在为#2026维也纳发动机年会#上，除了传统老牌欧洲厂家，也有不少中国厂商向欧洲业界在宣传中国的研发思路。其中我觉得讲得最好的当属@增程强哥 演讲的理想第三代增程器的研发过程。因为整个演讲和欧洲厂商的思路非常像，都是完整的发现问题-思考问题-解决问题-证明方案的逻辑链，颇有说服力。下面的第四篇介绍就来看看，这一用在L9 Livis上的增程器是怎么从零开始研发的。

【第一部分：核心价值与研发逻辑】
第一代增程器使用的1.2T三缸由于众所周知的原因NVH表现其实并没有达到的厂商和消费者预期。第二代改用1.5T四缸的增程器后NVH得到了显著改善，最高热效率也从有了明显的提升。只不过这两代产品，均是基于现有的发动机平台继续开发修改而来的，并非从基础上针对增程器应用而设计。

第三代增程器则是全新原生架构增程器，表面的描述之前理想也宣传过，这里就不赘述了。这里重点值得看的是理想是怎么基于增程式客户的需求以及整车工程要求进行定制化设计。

例如，第二代的增程器的NVH已经在了行业中位于前列，若如果想更进一步，应该怎么做？这时候，各个部件的工程思维则需要和整车的造车理念进一步对齐：聚焦客户使用场景，聚焦用户价值与核心需求。那么，什么是用户需求和用户价值呢？从分析中可以看到，客户/用户的首要需求是，增程式汽车能够消除续航里程焦虑。其次是获得媲美纯电动汽车的优越驾驶体验。这就意味着用户对NVH非常关注。第三点是与传统燃油车汽车相比具备更低的运行成本。这就要求整车必须具备出色的燃油经济性。

这里是正向的需求，反向的抱怨呢？“增程器介入时噪音明显”与“两套动力系统维护麻烦”。这意味着客户不仅希望在动力输出上体验纯电感，也希望在售后维保上享受纯电车的便利性。

遵循这个思路和基于详尽的用户调研，第三代增程器的研发优先级确立为：首要工程目标是实现致的NVH表现。其次是实现更低的实际道路油耗，并非台架油耗。第三是实现如同纯电动汽车般的保养周期。 最后一点同样不可忽视，即实现极其紧凑的物理体积，这是来自整车平台架构的刚性需求。

【第二部分：第三代增程器技术解析】
那第三代增程器的使用了什么核心技术来达成上述目标？首先，考虑到Package的需要，1.5T的四缸依然被选用为发动机构型本体。它具备15.2的高压缩比以及1.28的大行程缸径比。此外，深度米勒循环和带有水冷系统的低压EGR也一并使用。

1. 优秀的NVH表现
对于增程器来说，优秀的NVH表现应该包含三个方面。第一是低噪音水平，这意味着极低的声压级。第二是出色的声音品质，音质必须纯粹、干净，没有粗糙感或异音。第三则是无感的发动机启停。这样座舱内的驾驶员在发动机启动时，或者当我们在纯电与增程模式之间切换时，都不会感觉到任何变化。

如何达成这一目标？三代增程器的核心理念是正向研发，而不是事后修补。在研发过程中，整个增程器的NVH目标会被进行逐步拆解，直至子系统和零部件级别。在此过程中，NVH始终保持着最高优先级。 这意味着在每一个设计阶段都进行了多轮的仿真与优化，随后进行完整的增程器NVH测试，以验证目标是否达成，并找出需要进一步优化的区域。通过全流程贯彻V模型，实现自上而下的目标分解并结合自下而上的闭环验证。

电子可变气门正时系统也就是EVVT对于实现无感的启停表现至关重要。市场上普遍采用的是高压缩比发动机。当发动机启动时，缸内气体压缩带来的转速的波动会产生非常明显的冲击。目前市面上常见的解决方案是通过软件控制发动机停机操作，以减少气缸内的压缩气体。这是一个不错的方案，但算不上卓越。 通过EVVT，进气门可以在发动机启动过程中保持相当长时间开启，而无需像之前一样等待油压建立来调节VVT，这相当于一个Decompression Start。通过这种方式，能够从源头上消除高压冲击。经过对比测试。相较于软件解决方案，采用EVVT可将振动降低约80%。

在结构方面，三代增程器采用了经过强化的底座式气缸体以及高强度曲轴。因为整体刚性及模态性能是实现优异NVH表现的关键基础。内置式TVD和高解耦飞轮可以针对飞轮振荡引起的刺耳噪音进行优化。此外，油底壳采用了三明治结构，以最大限度地减少底部的辐射噪声。最后，发动机外围还采用了靶向声学封装的设计，也就是说，发动机并非盲目被整个包裹起来，而是仅在最关键的部位进行声学封装。这样不仅效果更佳，还能减少不必要的增重。

2. 更低的实际道路油耗
一台发动机有非常优秀的最高有效热效率并不代表它一定能带来出色的实际道路油耗表现。虽然热效率是衡量一台内燃机燃油经济性的重要指标。但这还不够，宽广的高效工作区间才是更低实际道路油耗的关键。

