因量產型固態電池即將進入商業運轉模式,所以許多人大膽預測2030年純電動新車銷售佔比將高達50%,意謂距離內燃機的末日已不遠矣?非也!因牽扯到設置成本、都市計畫與老舊公寓等問題,公共充電基礎設施、家用智能充電設備普及速度緩慢,加上綠能發電比例始終偏低,所以電動新車銷售佔比一旦達到50%之後,就會遇到嚴重的充電瓶頸,銷售佔比很難再提升上去,此時就成為電車與油車正式對抗的開始!沒錯,現在油車或油電車仍顯得悠哉悠哉,畢竟電動車因價格昂貴、里程焦慮、火燒車疑慮、中古行情差等問題,燃油動力銷售量還算平穩,但2030年之後就不是這樣了。
為何還要研發超高效率新引擎?目前的技術已達天花板了嗎?
目前的燃油引擎夠好、夠棒嗎?Ferrari認為尚未達到極致狀態,Porsche或許也有研發新引擎的計畫(https://www.lian-car.com/articles/read/40669.html),Toyota、Mazda、Subaru、Nissan、Honda、BMW、M-Benz...也都在研發新世代引擎,好對應更新、更強的油電動力,藉此與純電動車分庭抗禮,這就是目前車廠的研發趨勢,一方面要搞定新世代純電動車與固態電池,另一方面還是要強化燃油動力,尤其是油電系統。別以為價格相對便宜的燃油車完全沒有隱憂!許多國家為了節能減碳、降低空污現象,因此默默地提高了汽油價格(https://www.lian-car.com/articles/read/40578.html),目的就是要抑制燃油車款的銷售佔比,因此未來內燃機的隱憂,一方面要合乎嚴苛的廢氣排放法規,另一方面燃油效率還要大幅提昇,其實這是很艱難、很煎熬的情況,財力與研發能量不足的車廠,此時只能選擇投靠大規模的汽車集團分享其科技成果,之後還能單打獨鬥的車廠真的不多!好的,如果Honda與Nissan又開始談合併,請不要覺得意外...但前提是Nissan要解決其財務危機,Honda其實只對Nissan的科技研發成果有興趣...中國快速崛起!不只是純電動車、還想跨足內燃機
言歸正傳,中國雖然大力推動電動車,而且是走「國家隊」的方式大量建設公共充電系統,並扶持選手等級的車廠,但論及中國的綠能發電比例,裝置容量雖能達到50%,但風力、水力、太陽能發電都無法提供穩定的電能,因此實際綠能發電佔比僅能達到39%左右。基於此,即便中國純電動車普及率可達到八成,但充其量只是在消耗其發電能量,對於節能減碳、能源分散並沒有太大幫助,因此中國依然有發展氫能、合成燃料、生質燃料、全新高效能引擎等計畫。別以為「高效率引擎」只有Toyota、Nissan、Honda,Mazda、VW集團、M-Benz、BMW...等日德車廠才辦得到,目前中國也是以「國家隊」的方式在研發氫能與新引擎!所以您覺得中國車廠無法取得領先地位嗎?奇瑞汽車集團旗下專攻歐洲市場的電動車品牌《Omoda & Jaecoo》在2025年國際用戶高峰會上,發佈了一個大膽的新目標,並以永續發展為定義,那就是一款熱效率高達48%的內燃機。好的,之前Nissan發表熱效率高達42%的新引擎科技( https://www.lian-car.com/articles/read/40479.html ),其他車廠其實都不太敢吭聲或質疑,因為許多號稱熱效率達到45%或50%的引擎,充其量就只是「特定狀態」才有此優異表現,也就是「瞬間」能達到此一高峰,但平均呢?如果拿來進行完整的WLTP油耗測試,其熱效率往往不到40%,甚至更低!事實上引擎「平均」熱效率能達到38%已經不錯了,基本上熱效率每提升1%,油耗大約可降低2.5%,二氧化碳排放量當然更低,其效益看似不明顯,但是引擎熱效率如果能從38%提升至48%,其節能與減碳效果就會非常顯著!
談一談48%超高效率內燃機的黑科技
如果您有興趣,可以點擊超連結回顧Nissan到底用了什麼黑科技,讓引擎熱效率達到42%,至於Toyota與Honda都只敢標示到41%的熱效率,即便只差1%,贏就是贏!畢竟沒有黑科技的存在,就是難以突破這1%,更別說奇瑞汽車集團的新引擎絕對是用上了一堆黑科技,而且很天馬行空與天方夜譚:‧ 採用26:1的超高壓縮比。目前汽油引擎達到15:1的壓縮比已經非常了不起,多數引擎也只有10:1~12:1的水平,因此「26:1」很難想像這是什麼境界?不定時炸彈嗎?能克服爆震問題嗎?引擎壽命不會變短嗎?維護成本會不會很高?‧ 應用三連桿雙曲線機構。這樣的設計理念,就像是真正的Atkinson引擎,也就是活塞單次下行程就可以讓曲軸轉一圈360度,而不是一般Otto循環的半圈180度,做功效率大幅提昇。至於我們常聽到油電引擎所使用的Atkinson阿金森循環,其實是Miller米勒循環,只因米勒循環專利在Mazda手上,為了避嫌,所以車廠寧可使用阿金森循環這個美麗的錯誤,也不要被誤會是在吃Mazda豆腐。比照下圖的結構,原始的Atkinson循環難道還不夠大、不夠複雜、不夠難搞嗎?
