CN106274630A - 相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车 - Google Patents

Abstract

本发明相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车包括电动车体、保温箱体、相变蓄冷系统、制冷系统、蓄电系统、智能监控系统。其特征是：该绿色电动冷藏车可大、中、小系列化生产，小型化的电动冷藏车运行灵活，适应狭窄道路，能够实现城市街区和乡镇之间的末端冷链运输；该冷藏车能源动力系统采用相变蓄冷和蓄电池蓄电两种蓄能方式，利用夜间谷电进行蓄冷、蓄电，运输过程中依靠相变材料释放冷量或电制冷维持冷藏箱内的低温环境，运输过程无污染、无排放，节能环保、绿色运输，对城市电网的移峰填谷、降低噪音污染、减少NO_X及PM2.5等污染物排放都具有重要作用；智能实时监控系统，可对运输全程进行控制和监视，能够对冷藏箱内状态参数进行全程追溯，可实现冷藏运输品安全的有效监管。

Description

相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车

技术领域

本发明涉及一种相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，属于制冷、冷藏运输及节能技术领域。

背景技术

冷冻、冷藏食品在我国城镇居民的生活中已占很大比例，如日常生活中到中的果蔬、蛋奶制品、肉制品。在当前社会技术水平下，制冷技术仍是食品防腐保鲜的重要方法，为了保障它们的鲜活品质，国内外社会发展过程证明，完善的、无缝连接的食品冷链是食品品质安全的重要保障。从生产地供应到餐桌需要在冷链上加工、生产、运输，应有完整的冷链系统保障食品安全。

现在我国的具体情况是：国内生产供应的大、中型冷藏车能满足从生产基地到城市储备冷库及大型冷鲜蔬菜市场冷链运输需求，但是从城镇的集散地到城镇街区的零售终端、小型超市和小区菜市场等场合，由于道路狭窄，大、中型冷藏车无法到达，没有适合我国国情的冷藏运输配送设备，无法完成“最后一公里”的冷鲜配送，迫使相关从业人员采用土办法、土设备，替代冷藏输配设备的功能，从而造成食品品质下降，甚至是货物的腐烂，形成巨大的社会资源浪费。随着社会发展，需要冷藏保鲜运输的物流规模会越来越大，特别当前随着电商销售模式的快速发展，深入城市街区、城镇乡村，甚至直达消费者家中的小规模多品种冷藏输配形式已经快速形成。我国人民生活水平的快速发展迫切需要冷链输配的无缝连接和冷链设备完善发展。

当前的大、中型冷藏车都是以运输车辆的发动机或独立设置的发动机作为制冷系统的动力源，在冷臧运输过程中，不可避免的具有NO_X、PM2.5等污染物排放及噪音污染等的问题，节能减排、绿色运输是冷藏运输行业面临的亟待解决的重大课题。

高品质的冷链设备是保障食品品质的基础，食品品质安全管理更需要完善的监管平台及体系支撑。现有的冷链运输设备没有装备智能实时监控系统，难以实现冷链运输过程中品质安全的有效监管。

发明内容

为了满足社会发展需求，解决现有技术中的不足之处，实现冷链运输的无缝连接，并实现节能环保、绿色运输，本发明提供一种相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车。

本发明采用的技术方案是：

相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，包括电动车体、保温箱体、制冷系统、相变蓄冷系统、蓄电系统、智能实时监控系统；其能源动力系统采用相变蓄冷和蓄电池蓄电两种蓄能方式。运输过程中依靠相变系统释放冷量(吸收热量)和制冷系统制冷运行维持冷藏箱内的低温环境，其工作模式有以下三种模式：M1，相变释冷模式；M2，电制冷模式；M3，联合制冷模式。其中：

M1、相变释冷模式：运输过程中，使设置在冷藏箱内的相变蓄冷模块吸收冷藏箱内热量，从而维持冷藏箱内的低温环境；同时相变蓄冷模块内的相变材料吸收热量发生相变，由固态变为液体；

