挥作用，但在变工况条件下，适当地控制混合气的自着火过程有着较高难度。而通过火花点火方式能可靠地使部分混合气进行燃烧。目前使稀薄混合气实现压缩着火并对快速燃烧进行控制的方法已进行了实用化。除了利用可变气门驱动系统以实现压缩比的可变过程，并利用机械增压以实现进气量控制之外，研究人员还通过采用高压汽油的直接喷射方式形成合适的混合气，同时利用大流量EGR降低燃烧温度，由此减少NOx排放量。与此同时，研究人员利用各气缸中设置的燃烧压力传感器，并根据采集的负荷、转速、机外温度、气压等参数，可实现对燃烧过程的精确控制。

研究人员对预混合压缩着火(PCCI)技术也开展过许多研究。在该燃烧方式中，虽力求同时降低NOx与炭烟排放，但如果增加喷射量，会使混合气浓度提高，并使燃烧过程过于粗暴，所以该燃烧技术通常仅在部分负荷工况下得以应用。目前也有相关研究表明，除了采用大流量EGR之外，可通过米勒循环降低有效压缩比，即使在高负荷工况下也能实现平稳的燃烧过程，并大幅降低NOx与PM。同时，研究人员通过调节膨胀比，能使热效率保持不变。未来，研究人员可通过对喷射、燃烧控制等相关技术的有效应用，扩大发动机高效运转区域。

近年来，研究人员对反应可控压缩着火(RCCI)技术进行了研究。在该燃烧过程中，以预混合气的快速燃烧作为增加等容度的主要方式，并能实现较高的指示热效率。在多种负荷条件下进行的稳定着火控制，抑制剧烈的热释放过程并确保燃烧效率是目前亟待解决的重要课题。为了进一步提高热效率，研究人员认为上文所述的PCCI燃烧技术有着较好的应用前景，同时为扩大发动机的高效运转区，须相应采用进排气控制、燃料喷射控制等先进技术。

3.2 燃料-空气混合与燃烧

燃料-空气混合气的形成对发动机燃烧过程有着重要影响。图4表示采用计算流体动力学(CFD)得出的多种燃烧方式条件下的热释放率与50%燃烧过程中当量比φ-温度T的分布示意图。燃烧反应过程主要受以下因素影响，主要包括燃料供给方式、定时的燃料-空气混合气的形成过程及燃烧气体的φ-T 分布。

在普通的柴油燃烧过程中，即便在混合气着火后，缸内仍在继续进行燃油喷射。在经分层后的混合气稀薄化处理过程中，喷雾及燃烧过程还在继续进行。虽然着火及燃烧过程的可操纵性较好，但同时降低NOx与炭烟仍是亟待解决的课题。就PCCI燃烧方式而言，通常在压缩行程中会采用多种喷射策略，使混合气实现分层，并且NOx的排放量较高，而炭烟排放量则相对较低。在该工况条件下，研究人员通过延迟喷射即可延长燃烧持续期，进而降低压力升高率。在HCCI燃烧过程中，通常会在进气行程中供应燃油，使稀薄混合气实现压缩点火。虽然NOx与炭烟的排放较少，但受化学反应速度的影响，对着火及燃烧过程进行控制有着较高难度。在压力上升率较高与负荷较低的条件下，燃烧效率会相应降低。在RCCI燃烧过程中，由于研究人员对2种燃料比及燃料喷射定时进行了调节，因此可有效抑制NOx与炭烟排放，并可实现稳定的着火及燃烧控制过程。目前，在低负荷工况下改善燃烧效率并在高负荷工况下降低燃烧噪声等课题仍亟待解决。

随着近年来计算机科学的快速发展，针对发动机燃烧过程的CFD技术得到了长足发展，预测精度也大幅提高，并成为了当前研究开发过程中不可缺少的工具。目前，研究人员仍需要进一步提高预测精度，并对燃料-空气的微观混合形态进行观测。

