關于內燃機的有效熱效率上限，"柴油機約55%，汽油機理論空燃比約45%、稀燃約50%。這是由熱力學原理決定的，不以人的意志為轉移。"

6月11日，汽車評價研究院"2026世界動力技術持續創新與市場趨勢研討會"上，清華大學航空發動機研究院教授帥石金用這句話給內燃機熱效率之爭畫了一道物理天花板。他從全球燃油車市場、混動專用發動機熱效率極限和中國油電混合動力車（HEV）出海三個維度，給出了數據驅動和技術分析的判斷。

混合動力全球增長，中國走出了獨特的技術路徑

據2026年4月發布的《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）占比仍高達76.6%。中國、北美和歐洲是全球汽車三大主要市場，占全球汽車的73.2%、全球燃油汽車的67.0%。中國市場規模最大且增速明顯高于北美和歐洲，是全球汽車市場的重要支撐。

帥石金用一組數據勾勒了全球混合動力汽車的增長態勢： 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、墨西哥均為HEV增量市場，其中加拿大增長最快超過90%，巴西維持銷量不變，只有日本下降2%，但HEV占比最高（超過45%）。

中國HEV已經走出了與豐田混合動力車差異化的技術路徑。一是混合動力構型的差異，豐田采用行星齒輪強機械耦合功率分流構型，發動機和電機無極切換運行平穩，而中國車企采用串并聯開關式混聯構型（P1+P3主導），發動機和電機可以機械分開單獨驅動，并以電驅為主、油驅為輔，適用場景更廣，節能效果更優。二是豐田、本田HEV的電池容量偏低，僅1至2度電，起電能緩沖器的作用。中國車企借助多年在插電混動汽車（PHEV）上的技術積累和鋰離子動力電池的成本優勢，將HEV電池容量提升至5度電水平，在冷起動、加速等費能工況更多采用電驅，同時解決了傳統HEV發動機頻繁啟停的高能耗、高排放問題以及發動機介入的NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）問題，而增加的電池成本可控。"中國HEV技術源自PHEV，也是從豐田、本田學的，但已經在開發理念和技術層面進行了超越。"

從全球政策環境看，油電混合動力車（HEV）正迎來更友好的監管空間。歐洲監管重點已從單純壓縮內燃機空間轉向給混合動力緩沖期——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保留了更大空間。日本也在提升可再生燃料比例，2030年起供應含10%生物乙醇的汽油，2040年起增至20%。油電混合動力已成為多國發展的抓手。

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占比結構帶來重大影響。"中國HEV已經走出獨特的技術路徑，面向全球汽車市場有非常好的未來。"

汽油機有效熱效率突破50%的路徑已經走通

作為發動機領域的資深專家，帥石金給出了內燃機有效熱效率的熱力學上限。

內燃機的有效效率等于燃燒效率乘以循環熱效率乘以機械效率?，F代汽油機的燃燒效率接近100%，機械效率約90%，這兩類效率的提升空間有限。真正決定有效熱效率上限的是循環熱效率。內燃機的理想循環不是卡諾循環，而是等容循環，影響等容循環熱效率的兩個核心熱力參數是壓縮比和比熱容比。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在60%~70%，但內燃機很難做到等容循環，做功工質也不是理想空氣，實際工質比熱容比遠小于1.40。

當前混合動力專用汽油機的有效熱效率已遠超40%，理論空燃比可以接近45%，稀燃向50%靠攏是可行的。相比傳統汽油機15個百分點的有效熱效率提升幅度，核心驅動力來自混合動力專用——不追求極限動力性（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、高效增壓和低泵氣損失、低摩擦等技術得以應用。超過50%有效熱效率的技術路徑已經清晰，在實驗室里面已經走通，但這些技術是否在實際發動機上全部采用，需要綜合考慮，平衡好成本、動力性、經濟性和排放性。"

帥石金同時指出，混動專用發動機既要有高的熱效率，也要有寬的高效區，這樣就可以簡化傳動系統，在結構上不需要多檔位變速器來匹配。

中國車企出海要抱團，碳中和燃料是發動機的長期支撐

帥石金對出海話題給出了不同于技術視角的判斷——政策環境與產業生態同樣關鍵。

近年來，全球主要經濟體針對汽車產業的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與非關稅措施的復合型組合。這種由地緣政治博弈驅動的政策收緊，正在從根本上重塑全球汽車貿易的底層邏輯。國家層面需要處理好全球尤其是大國外交關系，積極營造良好的、更加公平合理的國際貿易環境，讓中國倡導的命運共同體理念得到全球認可。

他特別呼吁汽車行業要正視合資品牌對中國汽車產業的貢獻。"對合資品牌汽車要給他們更加友好的政策和生存空間。中國車企要走出去獲得國外客戶的認可，處理好國內合資品牌的合作升級，也是必修的課。"他以泰國為例說明汽車產業抱團出海的正確模式：不是某一家單打獨斗，而是中國車企軍團布局、全鏈條本土化，這才是海外市場歡迎的模式。

從數據看，中國燃油車包括HEV是出口的新增長點。從2025年中國HEV出口區域分布及同比增速看，除日韓外，南美、非洲、東南亞和中美等地區增長態勢非常明顯，歐洲、中東、北美和獨聯體也在增長。"從單一產品出口到產業鏈協同出海，是中國車企必須完成的必答題。"

他同時指出，碳中和燃料是混合動力專用發動機長期存在的關鍵支撐。發動機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，也是中國在車用能源多元化戰略上的重要布局。

從發動機熱效率的熱力學上限到全球油電混合動力車（HEV）的增長數據，從大容量電池HEV的技術突破到產業抱團出海的戰略思考，帥石金的核心觀點貫穿一個邏輯：發動機不會消失，但會以新的形式——高效混動專用、碳中和燃料——繼續發展。中國HEV已經走出了一條從學習到超越的獨特路徑，下一步的關鍵是中國汽車產業鏈協同出海。