M2、电制冷模式：运输过程中，利用所蓄电能驱动制冷系统运行，从冷藏箱内吸收热量，将热量转移到冷藏箱外并排放到外界环境中，从而维持冷藏箱内的低温环境；

M3、联合制冷模式：运输过程中，冷藏箱内的热负荷过大时，单一的相变释冷模式无法维持冷藏箱内的低温环境时，在智能监控系统调节下，相变释冷与电制冷联合运行，一方面相变蓄冷模块吸收冷藏箱内热量，同时制冷系统制冷运行，从冷藏箱内吸收热量，共同维持箱内低温环境；

运输过程中，以维持最长距离的冷藏运输为目标，因为所蓄电能既是电制冷系统的能源，也是冷藏车行驶的动力源，所以节能运行的控制策略，应优先依靠相变材料释放冷量维持冷藏箱内的低温环境；当相变材料吸收热量完全相变后，相变蓄冷系统即无法释放冷量，在此情况下，再启动电制冷运行模式。因此在冷藏运输过程中，M1为优先运行模式。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于绿色电动冷藏车能够大、中、小系列化生产，小型化的电动冷藏车体可以是电动三轮车、电动四轮车或电动两轮车；小型化的电动冷藏车运行灵活，适应狭窄道路，能够实现大型冷藏车难以抵达的城市街区及乡镇的末端冷链运输。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于相变蓄冷系统根据冷藏温度要求配置特定相变温度的相变材料，运输过程中可以利用相变材料释放冷量(吸收热量)维持冷藏箱内的低温环境。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于制冷系统为电驱动制冷系统，优选形式为电驱动蒸汽压缩式制冷系统。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于运输过程中由蓄电系统提供行驶能耗，依靠相变材料释放冷量或电制冷维持冷藏箱内的低温环境，整个运输行驶过程，无NO_X、PM2.5等污染物排放、噪音低，节能环保、绿色运输。

1.所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于能源动力系统采用相变蓄冷和蓄电池蓄电两种蓄能方式，在智能监控系统的调控下，夜间利用谷电给蓄电池安全充电；制冷系统夜间运行，使相变材料放出热量，由液态变为固态，实现相变蓄冷。将夜间丰裕的电能空间转移和移时应用，实现城市电网的移峰填谷及节能利用。。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于蓄电系统、制冷系统、电动车驱动系统的电气规格可以采用dc12V、dc24V、dc48V、dc60V、dc72V、dc310v等多种型号，制冷系统与电动车驱动系统可以采用统一的电气规格或不同的电气规格，优选形式为统一的电气规格。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于电制冷系统的压缩机可以是直流压缩机或交流压缩机，优选形式为直流压缩机；采用交流压缩机时，须利用逆变器将蓄电系统的直流电源转换为交流电源，再驱动交流压缩机运行。

所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于智能实时监控系统包括主控模块、温湿度传感器、信息采集模块、控制输出模块、充电控制模块、GPS定位模块、数据通讯模块、人机交互模块及远程网站服务器等；温湿度传感器设置在冷藏箱内，人机交互模块安装在易于操作的位置，网站服务器远程设置；整车的运行控制、安全保护、监视、故障预警及查询、数据联网通讯等功能全由智能实时监控系统完成，冷藏车的运行状态的关键参数(如温度、湿度和位置信息等)通过网络进行数据上传、远程监视和数据存储，现场和后台网站都可以进行监视和全程追溯，可实现货物品质安全运输的有效监管，对冷藏运输品质安全监管平台及体系建设形成有效支持。

所述相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏的制冷方式可简化为一种方式，相变蓄冷或电制冷；其运行模式也简化为只有M1或M2。

本发明创新性在于：

1)本发明提供的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车够大、中、小系列化生产，小型化的电动冷藏车具有运输灵活的特点，适合城市街区及农村的狭窄道路，最大限度满足了前我国的末端冷链物流输配需求，实现冷链运输的无缝连接；