如图5所示，在由研究人员所提出的随机过程理论模型中，最初分离着的燃料(燃料质量百分数Y=1)与空气(Y=0)实现湍流混合，并按照随机过程理论而逐步形成均匀混合过程。该混合过程应用了相关研究人员所提出的二体碰撞及再分散模型，该模型利用由湍流特性所决定的频度ω，在1个较大流体块经历了碰撞及融合过程后，将其分解为2个相等的较小流体块。

研究人员通过对ω的时间积分定义无量纲时刻η(该数值与1个流体块的平均碰撞次数一致)，并可用于表示混合度。换言之，到η=2时，是按分散浓度进行分布的状态，但在逐渐达到η=6的状态后，浓度会接近于正态分布。η=12时，浓度会更接近于平均浓度Yo，表明了其可形成均匀的混合气。在图5中，不同颜色图案表示燃料在空间均匀破碎时的浓度分布状况。因此，作为湍流混合过程的评价指标起着重要作用。此外，ω 与湍流强度u'与积分比例L 存在数值关系，可通过ω=0.4u'/L 的公式来进行计算。

研究人员利用该模型对柴油无因次燃烧过程进行了预测研究。计算中，得出了随时间变化的热释放量及压力过程。研究人员可相应计算出燃油喷射量、喷油定时、涡流比、EGR条件下的缸内压力及热释放率，从而合理地预测NO生成量的变化。

通过该模型，研究人员可得出燃料-空气的不均匀度与浓度、燃烧后的温度与NO生成速度的概率分布。研究人员通过应用基于随机分析系统(RANS)的CFD仿真，能有效记录各个计算单元内的微观混合情况。研究人员通过引入反应动力学计算方法，也能将其应用于柴油机的PCCI燃烧过程中。此外，除了能通过无因次计算以预测喷雾着火过程之外，研究人员可根据实测的压力、放热率而得出基于混合时间的变化函数，由此可对多次喷射时的排气进行预测。通常，研究人员认为在强湍流场中对于点火不确定性与循环变动的预测结果，以及对由壁面碰撞而产生的流动过程的观测过程也起着重要作用。

3.3 燃烧室壁面附近现象的说明

通过采用最新的燃烧系统设计方案，研究人员能对各种各样的发动机技术规格及运转条件实施最佳的燃烧控制，但如要进一步改善燃烧过程并提高热效率，仍有许多后续工作需要开展。

研究人员就燃烧室壁面非稳定热传导问题，运用了如图6所示的等容燃烧装置及高响应性热流束传感器(Vatell，HFM-7)，通过气体射流火焰及均匀混合气的传播火焰对壁面热流束变化进行了计测。图7是在采用预燃方式的条件下(温度为950 K，压力为2 MPa，氧气浓度为21%)，从喷孔直径为0.8 mm 的喷嘴中以喷射压力为8 MPa，喷射持续期为9 ms的参数喷射了氢燃料并使其自行着火燃烧后的结果。图7示出了缸内燃烧压力p，放热率dq/dt，平均温度Tave及在燃烧室壁面的2点P1、P2处测算出的热流束qhf的时间与喷射后的时刻t 的关系。图7(a)中的号码对应于图7(b)中逆光摄影图像的时刻，喷雾在与容器壁面相碰撞后(图像①)，在喷射后的3.25 ms内在P2附近着火，dq/dt数值随之急剧增大(图像③)。火焰在到达P2(图像②)，并进行快速传播(图像④)，随即进行扩散燃烧，在图像⑤时到达P1工况点。在喷射过程结束后(图像⑦)，dq/dt数值随之减小，同时火焰亮度有所降低(图像⑧、图像⑨)。qhf对应于以上燃烧区域的变化过程，P2在图像④，P1在图像⑥的时刻急剧增加。P2在扩散燃烧持续期(图像④~图像⑦)，持续保持相对恒定的值，随着火焰亮度的降低(图像⑧、图像⑨)，qhf也得以缓慢减小。P1在图像⑦出现极大值之后，qhf数值同样有所减少。此外，P2相比于P1之所以qhf数值较高，是由于在P2附近，着火燃烧的气体由于存在绝热压缩现象而具有较高的温度。根据上述情况进行分析，对燃烧室壁面附近的着火过程得出了2项结论：(1)在该燃烧过程中存在较大的热损失；(2)在可燃混合气自行着火燃烧的过程中，使qhf的数值相对较高。

