德国宝马（BMW）公司从1978年开始研发以氢气为燃料的内燃机汽车，已研发了六代氢燃料内燃机轿车。2007年完成了全球200万公里的巡回技术展示。德国奔驰公司1978年开发了第1辆氢燃料样车，近几年奔驰公司又将氢燃料项目列入“HY-PASS”课题。2007年欧盟启动了HyICE计划，共有宝马（BMW）、沃尔沃（VOLVO）、福特欧洲中心、格拉兹大学等16家单位参加，旨在开发新一代高热效率低排放氢内燃机，项目最终结论是：氢内燃机是现阶段通向氢能源经济的现实技术途径。2018年4月，英国利物浦集团ULEM Co和Innovate UK合作，成功改装沃尔沃FH16为氢内燃机卡车。
2001年美国福特（Ford）推出了第一辆氢内燃机试验车和多款氢燃料概念车，2007年福特氢燃料V-10发动机正式投产，该6.8L发动机已用于Shutbas示范运行项目。
1990年日本武藏工业大学与日产公司合作研制“武藏8号”液氢内燃机汽车，2006年马自达研制推出了Mazda RX-8氢转子发动机，日本产业技术综合研究所与日本冈山大学、东京都市大学、早稻田大学开发出全球首款能实现高热效率和低NOx排放的火花点火氢燃料发动机，达成了54％的热效率，NOx的排放量达到了20ppm以下，实现近零排放。2018年丰田（TOYOTA）汽车公司发布了一款氢内燃机及未来5年的氢内燃机技术路线图，丰田公司已经开发了多款氢内燃机，有效热效率已经达到46%，接近零排放。预计到2025年，氢内燃机的热效率有希望突破51%，会成为能与燃料电池竞争的动力装置！
2019年德国宝马（BMW）公司原有氢内燃机开发团队组建了KEYOU公司，开发出一款7.8L进气道喷射的增压氢内燃机，热效率可以达到41%，扭矩950N.m。2020年德国博世（BOSCH）先后完成了一个2.0L增压进气道喷射、直接喷射的氢内燃机，升功率接近80kW，热效率超过39%。
2021年，德国MAN公司开始在纽伦堡进行氢内燃机测试，选用了一款16.8L排量的直列6缸柴油机为原型机，提出了氢气低压直喷的均质稀薄燃烧概念，过量空气系数为2.5，氢喷射压力为低压2.2MPa，压缩比为13，氮氧化物排放2g/kWh以下，该款氢内燃机将作为MAN公司氢动力汽车的重要组成部分。
2022年，美国西南研究院（Southwest Research Institute，SwRI）正在探讨清洁汽车技术，以使传统内燃发动机能够高效利用氢燃料。其动力传动组采用不同模拟方法探讨了氢内燃机提高效率的可能性，每一种方法都证明氢内燃机具备达到50%热效率的前景。同时，氮氧化物排放（NOx）达到与燃烧柴油一致的水平，但是没有一氧化碳、碳氢化合物、烟尘或二氧化碳排放。
欧、美、日等发达国家的顶尖汽车公司及零部件制造商，在氢内燃机领域进行了大量的工程开发及示范运行。相比之下，我国氢内燃机的研究开发还处于起步阶段。2007年，重庆直辖十周年科技庆典上，长安汽车公司与北京理工大学合作研发的氢内燃机点火成功。2012～2017年之间，北京理工大学承担军口863项目，完成高比功率氢内燃机设计关键技术研究，开发出进气道喷射涡轮增压氢内燃机。2018年，在上汽产业基金会资助下，北京理工大学联合上海汽车、泛亚汽车及联合电子，开发了近零排放控制技术，取得了积极进展。2021年4月中国一汽新款氢能发动机点火成功，2021年9月广汽氢内燃机点火，2021年12月玉柴K05H大排量氢内燃机点火成功，呈现出良好的研究开发态势。
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