額定30千瓦、峰值50千瓦、42%的熱效率……各項數據單拿出來都算不上“驚人”的一臺微型增程器,為何成了新能源市場裡的“香餑餑”?在位於南開區的天津內燃機研究所(以下簡稱研究所),記者找到了答案。
攻克“小而強” 定義增程新標准
“我們研發的初衷很明確,就是要做出一款‘剛好夠用’的專用增程器,解決傳統發動機在新能源增程場景下的‘性能過剩’難題。”天津內燃機研究所動力工程研究中心副主任王昊鵬是這款微型增程器項目的負責人。他解釋道,對大多數增程式電動車而言,車輛70%以上的行駛裡程和90%以上的運行時間都處於純電運行工況,傳統技術路線為應對復雜路況而設計的更多功率冗餘,在這裡反而成了成本、空間和能耗的負擔。
瞄准這一痛點,研究所動力工程研究中心於2024年底正式立項,選擇了技術難度大但潛力更優的微型兩缸技術路線。“國際上並非沒有先例,但像某豪華品牌早期搭載的直列兩缸機,就因振動和成本問題未能成功。我們必須同時攻克高性能、低成本和小體積這三道關卡。”王昊鵬說。
實現42%高熱效率,同時將成本控制在市場可接受范圍內,是團隊面臨的最大挑戰,而他們的秘訣在於做“聰明的減法”。“最初的方案因為成本過高在第一輪內部評審中被否決了。”王昊鵬坦言。團隊隨即轉向深度優化,一項關鍵創新是將發動機的凸輪軸數量從常見的四根精簡至一根,並大幅減少了相關零件數量。這種“極簡設計”不僅降低了制造成本和故障率,還通過專利布局構建了技術壁壘。
最終定型的微型增程器,具備額定30千瓦、峰值50千瓦的功率輸出能力,最高熱效率達到42%。產品尚未正式面世,市場的嗅覺已然敏銳。目前,已有7家國內乘用車和商用車企業表達了明確的合作意向,其中天津一家頭部主機廠已率先簽署了樣機共建協議,共同推進實車匹配測試。
“這說明市場確實存在一個巨大的空白。”王昊鵬分析,尤其在城市物流輕卡等商用場景,對成本極度敏感,傳統充電模式受限,一款專用、高效、可靠的小型增程器正是剛需。
在商業模式上,這款增程器采用研究所完全自研、擁有自主知識產權的模式。“企業可以根據需要購買非排他的使用權,我們則能更靈活地為不同客戶進行定制化調整,這大大加速了科技成果轉化的效率。”王昊鵬介紹,研究所實行市場化運行,研發經費直接來自企業合同,這迫使團隊從第一天起就必須緊盯需求、嚴控成本,每一個創新環節都與客戶痛點緊密對齊,通過技術優化和成本精細化管控,最終打磨出的不僅是技術領先,更是商業上立即可用的產品。
天津智造 邁向動力多元化
如果說微型增程器是研究所刺向前沿的一柄“尖刀”,那麼其深厚的行業服務根基與全面的技術體系,則是揮動這柄尖刀的“強壯臂膀”。作為原機械工業部直屬的內燃動力三大重點院所之一,研究所是目前唯一保留獨立第三方服務性質的科研機構,這重身份賦予了它獨特的行業視角與公信力。
“我們的立所之本是‘技術服務’,核心是為整個輕型動力行業提供從設計、研發到檢測認證的全流程解決方案。”天津內燃機研究所黨委副書記、副所長王振對研究所的定位非常清晰。尤其在摩托車領域,研究所的技術服務國內市場佔有率接近40%,牽頭制定了最新的國家標准,其檢測檢驗體系被公認為國內頂尖。“我們是行業規則的參與制定者和技術守門人。”王振說。
“十四五”期間,研究所緊緊圍繞國家“雙碳”戰略,將技術服務的重心導向綠色低碳。在天然氣發動機領域,研究所為安徽全柴動力開發的2.8昇天然氣發動機,通過了中汽研(中國汽車技術研究中心)的嚴格認證,成為國內同排量段中氣耗最低的標杆產品,贏得了市場高度認可。在氫能賽道上,研究所擔當中國內燃機學會氫內燃機技術創新聯盟的副理事長單位,並成功開發了具有自主知識產權的3.5昇氫氣發動機原型機。與此同時,甲醇高效燃燒等關鍵技術預研也已取得階段性成果。
“我們與一汽、廣汽、上汽通用五菱等主流乘用車企,以及玉柴、全柴、江淮等商用車動力巨頭都建立了長期緊密的合作關系。”王振表示,“‘十四五’的目標不僅超額完成,更是實現了‘質的有效提昇’——我們從提供局部服務,越來越多地轉向提供完整的動力系統解決方案,甚至輸出像微型增程器這樣的核心部件。”
面向“十五五”,研究所的路徑更加清晰。“未來的核心戰略是‘能源與動力多元化’。”王振表示,研究所將在鞏固傳統動力技術優勢的基礎上,大力向純氫、純甲醇等零碳發動機領域縱深投入。“我們已經啟動了針對低空飛行器等新型平臺的航空活塞發動機和高效增程動力的技術攻關。未來我們提供的‘心髒’,可能驅動的不只是汽車和船舶,還有翱翔的飛行器。”王振說,這既是研究所面向新質生產力轉型的關鍵一躍,也是踐行科研“國家隊”使命,為國家戰略新興產業提供核心動力支橕的必然選擇。
深厚底蘊離不開一方沃土的滋養。研究所的發展,與天津市的工業根基和高校資源緊密相連。“天津是近代工業的搖籃,更是我們研究所紮根成長的家園。”王振表示,“面向‘十五五’,我們將持續加大在津的研發與產業投入,推動更多‘天津智造’的動力科技成果在這裡誕生、轉化和應用,會聚更多高端人纔,為中國式現代化天津篇章貢獻我們強勁、可靠、創新的‘動力之源’。”(記者 劉宇)