所以三代增程器的开发重点之一就是能提供更宽广高效区间。而且考虑到中国之辽阔，这个个高效区间不应只是在台架上测出来，或者是只在常规工况下起作用，更是在特殊工况下它依然能够稳定发挥。

达成这目标依赖于两项核心技术：高滚流燃烧系统以及的宽域EGR技术。

这套高滚流燃烧系统是理想自研，湍流强度（Turbulence Intensity）和滚流比（Tumble Ratio）均达到了市场顶尖水平。这套燃烧系统包含十项关键技术。所有这些技术均经过多轮迭代优化，以确保在所有运行工况下都能获得最佳的缸内气流运动与燃烧效果。最终，该系统可承受高达30%的EGR率，为低油耗奠定了坚实基础。例如，为了够将气缸滚流中心拉近气缸几何中心，活塞的设计上采用了最大尺寸的球面活塞顶。通过这种设计，能有效促进了燃烧速度。相相比之下，滚流比和湍动能提升了约40%。

宽域EGR技术是为了解决目前低压EGR存在一个问题：冷凝水。因为目前在中国的高热效率发动机中，几乎所有的产品都采用了低压EGR。而正是因为冷凝水现象导致该系统在高温高湿环境下无法使用。而在冬季，冷凝水也就意味着管路结冰。因此，目前EGR在冬季通常也无法启用。一旦启用，EGR进气口和涡轮增压器前端在冬季的时候可以很清晰地看到里面结了大量的冰。因此，在零度以下或容易结冰排液的环境中运行EGR，仍是业界十多年来未能攻克的挑战 。

不过这次在三代增程器上，这个问题通过重新思考第一性原理在系统架构、软件算法、硬件设计以及测试验证上解决了，将在业界里只能在5°C以上环境启用的EGR扩展到了-10°C的低温。继续深入具体可以看图上介绍。

除了冷凝水，高EGR率也会导致燃烧稳定性变差，如果控制精度不好，就会面临爆震或失火的风险 。在三代增程器上，即使在高达30%的EGR率下，我们的燃烧系统仍能将循环变动率控制在3%以下。而其他燃烧系统可能在25%左右的低EGR率时就达到了极限。

3. 纯电车般的保养周期
增程器的第三大工程目标是纯电车般的保养周期。以前早期通常是半年或5,000公里就需要进行一次维护。目前大多数燃油车，以及之前是第二代增程器，使用的是基于里程或时间的间隔提醒机制。通常设定为一年或10,000公里。再高级点就是某些欧美品牌汽车以及国内部分增程电车所采用的Rule-based Algorithm。但这同时意味着它们无法真实反映不同客户驾驶工况的个体差异。

三代增程器的目标是实现三年或30,000公里的超长维保周期。那如何实现这一目标？除了使用AI算法外，还得从系统工程的层面进行思考。首先，强大的硬件基础能力必不可靠，此外还专门定制了0W16粘度的超长效机油，具备优异的抗氧化性及极低的蒸发损失。优化了润滑系统以降低机油消耗和对机油滤清器进行了升级，以确保充足的容尘量 。曲轴箱的通风系统也被设计为了全工况下都能进行，以清除曲轴箱内的水分和燃油稀释物。

至于AI算法应用则有物理机理模型来兜底，避免大模型在使用过程中出现幻觉的情况。确保能够为车辆维保提供高精度、实质性的保养预测。

【第三部分：各项测试结果与技术突破】
与第二代系统相比，在各个运转工况下，即从10kW到70kW的发电功率区间，噪音都降低了约5dB。虽然从数字上看并不大，但实际上5dB是个很大的差距了。在非带载怠速工况的横向对比图中，三代增程器实现了57.5分贝水平，无论是与1.5升自吸发动机还是1.0T发动机比，都展现出很大的优势。

至于更低的实际道路油耗，在图表中大家可以看到，在超过40%的循环工况下，三代增程器的高效区比竞品大出约66%。

关于宽域EGR，就像上面所说的，已经成功实现了在-10°C的环境中正常运行EGR。对比结果展示，在应用该技术前存在大量冷凝水。而在右侧，几乎没有，或者只有微量冷凝水。同样在冬季工况下，左侧很快就出现了冷凝水并结冰。而右侧几乎没有。

至于纯电车般的维保体验，结果非常简单明了。3代增程器实现了三年或30,000公里的超长免维护周期。这不仅为消费者节省了养车成本，同时也降低了增程器的制造成本，因为可以从硬件架构上直接取消了机油液位传感器和机油温度传感器。

【最后总结】
中国厂商出海不仅要产品力强，还得让海外的人真切去知道为什么强，怎么做到的，这才能让外国客户产生信任感。这点欧洲厂商做的很好，理想也在这条路上逐渐发力。希望以后能有更多中国厂商在这种国际舞台上展示自己的技术实力。[吃瓜]