自2006年以来，总部位于蒙特利尔的混合动力解决方案开发商Effenco Inc.一直在微调其主动启停能源管理系统。该公司的大部分工作集中在具有启停工作周期的6-8类道路车辆上，不过它正在扩展到起重机、钻井设备和终端拖拉机等越野应用领域。
该系统专为不需要发动机推动车辆时，大部分工作时间不动的车辆而设计。该公司很早就意识到，职业车辆的工作周期非常不同，一刀切的混合能源战略并不适用于所有应用。因此，在整个职业卡车市场中，有很大一部分(约40%)是Effenco无法服务的，因为它不符合其应用特点:闲置时间长，低速行驶的车辆占很大比例。
主动启停技术由一个固定网格pto安装启动发电机组成。电动PTO(该公司称其为eSmart PTO)从超级电容器中获取存储的电力，在发动机关闭时为车身负载以及底盘的酒店负载供电。只要速度足够快，超级电容中的能量就会在制动过程中收集，而在低速运行时，有限的功率也可能从发动机中获得。应用程序的能量和功率需求决定了系统上使用的超级电容的数量。
第四代设计迭代也带来了显著的重量节省。“我们能够减小部件的尺寸，但由于放弃了液压动力存储，因此节省了大量重量。用于液压储能的高压蓄能器是厚壁罐，而液压能量传递系统的其他部件，如泵和歧管，则增加了显著的重量。“我们用100磅的超级电容器储存的能量相当于400磅的液压设备和石油，”Effenco公司总裁Colin Ryan说。
“最新的创新是将起动机发电机从老式的液压马达升级为大功率电动马达，”Ryan说。“向电力的演变是由于成本下降和运输级电力电子设备性能的提高，这主要是由电动汽车和其他电力推进应用的增长所推动的。大多数人还没有看到重型汽车领域的潜力，但实际的能量传输设备和负载循环是相似的，”Ryan解释道。“我们提供的系统不像汽车那样轻型，但当我们部署主动启停事件时，我们所说的能量量与电动汽车的推进系统在同一范围内。”
最初，该系统利用液压和蓄能器从制动事件中捕获多余的动能;然而，该系统，现在在第四代，已经发展为全电动混合动力系统。目标当然是尽可能地标准化系统包。Ryan说:“目前，超级电容安装在电动PTO上方的包装几何结构允许我们为不同的应用配置不同版本的PTO，而无需改变外壳。”“我们的动力包很窄(23英寸)，整个体积不到11立方厘米。站在铁轨上。我们可以更换包装内部的部件，同时继续遵守整体专用尺寸的信封。”
电力和能源需求
Ryan解释说，基于液压的动力系统和目前的全电动系统在功率密度上几乎没有权衡。为了快速启动一台大型柴油发动机(8-15升范围)以确保无缝驾驶体验，需要50马力，这使得发动机在大约600毫秒内加速。
一辆开着发动机、开着变速器的汽车在闲置状态下每小时消耗0.5到1.5加仑的汽油。在怠速状态下，发动机消耗能量来克服内摩擦，泵油、冷却剂和燃料，以及将废气推入后处理系统并运行它们。当发动机熄火时，这种能量基本负荷就被消除了。
除了重新启动发动机外，超级电容器储存的能量还用于发动机关闭时的辅助功能，例如垃圾车辆上的垃圾箱提升系统，大约需要12马力。
“以一辆燃料运输卡车为例，它配备了一个300马力的发动机，可能只需要5马力就能泵出燃料。保持发动机旋转所需的柴油与运行卸油泵所需的柴油相比，80-90%用于克服内摩擦，其余用于PTO应用。这完全是浪费精力。”“因此，我们所支持的策略是消除负载，这只是克服内摩擦，而不是出于机械目的。为了让发动机熄火的时间更长，我们使用存储在超级电容中的制动能量，在发动机熄火的情况下运行所有辅助功能。”
“重启(引擎)决定最大值权力我们系统的要求，但是能源要求几乎总是由我们必须在发动机关闭时提供动力的辅助设备决定，以使能量平衡工作，”Ryan说。“当你为垃圾箱提升系统或垃圾车上的压实机提供动力时，你需要在25秒内提供动力，而不是发动机转动一秒，因此能量成为设计考虑因素。”
不仅需要考虑启动车辆所需的绝对功率，还需要考虑发动机在给定时间内启动的次数。在环境温度为100华氏度的工作条件下，Effenco主动启停混合系统可承受每小时120次重启(每天1500次重启)。瑞恩解释说:“如果我们有一辆更大、停车频率更低的卡车，比如一辆每分钟才停一次的自卸卡车，我们可能就不必为这种情况升级动力了。”
“我们经常被问到，‘每次启动引擎时，不会造成额外的发动机磨损吗?无论从理论还是实践层面来看，答案都是否定的。“事实上，消除怠速有几个众所周知的好处，特别是减少润滑油污染，减少每加仑燃料燃烧产生的烟尘，降低发动机和排气的温度波动。”实际上，将闲置时间减少到总运行时间的一部分是延长发动机寿命的最佳策略。”
Effenco没有考虑到的一个有趣的额外好处是它对转售价值的积极影响。以终端拖拉机为例，当它们被二手出售时，其价值取决于累积的发动机总小时数。通过使用Effenco混合系统，每年的使用时间很容易减少一半，Ryan说。“越野施工设备也是如此;所有车辆的磨损都是按累积发动机小时数分类的。通过在闲置时间关闭发动机，我们可以节省大量不必要的发动机小时积累，并最终增加车辆的转售价值。从本质上讲，我们可以让过去被浪费的空闲时间变得有利可图。”
