混合动力技术弥合了内燃机和纯电动汽车之间的差距

16 六月 2025

编者按：本文由发动机技术论坛委托撰写，并经 PowerProgress.com 许可发表。

内燃机（ICE）几十年来一直是公路和非公路车辆不可或缺的动力来源。尽管内燃机作为独立的车辆动力来源，持续展现着可持续发展的理念，但它也是越来越多混合动力汽车（HEV）应用的重要合作伙伴。

“混合动力技术为降低多种不同类型车辆的油耗和排放提供了一种切实可行的解决方案，”发动机技术论坛执行董事艾伦·谢弗表示。该论坛是一个非营利组织，致力于为内燃机、其供应商和燃料生产商争取权益。

在每个主要的出行领域——乘用车、商用卡车和非公路车辆——都有内燃机老将、混合动力新秀和混合动力特立独行者。

乘用车

“丰田生产混合动力汽车已有 25 年以上的历史，这是有充分理由的。我们一直致力于减少道路上的碳排放，”位于密歇根州安娜堡的丰田汽车北美公司动力总成控制副总裁但丁·布特尔 (Dante Boutell) 表示。

1997年，丰田普锐斯在日本市场首次亮相，成为全球首款量产混合动力汽车。2025款普锐斯搭载了第五代丰田混合动力系统（THS）。“第一代、第二代和第三代THS都实现了巨大的技术飞跃，”布特尔说道。第四代和第五代产品则在尺寸和重量等方面进行了改进。“我们正在研发新一代THS。”

2024年，美国汽车制造商售出了超过1290万辆内燃机乘用车。混合动力乘用车销量在2024年超过160万辆，创下美国汽车行业迄今为止的最高销量纪录。根据美国交通部统计局的数据，自2021年以来，混合动力汽车的销量一直呈上升趋势。

混合动力汽车销量的持续增长促使丰田投资8800万美元，在其位于西弗吉尼亚州的装配厂新建一条生产线。这条新生产线将生产用于丰田和雷克萨斯车型的下一代混合动力变速驱动桥。该传动系统能够实现发动机、电动机和车轮之间的动力无缝传输，预计将于2026年底开始投产。

丰田的电动汽车多元化发展战略以纯电动汽车、混合动力汽车和插电式混合动力汽车为核心。插电式混合动力汽车可以纯电动运行、纯燃油汽车运行，也可以采用两者混合动力模式。与混合动力汽车不同，插电式混合动力汽车可以通过外接电源为高压电池充电。

“2023年，丰田在美国的电动汽车销量占比为29%。2024年增长至43%，预计2025年将达到50%。因此，2023年至2025年间，丰田取得了巨大的进步，”布特尔说道。

多年来，混合动力乘用车在技术和驾驶体验方面都发生了翻天覆地的变化。“25年前，混合动力车开起来有点怪异。刹车不如非混合动力车平顺。你能感觉到发动机在启动和关闭，而且有时加速也不够强劲，”布特尔解释道。

如今的驾驶体验大不相同。“现在的驾驶非常平顺舒适，这有助于混合动力汽车的普及。而且随着销量的增加，规模效应开始显现，混合动力乘用车的成本与纯燃油车的成本相差无几，”布特尔说道。

与丰田和其他许多乘用车制造商一样，现代汽车的产品线涵盖了燃油车和电动车型。“消费者无需为了提高燃油效率或环保意识而牺牲性能，因为我们全新的混合动力系统能够提供比同等燃油车更高的马力和更低的尾气排放，”现代美国公司产品规划高级经理约翰·肖恩表示。

预计搭载2.5升涡轮增压四缸混合动力系统的2026款现代帕里斯帝（Hyundai Palisade）将比搭载3.5升V6发动机的2026款帕里斯帝多输出40马力。“新的混合动力系统提供了出色的燃油经济性。在某些车型上，油耗将提高12到13英里/加仑，燃油经济性提升约40%到50%。”肖恩说道。

作为一款拥有三排座椅的大型SUV，2026款帕里斯帝将成为首款搭载现代汽车下一代混合动力系统的车型。自2012年索纳塔中型轿车首次在美国推出搭载现代汽车第一代混合动力技术的车型以来，现代汽车便开始在美国市场提供混合动力技术。“我们希望帕里斯帝拥有更强大的混合动力系统，因此第二代系统增加了一台电动机，以改进和提升混合动力系统的性能，”肖恩说道。

商用卡车

2025款车型中，五十铃美国商用卡车公司推出了其首款纯电动汽车。除了这款纯电动NRR-EV中型卡车外，五十铃在美国市场还提供使用汽油（N系列轻型重型卡车）或柴油（N系列轻型重型卡车和F系列中型重型卡车）的内燃机商用卡车。

动力选择对客户来说很重要。“这很大程度上取决于卡车的用途，所以我们有一些客户只考虑电动化，而另一些客户只考虑传统的内燃机。还有一些客户希望他们的车队同时拥有纯电动和纯内燃机卡车，”位于密歇根州普利茅斯的五十铃美国技术中心执行董事杰夫·马西说道。

目前美国市场上销售的五十铃内燃机卡车符合美国环境保护署 (EPA) 现行的氮氧化物 (NOx) 排放标准，即 200 毫克/升。“我们公司正努力确保在 2027 年及以后符合美国 50 个州新的低氮氧化物排放标准，”马西说道。目前正在进行的研发工作主要集中在未来一款主要用于 4 级和 5 级轻型重型卡车的发动机上。“我们希望这款低氮氧化物发动机的排放量比现行标准降低 80%。”马西表示。

除了满足政府排放标准外，客户需求也对发动机的研发起到了重要作用。“我们的客户希望更加环保，同时也希望提高燃油经济性和降低总体拥有成本，”马西说道。虽然目前这款正在研发的发动机主要针对柴油燃料，但“长远来看，它将是一款多燃料发动机，”马西表示。

康明斯工程师正在研发两款用于中型卡车的柴油发动机。这两款发动机采用了康明斯的HELM（高效低排放）发动机策略。

康明斯公司市场战略执行总监吉姆·内伯格尔表示：“新款7.2升和10升柴油发动机在马力和扭矩方面将与现有发动机性能相当或更优。此外，这两款发动机的温室气体排放量也将大幅降低，燃油经济性也将优于现有发动机。”这两款发动机将于2027年上市，届时美国环保署（EPA）将对中型和重型卡车实施新的排放标准。

HELM战略强调灵活性。“我们的发动机可以是柴油——这在全球大多数情况下都是首选燃料——也可以是气体燃料，例如天然气或氢气，”内伯格尔说。

康明斯首款采用HELM平台打造的15升天然气发动机X15N，是一款量产发动机。“我们对这款发动机感到非常兴奋，因为它是首款真正意义上性能媲美柴油发动机的天然气发动机。它能够应对重型长途卡车常见的重量，”内伯格尔表示。X15N天然气发动机于2024年上市，而15升柴油发动机将于2027年推出。