2024泰达论坛杨晓：氢发动机工作介绍

由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社共同主办，天津经济技术开发区管理委员会特别支持，日本汽车工业协会、德国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟、新能源汽车国家大数据联盟联合协办的第二十届中国汽车产业发展国际论坛(以下简称“泰达汽车论坛”)于2024年8月29日至9月1日在天津滨海新区举办。本届论坛以“风雨同舟二十载 携手并肩向未来”为年度主题，邀请重磅嘉宾展开深入研讨。

在9月1日“节能与新能源方向专题分论坛一:20年积淀变革，燃油车与新能源汽车的未来之路”中，广西汽车集团有限公司总工程师杨晓发表题为 “氢发动机工作介绍”的演讲。

广西汽车集团有限公司总工程师 杨晓

以下为演讲实录:

我今天做的主题发言叫氢内燃机的研发。

大家都知道能源安全，还有油耗排放法规的意义在研，我们要寻找一种零碳的发动机，举一个例子说像氢燃料作为零碳的，应该是降碳的最佳目标，我们再看一下氢气的特性，氢气与天然气、汽油等相比具有能量密度高，可燃界限宽，燃烧速度快的特点，大家可以看到氢气层流火焰的传播速度为230cm/s,与天然气和汽油相比大约是他们的6倍，我们再看看氢气的特性，大家可以看到，氢燃料低热值蛮高，还有可燃范围大，还有能量是0.02毫焦，然后在空气扩散系数以及排放和空燃比都蛮好的。

我们再看一下，氢内燃机它燃烧跟传统的燃烧几乎是一样的。这个我们在开发燃氢的发动机的时候有一些缺点，比如说容易早氧、爆震还有回火，另外再有一个就是进气系统匹配难度比较大，但是可以通过增压跟直喷来解决。

它的优势很明显，我们可以看到成本很低，跟传统的发动机相比只高15%，再有氢燃料不需要热机和冷启动，有很好的稳定性，另外氢气的储存系统基本上跟燃料电机一样，几乎无需重新开发。

它和汽油机相比有什么优势，可以看到这一块和汽油相比它是有什么优势，从单位质量发电量来看，每公斤氢气跟汽油相比可以看到氢气的发电量是汽油的3.86倍，再看到单位体积里，通过这一系列的换算，可以看到每升油发3度电左右，但是每升氢气发出1.37度左右，这里面主要是基于这个层面储氢罐70兆帕以下的。

我们看一下实例，我们研发氢发动机有三次迭代，92除以72大概是1.27左右，这对于新开发的发动机来说是属于高效率的，它整个的性能是实现80KW，从2000转以后可以做到170N˙m，这对乘用车来说是挺好的，再看看增压器比我们还有优化的空间。

我们看一下这个热效率，大致可以看到这里面最高点做到了45%，占到整个面积的70%。

再看一下这个AI50那一块，基本上都是在10度左右，这一块也蛮好的。

我们这个发动机，排放的那一块，只是在低压的高浮和高速的高浮那一块不太好，基本上可以做到零排放，然后我们看一个AI50，在100N˙m，基本上就是在10度以内，在整个图是在20度以内，燃烧效率是蛮高的，再有一个我可以再看一下，燃烧持续期，基本上很大一块都是在30以内，局部是35，燃烧速度是蛮快的，我们可以看一下说保压那一块基本上在100以内。然后这一块不好，剩下的都很好，所以这个地方是蛮不错的。

我们再看一下空压比，底下这一块如果我们用于增程也是很不错，这个就是AI50那一块，我们可以看到像这一段特别优秀，像大幅那一块还可以优化但是也可以用了，再看看这个燃烧的持续期，这一块我们看到黄色这一块可以用，绿色的这一块就是特别优秀的。像这一块不太好，我们再看一下保压基本上在100以下，现在内燃机的靠近就比较容易实现了。

另外再看一下燃烧的稳定性，COV是燃烧稳定性的缩写，在3500转以内这个东西都是很优秀的。这一块是增压器的比配是需要继续改进，然后也有优化的空间，排温的那一块偏低一点，作为增压的发动机这个温度再提升50度到100度这个性能就更加优秀了，像排温低也有一个优点不容易形成一个氮氧化物。

我们举例子这个发动机确实看得很清楚，最高热效率45.04%，40%热效率以上区域的占比是70.8%。

现在我们再回到前面的，整个发动机和汽油机相比，燃氢的有什么优势。

我们都知道燃氢，从氢气那一块的开发还是有挑战的，但是据说博士已经解决掉了，所以这一块做好这个东西，别的都是应该说比较小的问题，然后像我们做这个燃氢发动机，用的好的喷氢器以后，从内燃机的角度来说以后在通用，你做个几百小时还是很轻松的就实现了。所以我们说燃氢的开发，还蛮轻松的，总结三点。

第一燃氢是有基础，第二燃氢做的增程器未来挺好。还有就是我们虽然看到有些难点，这就是我们整个中国内燃机要一起抱团取暖的机会。

所以也欢迎各位到广汽集团跟我们一起进行技术交流和攻关。虽然有难点，但是我们也坚持做燃氢增程，在这一块寻找低成本、高性价比的动力总成。

这是开发燃氢的方法，你看燃氢发动机它有一部分是内燃机，有一部分是燃料电池，所以这就是昨天我们在大会场看到创新跟融合，所以创新融合就是助力新能源的高质发展。

希望大家以后到我们集团多多进行技术交流，多多帮助我们，谢谢大家！