2)相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车的能源动力系统采用相变蓄冷和蓄电池蓄电两种蓄能方式，可以利用夜间谷电进行蓄冷、蓄电，将夜间丰裕的电能移时应用和空间转移，实现城市电网的移峰填谷及节能利用；

3)运输过程中相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车由蓄电系统提供行驶能耗，依靠相变材料释放冷量或电制冷维持冷藏箱内的低温环境，整个运输行驶过程，无NO_X、PM2.5等污染物排放、噪音低，，符合节能环保、绿色运输的时代主题；

4)智能监控系统能够实时全程监控电动冷藏车运行工况，对冷藏箱内的状态参数可以全程追溯，可实现冷藏运输品质安全的有效监管。

附图说明

图1为本发明相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车的系统示意图。

图2为本发明第一实施例的结构示意图。

图中各部件编号与名称：三轮车体1、保温箱体2、制冷蒸发器3、相变蓄冷系统4、制冷冷凝机组5、智能实时监控系统6、蓄电系统7

具体实施方式

本发明相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，包括电动车体、保温箱体、制冷系统、相变蓄冷系统、蓄电系统、智能实时监控系统。

电动车体包括车架、驱动系统、制动系统及照明指示灯等。安装在电动车体的底盘上的保温箱体，采用聚氨酯保温夹板层，内、外面板用不锈钢板或彩钢板，保温箱内设有照明灯，保温箱内设有温湿度传感器，运行过程中实时进行温湿度采集。制冷系统为电动蒸汽压缩式制冷系统，包括冷凝机组、蒸发器及连接管路，冷凝机组由制冷压缩机、冷凝器、节流机构、冷凝风机、高低压保护器等组成，蒸发器可以是风冷式或直冷式，蒸发器安装在保温箱体内，冷凝机组安装在保温箱体的下方或上方。相变蓄冷系统由独立包装的相变蓄冷模块及安置搁架组成，搁架的功能是保证相变蓄冷模块安放稳定，使其运输过程中不晃动以免造成破损，而且搁架的结构应方便蓄冷模块的收放。蓄电系统包括蓄电池、连接线及电池保护舱，其充放电过程均在智能实时监控系统的调控下进行。智能实时监控系统包括温湿度传感器、控制输出模块、控制输入模块、GPS定位模块、数据通讯模块、显示屏、数据输出接口、充电控制模块以及网站服务器等，温湿度传感器设置在冷藏箱内，人机交互模块安装在易于操作的位置，整车的运行控制、安全保护、监视、故障预警及查询、数据联网通讯等功能全由智能实时监控系统完成。

相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车运输行驶过程中，智能监控系统调节蓄电系统平稳输出驱动能量，保障全行驶，并具有电量指示，缺电保护，过载保护，位置查询等功能。绿色电动冷藏车运输过程依靠相变系统释放冷量和电制冷维持冷藏箱内的低温环境，其工作模式有以下三种模式：M1，相变释冷模式；M2，电制冷模式；M3，联合制冷模式。其中：

M1，相变释冷模式：运输过程中，使设置在冷藏箱内的相变蓄冷模块吸收冷藏箱内热量，从而维持冷藏箱内的低温环境；同时相变蓄冷模块内的相变材料吸收热量发生相变，由固态变为液体。

M2，电制冷模式：运输过程中，利用所蓄电能驱动制冷系统运行，从冷藏箱内吸收热量，将热量转移到冷藏箱外排放到外界环境中，从而维持冷藏箱内的低温环境。

M3，联合制冷模式：运输过程中，冷藏箱内的热负荷过大时，单一的相变释冷模式无法维持冷藏箱内的低温环境时，在智能监控系统调解下，相变释冷与电制冷同时联合运行，一方面相变蓄冷模块吸收冷藏箱内热量，同时制冷系统制冷运行，从冷藏箱内吸收热量，共同维持箱内低温环境。