而且，为了对燃烧过程中热传导的状况进行直接观测，研究人员采用了具有5根微细热电偶的传感器，并测算了壁面附近的温度分布。该5根微细热电偶分别为A、B、C、D、E，其中A、B、C线材直径为25 μm，D、E线材直径为75 μm，伸长距离为δ。图8(a)表示了从点火后到燃烧结束时的燃烧室内压力p，放热率dq/dt，各热电偶的温度T，局部热流束qhf的持续时间与点火后的时刻t 的关系。图8(b)除了表示qhf与T的关系之外，根据由压力变化而计算出的未燃气体温度Tu及在温度传感器附近进行放大拍摄的逆光摄影图像(图8(c))截取2个时刻的图像作为实例(分别为23.90 ms与32.45 ms)，并在火焰锋面接近壁面约5 mm并持续14 ms后，示出了火焰锋面与壁面的距离x。图8中相应示出了各热电偶的δ 值，在缸内温度急剧升高的时期，同时在相同的线材直径条件及δ 值较大的情况下，温度增长速度较快。在δ 相同的条件下，线材直径越细小，时间常数会相应提前。T及qhf会随着未燃气体的压缩加热而缓慢地增加，由于火焰锋面的接近，dq/dt 数值得以明显增大。相比于qhf在火焰锋面到达壁面后成为极大值，T 极大值的出现存在滞后现象。尽管研究人员充分考虑到了热电偶信号的时间常数，并对此进行补偿，T的极大值也比火焰温度更低。由于T 的极大值会随着δ 的减少而降低，研究人员认为T的数值大小能在某种程度上影响到边界层内的温度分布。根据在各种条件下进行同样测算的结果，可得出如下趋势。在燃烧温度较高的条件下，由于压缩加热导致温度与热流束的形成速度快速增加，同时由于温度梯度较大，qhf也会相应变大。

近年来，研究人员正在开展针对壁面附近现象的测算研究与模型试验。以发动机燃烧室壁面的热流束为例，研究人员历来通过热电偶对其进行测试，并按照非稳定传热分析而进行计算。在柴油机领域，由于燃烧室壁面碰撞而使热流束增加的现象会限制热效率的提高，因此研究人员目前正运用多个传感器以对热流束进行测算并对燃烧现象进行研究。同时，研究人员利用激光电子式传感器(LES)进行燃烧室壁面碰撞喷雾动态与局部热流束分布的数值分析，并研究了火焰接近壁面附近时的放大摄影图像，根据对温度边界层厚度的推定结果，从而对传热系数与热流束进行验算。

近年来，利用壁温回转式隔热膜以改善热效率的效果引起了研究人员的关注。研究人员采用基于激光诱导荧光法(LIF)的壁面温度测算方法，并充分利用粒子图像测速法(μPIV)，对壁面附近的气体进行流动测算。相关燃烧机理说明上述方法正有效地应用于发动机的燃烧室设计过程中。此外，基于薄膜测温电阻器式的微电子机械(MEM)技术的相邻多点热流束测试传感器已得以成功开发，可期待其将在今后的发动机测试领域中得以应用。

4 结论

上文概述了可有效满足社会需求的车用发动机技术的进展，并对汽车电驱动时代的相关发展条件进行了展望。

随着环境及物质需求的变化，社会各界对汽车性能的要求也在逐步提升。目前，按照节能降耗的技术观念，研究人员仍须持续提高发动机热效率。燃料-空气混合气的形成过程、燃烧室壁面附近燃烧现象及其控制技术将是未来数年间的重点研究领域。

本文发表于《汽车与新动力》杂志2020年第5期

作者：[日]塩路昌宏

整理：彭惠民

编辑：伍赛特

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。