几十年来，内燃机 （ICE） 一直是公路和非公路车辆不可或缺的动力来源。虽然 ICE 作为独立的汽车动力供应商继续展示可持续发展的态度，但它也是越来越多的混合动力汽车（HEV） 应用的重要合作伙伴。
“混合动力技术为减少许多不同类型车辆的油耗和排放提供了一种实用的解决方案，”发动机技术论坛执行董事 Allen Schaeffer 表示，该论坛是一个倡导 ICE、其燃料供应商和生产商的非营利组织。
非公路车辆
“最难电气化的领域——无论是混合动力还是全电动——都是非公路，这只是因为相对于公路车辆或公路卡车的电力需求，非公路空间中设备的电力需求，”约翰迪尔电力系统全球营销与销售总监尼克·布洛克说。
根据 Block 的说法，需要 130+ 马力才能获得最佳性能的非公路车辆是混合动力的理想选择。大型拖拉机、联合收割机和喷雾机是将至少 130 马力用于农业目的的车辆的例子。在建筑领域，130 马力或更高功率的车辆示例包括轮式装载机和平地机。
“基于目前的电池技术，我们相信 130 马力以下的非公路车辆可以有效地实现完全电气化，”Block 说。
约翰迪尔的混合动力电动 850 X-Tier 推土机于 2025 年初抵达北美、欧洲和亚洲的经销商处。同样在 2025 年，非洲成为约翰迪尔 744 X-Tier 混合动力轮式装载机的第一个市场。
“根据世界地区和客户需求，我们提供使用柴油燃料的配备 ICE 的机器，以及使用带有混合动力系统的 ICE 的机器，”Block 说。全电池电动约翰迪尔拖拉机计划于 2026 年进入市场。
Block 表示，非车载电源是混合动力的另一个可行场所。该过程涉及在车辆上产生能量以供非车载使用。例如，农用拖拉机发动机产生的电力可以卸载，为农具（如连接的收割机）供电。“机载动力能够提高机具或辅助系统的准确度、精度和更好的控制，”Block 说。
Caterpillar 开发的新系统将能量传输到在采矿现场工作的大型电动汽车。“您可以将机器与动态能量传输 （DET） 解决方案实现互作性，因此您可以使用该系统运行柴油电动、电池电动甚至混合动力卡车，”卡特彼勒电气化和能源解决方案部技术总监 Krishna Kumar 说。该系统目前正在 Caterpillar 的各个站点进行试用。
创新的 DET 系统集成了关键元件，包括转换来自矿场电源的能量的电源模块、传输能量的电气化铁路系统以及将能量传输到矿用卡车动力总成的机器系统。DET 的基础设施可以定制，以满足各个采矿站点的布局。
除了 DET 系统外，卡特彼勒的产品还包括由柴油电动和电池电动驱动的卡车，例如零排放 R1700XE 地下铲运机。实际上，每个非公路应用都有独特的工作周期和性能要求。
“关键的收获是 Caterpillar 为我们的客户提供了一系列解决方案。这不是一个放之四海而皆准的电源解决方案，“Kumar 说，并强调 ICE 作为主要或次要车载电源”对于我们的一些解决方案仍然存在，例如柴油电动和混合动力系统。
由于当今绝大多数非公路车辆由柴油发动机提供动力，因此燃料在减少不必要的排放方面起着至关重要的作用。在美国，当前的非公路发动机 EPA Tier 4 标准限制了有害废气排放的数量，尤其是颗粒物 （PM）、氮氧化物 （NOx） 和硫。尽管超低硫柴油是 Tier 4 非公路法规要求用于柴油发动机的唯一燃料，但来自可持续或可再生资源的替代燃料也是一种选择。
“我们目前的柴油发动机还能够使用生物燃料/生物柴油、HVO（加氢处理植物油）燃料或其他替代燃料，”洋马美国公司电源解决方案应用工程小组的助理经理 Tanner Crook 说。作为 90 多年来为农业、建筑和海洋部门生产柴油发动机的制造商，洋马现在也在开发混合动力解决方案。
“我们开始看到人们对混合动力和更环保技术的兴趣增加，”Crook 说，他指的是北美正在进行的非公路领域项目。未来的 EPA 法规可能会进一步限制 NOx 和 PM 的排放量。如果 CARB 提议进一步修订其非公路排放标准，则这些强制要求的初始分阶段时间表最早可能从 2029 年开始。
ICE 和 HEV 的前景
洋马在 2025 年初宣布推出游船混合动力概念，掀起了波澜。项目工程师采用现有的 Yanmar 开发的发动机，并通过添加锂离子电池组、电动机和逆变器创建了一个混合动力系统。一个要点是，如果需要，船的动力系统可以仅依靠电动机推进运行，以实现零废气排放。
“洋马的 YF12e 混合动力系统标志着船舶推进的变革性转变，将清洁电动交通与传统柴油可靠性相结合，重新定义了水上的舒适性和可持续性，”没有直接参与混合动力项目的 Crook 说。“ 他补充说，”作为洋马对所有产品领域脱碳的更广泛承诺的一部分，这项创新为混合动力和电动技术成为休闲和商业海洋领域的标准的未来奠定了基础。
氢能通过 Project Brunel 引起了广泛关注。这个由英国政府提供匹配资助的多年期项目于 2025 年 3 月结束，康明斯和技术合作者开发了一款 6.7 升氢 ICE。“该发动机是将于今年夏天晚些时候在印度启动的一个项目的基石，”康明斯的 Nebergall 说。
6.7 升氢 ICE 将成为塔塔汽车牵引拖车车队行驶区域路线的动力源。“这款 6.7 升发动机满足了在印度州际公路上驾驶重型牵引拖车的性能和速度预期，”Nebergall 说。
印度政府正在为该项目提供赠款支持。“氢气是一种零碳燃料，因此卡车的排气管中没有碳，”Nebergall 说，并补充说“印度对氢燃料对能源独立和碳减排非常感兴趣。
从印度项目收集的信息将在全球范围内产生连锁反应。“我们处于早期阶段，但随着这些市场随着氢基础设施的成熟，我们希望将我们的学习扩展到不同的市场，”Nebergall 说。
乘用车行业内部人士认为混合动力是通往全电动的桥梁技术。“从我的角度来看，那座桥越来越长。因此，即使它被认为是一种桥接技术，它也会存在很长时间，“丰田的 Boutell 说。
无论是应用于超小型汽车还是非常实惠的汽车的混合动力技术，还是与涡轮增压发动机、灵活燃料发动机或氢燃料发动机配对的混合动力技术，“某种混合动力技术将存在几十年，”Boutell 预测。