运输过程中，以维持最长距离的冷藏运输为目标，因为所蓄电能既是电制冷系统的能源，也是冷藏车行驶的动力源，所以节能运行的控制策略，应优先依靠相变材料释放冷量维持冷藏箱内的低温环境；当相变材料吸收热量完全相变后，相变蓄冷系统即无法释放冷量，在此情况下，再启动电制冷模式运行。在冷藏运输过程中，M1为优先运行模式。在保障保温箱内温度的前提下，采取节能运行的控制策略，调控三种制冷运行模式联合运行维持保温箱内的低温环境。

在具备电源条件的场所，对相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车进行蓄冷和充电，相变蓄冷有两种方式，(1)利用冷藏车自有的制冷系统制冷，吸收热量，使配置在冷藏箱内的蓄冷模块进行相变蓄冷。(2)利用专用制冷设备，将多个冷藏车的蓄冷模块集中冷却，进行相变蓄冷。蓄冷和蓄电过程宜在夜间谷电时间进行，不但有利于电网的移峰填谷，实现社会整体节能，而且能够收到明显经济效益。

智能实时监控系统实时控制并监视冷藏车的运行状态、采集存储温湿度和位置信息等关键数据，远程设置网站服务器，通过网络进行数据上传、远程监视和数据存储，现场和后台网站都可以进行监视和数据追溯，对冷藏运输品质安全监管平台及体系建设形成有效支持。

实施例1

图2为本发明具体实施例。

本实施例为一小型相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其温度使用范围为-18～+10℃。整车驱动系统、电动制冷系统、蓄电系统的电气规格统一为48V。

车体采用电动三轮车，驱动电机为48V无刷直流电动机。

保温箱采用整体框架式结构，保温板为60mm的聚氨酯发泡夹芯板，其内表面采用不锈钢板，外表面为彩钢板。

相变蓄冷系统放置在保温箱体内，相变材料的相变温度为-20℃，能够保证冷冻食品及冰激凌的冷藏运输温度要求。相变材料封装成独立的蓄冷模块，每个2.5Kg左右，在保温箱的内表面设置搁架，搁架结构能够使蓄冷模块安放牢稳且易于收放，确保蓄冷模块在冷藏车行驶过程中不会晃动摩擦导致损坏。

蓄电系统电气规格采用48V，将4块规格为30Ah 12v的蓄电池电池串联为48V的电池组，连接线为不小于10mm2铜线，蓄电池设置在电池仓舱内。

制冷系统制由制冷压缩机、冷凝器、节流机构、冷凝风机、高低压保护器、蒸发器、蒸发风机等组成，蒸发和冷凝都采用风冷方式，制冷压缩机及风机都为48V直流电源，节流机构采用热力膨胀阀，蒸发器采取热气旁通除霜。

智能实时监控系统包括温湿度传感器、控制输出模块、控制输入模块、GPS定位模块、数据通讯模块、显示屏、充电控制模块以及网站服务器等，整车的运行控制、安全保护、监视、故障预警及查询、数据联网通讯等功能都由智能实时监控系统完成。显示屏为液晶面板，通过显示面板可进行箱内温度设置，温度设置范围为-18～+10℃，温度显示范围为-30～+50℃(不运行时，夏季车内温度有可能到50℃)，温度设置及显示的分辨率都为1℃，通过显示面板还可实时查询保温箱内温湿度、环境温度、剩余电能指示、行驶速度等工况参数等。实时监控系统配有USB接口、蓝牙通讯功能、及声光报警指示。USB接口方便数据的现场导出，蓝牙通讯方便支持打印机现场打印监控系统存储的数据；远程设置网站服务器，后台网站可以进行实时监视和数据追溯。当整车的工况参数正常时，绿色指示灯亮；当箱内温湿度接近设置界限时，绿色指示灯闪烁预警；当箱内温湿度超过设置界限、偏离预定行驶路线、超速及电气故障时红色指示灯闪烁并伴有声音报警。