‧ 增添先進的隔熱塗層。讓引擎盡量在高溫狀態運作,達到更好的熱效率。‧ 導入超高比例的35%電子廢氣再循環系統(EGR)。此與第一項26:1超高壓縮比有關,因壓縮溫度極高,所以並不需要點火系統,只需將燃油注入燃燒室中,瞬間就會產生自燃現象,如何精確控制是一大難題,但超高溫將產生大量的NOx污染,以及注入液態燃料瞬間所產生的碳微粒PM污染都是難以克服的問題,因此高比例的35%電子廢氣再循環系統,就是為了降低NOx污染而生,如果控制不了,就得使用昂貴的選擇性觸媒(尿素觸媒)來解決,既然避免不了尿素觸媒,抑或是所有科技都用上了方能消滅NOx,那成本豈不是很高?
至於PM污染,可以比照柴油車使用碳微粒過濾器,但可想而知~種種附加設計都會墊高成本,所以不是Toyota、Nissan...不想這樣搞,而是搞出來後,並不符合成本效益,引擎將會變得非常昂貴,但節能功效也就那樣,最多就是提升個25%,絕不會有50%以上突飛猛進的成效,而且後續維護成本將會非常高,進入油電世代,誰還會料到「引擎經常需要大修」這種鳥事?瞧瞧Toyota的油電動力,這麼多年來,不都是電池先掛、引擎難得故障的情況。
餅畫得太大可能吞不下去!
所以說,不要看到黑科技就高潮!在Toyota、Nissan、Honda,Mazda、VW集團、M-Benz、BMW...等日德一線車廠的眼中,奇瑞汽車所提出的黑科技,無疑就是幼嫩、自我感覺非常良好,以及畫了一個吞不下去的大餅。舉個例子,Mazda Skyactiv-X「火星塞控制壓縮燃燒汽油引擎」也曾挑戰16:1超高壓縮比,最終的市售版本以15:1做收,但始終達不到真正的「壓縮燃燒」境界,意思就是和自家14:1壓縮比汽油引擎相比較,燃油效率只好那麼一點點,大約就是10%左右。好吧,就算是「沒有功勞、也有苦勞」的同情分數給個15%又如何?換句話說,48V輕油電就能輕鬆搞定的事情,壓根不需要什麼「火星塞控制壓縮燃燒」黑科技!而且還會大幅增加引擎成本,故障率與維護費也偏高,而且震動與噪音問題都會比一般引擎更為嚴重,整體來看真的不切實際。所以此引擎也就沒有持續與後續,即便Mazda有考慮在直六引擎上面重演 Skyactiv-X神技,但礙於成本與節能效益實在是比不過200V以上高壓電的油電系統或PHEV,結論就是~發展 Skyactiv-D這種原理相對簡單的低壓縮比柴油引擎,其威力可能勝於 Skyactiv-X這種黑科技,未來還可以使用成本比合成汽油相對便宜很多的環保生質柴油,因此個人看好Skyactiv-D更勝於Skyactiv-X,而且可以用於大型SUV與商用車。是的,個人覺得奇瑞汽車集團的48%超高效率引擎「豪洨」的成分還是比較高!目前的汽油引擎根本撐不住26:1這麼高的壓縮比,不只是引擎本體需要重新設計,活塞、連桿、曲軸...通通都要換上賽車部品,市售車引擎可以這樣搞?那麼一輛新車要賣多少?




▲Nissan複雜、昂貴的可變壓縮比引擎,調校多年才進入量產階段,創新設計哪有那麼好搞?
因此比較可行的作法乃是從柴油引擎著手,成本不會太高,亦能撐住這麼高的壓縮比,只是註定不會有中高轉速,只能純粹低轉速運行。沒關係,此類引擎通常都是朝向串聯式油電動力發展,引擎純粹當發電機使用,轉速低沒什麼大問題,但「三連桿+雙曲軸」創新設計大大增加引擎下半身的體積、重量、複雜度,成本也不在話下,於是又回到那個老問題~這樣的新車要賣多少錢?Nissan研究5年以上,花費許多金錢與精力,才研發出「不可一世」的連續可變壓縮比引擎,但後續還是傳出故障災情,意謂任何創新都有風險,一旦出事就得面臨大規模召回與品牌形象受損,如果導致財務危機絕非意外而是在所難免!已有類似的好大喜功前車之鑑,奇瑞汽車真的還要放手一搏?就算奇瑞汽車敢推...我也不太敢買敢開,顧路風險真的很高…更何況,48%超高熱效率引擎目前還只是個目標、計畫、遠景,提升品牌形象的效果還不錯,但相信此概念仍停留在實驗引擎階段,甚至只是剛開始研究而已,離市售還很遙遠。比較真實的情況,乃是 Omoda & Jaecoo發佈了SHS「超級油電混合動力系統」的實際路試成果,也就是該實驗引擎已完成測試、準備進入市售量產階段。該系統具備米勒循環1.5升TDGI直噴渦輪引擎(中國車廠壓根不避嫌直接使用米勒循環一詞,結構與原理都和Toyota聲稱的阿金森循環相似),搭配兩具電動馬達以及一個智慧 DHT 變速箱,號稱熱效率達 44.5%,百公里油耗為 6 公升,換算後平均油耗為16.6km/h,其實也不怎樣,充其量還無法通過台灣油電車貨物稅減半補助門檻(19km/L),因此Toyota或Volkswagen等車廠沒在怕。
意謂奇瑞汽車集團目前的油電動力效能就是這樣,並沒有非常出色的演出,顯然48%超高熱效率引擎就是個宣誓與形象招牌,接軌歐洲持續進行中的碳稅與永續議題,如果是在美國,川普壓根不鳥什麼永續不永續...給我半個台積電遠勝超高效率內燃機...
