目前主流发动机的效率能达到什么水平？进一步提高的难点在哪？
要问目前发动机效率改进的难点是什么？只需要去看看目前各个车企正在研发什么，另外再看看他们都在注册哪些专利来抢占先机就知道了。  从我个人这两年的经历来看，一个明显的难点和大家都在砸钱研发的方向，就是动力总成附件/负载的全面电动化和电控化。 在传统的发动机上，大部分附件都是纯机械负载，比如和发动机冷却以及各个部件润滑相关的水泵和油泵，他们大多是由发动机曲轴直接带动的被动负载，油液和冷却液的流量都不可控。 下图红色圈内所示的就是传统发动机的冷却液水泵，直接和发动机曲轴连接，水泵的转速（ = 流量/压力） 直接和发动机转速耦合，所以完全无法主动控制调整。 这种水泵在传统发动机上完成冷却和保护发动机的功能完全没问题，而且因为零部件数目少于是不仅成本低且更可靠。但是在排放和油耗法规日趋严格，以及发动机追求小排量高功率的情况下就完全不一样了，哪怕能带来1%的发动机效率提升车企都愿意各种砸钱。 那么什么是发动机的电动化和电控化？就是将上面提到各种原始机械负载，从增压机，到油泵水泵，再到空调压缩机和真空泵，全部改为电驱动，并搭配对应的控制器ECU。 改为电动的原因在于让这些原来由发动机曲轴带动，并和发动机转速耦合的机械负载完全解耦，可以随意调整转速。 而搭配ECU的目的在于让这些负载变得“智能”，通过软件来控制他们的运行模式。 下面这两张是最近一个行业峰会关于48V电动化应用趋势的截图。 下图显示的是48V弱混应用后可以被电动化的发动机负载。 下面这个是基于48V系统的纯电动发动机油泵集成效果图（图中绿色部分） 说了这么多发动机负载的电动化和电控化，那么为什么将这些机械被动负载改为电动电控负载就可以提高发动机效率呢？ 不知道你们有没有下面的经历？在冷机启动的时候，如果你的车是自动变速箱，你会发现变速箱往往会比暖机的时候在更高转速升挡。 这是因为发动机的尾气处理催化剂需要在高温下才能有效减排，所以在冷启动的时候我们需要尽快热机。但是传统的机械冷却系统第一无法主动加热发动机，第二在这种需要尽快暖机的情况下无法调整冷却流量，于是只能依靠舍弃油耗来尽快暖机。 相反，你是否听说过对于增压的发动机，尤其是最新的三缸增压发动机很多零部件都做了加强处理，尤其是使用了更耐热损耗的材料？ 这又是因为在高压燃烧环境下虽然发动机的效率更高，但是过多的热量如果不能及时被冷却液所交换则会导致机械零部件热损伤。然而传统机械冷却系统因为冷却流量被动由发动机转速控制，而无法根据发动机的实际温度来调整冷却流量大小，于是难以在发动机高温的时候进一步提高冷却流量，导致高压燃烧因为冷却系统的低效不可控而提前遇到天花板，由此限制了增压发动机动力的进一步提升。 所以无论是节能减排，还是增压发动机的动力提升，都需要发动机冷却系统电动化和电控化来进一步改善。  我曾经在下面这个回答中也举过类似的例子： 无论发动机还是纯电动车都需要有一套冷却系统。 在廉价车型还在使用纯机械的被动冷却系统的时候，很多豪华车已经开始使用电驱动软件控制的主动冷却系统。尽管这意味着成本的上升，以及很多时候不可避免的可靠性下降。因为这套系统所带来的好处也是显而易见的： 最大的优势，主动软件控制的冷却系统不再是一个被动的发动机或者电机负载，而是可以自由调控的。在冷却需求很低的时候它可以进入空闲模式而不会无谓地增加油耗或者电耗。而当冷却需求突然升高的时候它也可以直接提供最大流量而不需要依赖发动机或者电机的转速。这样可以最大程度地降低能耗提高发动机效率，且可以通过改善冷却系统而间接帮助发动机动力提升。 而上面提到的这些不仅仅是汽车行业的远景而已，我现在参与的项目中就有对动力总成机械负载做全面电动和软件主动控制改进的，而在去年做专利检索的时候我就注意到通用在美国率先注册了一个发动机主动冷却系统的专利： 这个专利体现了目前发动机负载电动化和电控化的一些最新应用，比起传统的发动机进行了针对效率的很多改进（参考下面的系统截图）： 仅仅标号54的液压阀由两进四出就组合出9种不同的工作模式，比如： 所以如果要总结的话，这样对发动机冷却系统的全面电动电控化不仅可以提升发动机和整体动力总成的效率，还可以间接帮助发动机动力提升。而且这个已经不只是专利了，这套系统在通用代号LSY的第三代发动机上开始应用，从凯迪拉克2019 XT4车型开始搭配，和电子废气阀双涡道增压器，电动滑动凸轮轴系统（实现三阶进气门可变：大升程，小升程和闭缸），一起在发动机负载电动化电控化的方向上改善第三代发动机的效率和动力。 而以我目前工作的一些项目来看，2020年附近也会有更多欧洲豪华品牌开始搭配电动和软件控制的全车热控制系统。 最近有很多人问我未来5年汽车行业最热的方向是哪个？倒不一定是ADAS或者是纯电动这样某个细分方向，而是整个汽车的全面电驱动化和电控智能化。 还记得沃尔沃很久前说的不再造燃油车其实主要指的就是48V系统的全面应用么？这几年48V系统全面普及以后，会有更多以前不可能使用的大功率负载出现来替代纯机械部件。 从发动机增压系统，到空调压缩机真空泵，再到水泵油泵，全车热控制系统，所有以前发动机纯机械驱动的负载都会变成电动的，而且会被独立的ECU软件所独立控制，由此通过改善发动机周边的负载运行效率而“曲线救国“进一步”压榨“发动机的效率极限。 5年之内你就会发现汽车上纯机械的”非智能“系统已经寥寥无几了。 