需要指出，本发明的具体应用方式不限于上述具体的描述，凡在此思想和原则之内所做的变形、等同替换、改进等均包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.本发明相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，包括电动车体、保温箱体、相变蓄冷系统、制冷系统、蓄电系统、智能监控系统，其能源动力系统采用相变蓄冷和蓄电池蓄电两种蓄能方式，运输过程中依靠相变系统释放冷量和制冷系统制冷运行维持冷藏箱内的低温环境，其工作模式有以下三种模式：M1、相变释冷模式；M2、电制冷模式；M3、联合制冷模式，其中：

M1、相变释冷模式：运输过程中，使设置在冷藏箱内的相变蓄冷模块释放冷量，吸收冷藏箱内热量，从而维持冷藏箱内的低温环境；同时相变蓄冷模块内的相变材料吸收热量发生相变，由固态变为液体；

M2、电制冷模式：运输过程中，利用所蓄电能驱动制冷系统运行，从冷藏箱内吸收热量，并将热量转移到冷藏箱外排放到外界环境中，从而维持冷藏箱内的低温环境；

M3、联合制冷模式：运输过程中，冷藏箱内的热负荷过大，单一的相变释冷模式无法维持冷藏箱内的低温环境时，在智能监控系统调解下，相变释冷与电制冷联合运行，一方面相变蓄冷模块吸收冷藏箱内热量，同时制冷系统制冷运行，从冷藏箱内吸收热量，共同维持箱内低温环境；

冷藏运输过程中M1为优先运行模式。

2.如权利1所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于该绿色电动冷藏车能够大、中、小系列化生产，小型化的电动冷藏车体可以是电动三轮车、电动四轮车或电动两轮车；小型化的电动冷藏车运行灵活，适应狭窄道路。

3.如权利1所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的电动冷藏车绿色电动冷藏车，其特征在于相变蓄冷系统根据冷藏温度要求配置特定相变温度的相变材料，运输过程中利用相变材料释放冷量(吸收热量)维持冷藏箱内的低温环境。

4.如权利1所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的电动冷藏车绿色电动冷藏车，其特征在于其特征在于制冷系统为电驱动制冷系统，优选形式为电驱动蒸汽压缩式制冷系统。

5.如权利1、2、3、4所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于运输过程中由蓄电系统提供行驶能耗，依靠相变材料释放冷量或电制冷维持冷藏箱内的低温环境，整个运输行驶过程，无NO_X、PM2.5等污染物排放、噪音低，节能环保、绿色运输。

6.如权利1、3、4、5所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于能源动力系统采用相变蓄冷和蓄电池蓄电两种蓄能方式，利用夜间谷电进行蓄冷、蓄电，将夜间丰裕的电能空间转移和移时应用，实现城市电网的移峰填谷及节能利用。

7.如权利1、2、3、4、5、6所述的相变蓄冷与电制冷冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于蓄电系统、制冷系统、电动车驱动系统的电气规格可以采用dc12V、dc24V、dc48V、dc60V、dc72V、dc310V等多种型号，制冷系统与电动车驱动系统可以采用统一的电气规格或不同的电气规格，优选形式为统一的电气规格。

8.如权利1、4所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于制冷系统的压缩机可以采用直流压缩机或交流压缩机，优选形式为直流压缩机；采用交流压缩机时，须利用逆变器将蓄电系统的直流电源转换为交流电源，再驱动交流压缩机运行。

9.如权利1所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于智能实时监控系统包括主控模块、温湿度传感器、信息采集模块、控制输出模块、充电控制模块、GPS定位模块、数据通讯模块、人机交互模块等；温湿度传感器设置在冷藏箱内，人机交互模块安装在易于操作的位置；整车的运行控制、安全保护、监视、故障预警及查询、数据联网通讯等功能全由智能实时监控系统完成，能够在现场和远程后台对冷藏箱状态参数(如温度、湿度和位置信息等)进行全程追溯。

10.如权利1所述的相变蓄冷与电制冷联合运行的绿色电动冷藏车，其特征在于绿色电动冷藏车的制冷方式可简化为一种方式，相变蓄冷或电制冷；其运行模式也简化为只有M1或M2。