CN107696822A - 主动式车载温度调节系统及其车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了主动式车载温度调节系统及其车辆，该主动式车载温度调节系统包括箱体和至少一个主动式车载温度调节装置，主动式车载温度调节装置包括相互扣合的内罩、中罩与外罩，制冷装置、制热装置及控制装置，中罩与外罩之间夹持基板；主动式车载温度调节装置至少部分嵌入箱体内部并形成循环风路，基板横向延伸出外罩并设有与箱体活动连接的安装部。在本发明中，通过将一个或多个主动式车载温度调节装置部分嵌入箱体内，实现了箱体制冷与制热的多种功能，实现了冷藏与常温运输需求，并能够与箱体实现分体式组装，提高了车辆使用效率，减低了物流企业的运营成本。

Description

主动式车载温度调节系统及其车辆

技术领域

本发明涉及移动式温度控制设备技术领域，尤其涉及一种主动式车载温度调节系统以及基于该主动式车载温度调节系统的一种车辆。

背景技术

冷链商用车辆是具有制冷功能的车辆，其通过内置或者外置的制冷机组进行制冷，产生冷空气对箱体中需要冷藏保鲜的物品进行冷却。传统的制冷机组通常只能制冷，因此存在一定的使用局限性。某些特殊物品需要在0度或者5度进行保藏，现有技术中的制冷机组无法满足上述使用需求。此外，传统的制冷机组在制冷过程中对温控控制的精度不够，极易导致箱体内的物品在运输过程中变质。最重要的是，由于制冷机组与箱体固定安装，导致其不具有可灵活拆卸及移动性能，因此在使用过程中存在一定的局限性。此外，采用固定方式安装的制冷机组的车辆一旦发生损坏，物流公司就必须调配另一辆冷链车辆来运输需要冷链运输的货物，这样就导致了物流企业的运营成本较高。

有鉴于此，有必要对现有技术中的具有温度调节及控制的特种车辆中的温度调节装置予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种主动式车载温度调节装置以及基于该主动式车载温度调节装置的一种车辆，用以实现冷藏与常温运输的需求，实现与箱体的分体式组装，提高车辆使用效率，减低物流企业的运营成本。

为实现上述第一个目的，本发明提供了一种主动式车载温度调节系统，包括：

箱体和至少一个主动式车载温度调节装置。

所述主动式车载温度调节装置包括：相互扣合的内罩、中罩与外罩，以及被内罩、中罩与外罩共同收容的制冷装置、制热装置及控制装置，所述中罩与外罩之间夹持基板；所述主动式车载温度调节装置至少部分嵌入箱体内部并形成循环风路，所述基板横向延伸出外罩并设有与箱体活动连接的安装部。

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置包括压缩机、蒸发器与冷凝器；所述制热装置包括PTC加热器、电磁加热器、辐射管加热器或者电阻加热器。

作为本发明的进一步改进，所述内罩的顶部形成若干进风口，内罩的底部形成若干出风口，所述进风口处设置第一风扇，所述内罩收容所述蒸发器及制热装置，所述制冷装置与制热装置在控制装置的控制下择一运行。

作为本发明的进一步改进，所述外罩容置压缩机、冷凝器(68)、第二风扇及第三风扇及控制装置。

作为本发明的进一步改进，所述控制装置包括：耦合接入车辆电源的温度控制器、辅助继电器、制冷时间继电器、制热时间继电器，以及与温度控制器电性连接的主动接口，与主动接口电性连接的被动接口；所述温度控制器(700)通过探测箱体内部的温度协同辅助继电器(400)，进而择一启动所述制冷装置与制热装置(5)；所述温度控制器通过设定制冷时间继电器的延时时间来设定温度偏差值。

作为本发明的进一步改进，所述两个及两个以上的主动式车载温度调节装置依次通过所述主动接口(200)及被动接口(300)串联，且并行运行。

作为本发明的进一步改进，所述制冷时间继电器的延时时间的设定范围为1至5秒。

作为本发明的进一步改进，还包括接入车辆电源的无线通信装置。

作为本发明的进一步改进，所述无线通信装置包括：Wifi模块、蓝牙模块、ZigBee模块、GPS模块、2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块或者5G通信模块。

同时，本申请还公开了一种车辆，包括上述任意一项发明所述的主动式车载温度调节系统，所述主动式车载温度调节系统由车辆直流电源或者外置交流电源供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明中，通过将一个或多个主动式车载温度调节装置部分嵌入在箱体内，并且在每个主动式车载温度调节装置中分别设置制冷装置、制热装置及控制装置，实现了制冷与制热的多种功能，并通过控制装置对制冷装置及制热装置的温度的精确控制，同时实现了冷藏与常温运输的需求，并能够与箱体实现分体式组装，提高了车辆使用效率，减低了物流企业的运营成本。

附图说明

图1为主动式车载温度调节装置的侧视图；

图2为图1所示出的主动式车载温度调节装置中的内罩的立体图；

图3为图2所示出的内罩的仰视图；

图4为图1所示出的主动式车载温度调节装置中的外罩的立体图；

图5为图1所示出的主动式车载温度调节装置中的基板的立体图；

图6为沿图1中A-A线的剖视图；

图7为沿图1中B-B线的剖视图；

图8为图1所示出的主动式车载温度调节装置中的控制装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例一：

请参图1至图8所示出的主动式车载温度调节系统的一种具体实施方式。在本实施方式中，该主动式车载温度调节系统，包括：箱体和至少一个主动式车载温度调节装置。

具体的，该主动式车载温度调节装置包括：相互扣合的内罩11、中罩10与外罩12，以及被内罩11、中罩10与外罩12共同收容的制冷装置、制热装置5及控制装置，所述中罩10与外罩12之间夹持基板13。所述主动式车载温度调节装置至少部分嵌入箱体内部并形成循环风路，所述基板13横向延伸出外罩12并设有与箱体活动连接的安装部131。该控制装置所涉及的主要电路结构参图8所示。

如图1所示，该循环风路的方向如箭头65与箭头66所示，并采用上进风(箭头65所示)，并在内罩11中经过制冷装置或者制热装置5后，通过制冷装置或者制热装置5对进入内罩11中的空气进行加热与冷却，以形成冷风与热风，并实现下出风(箭头66所示)，从而对箱体内的温度进行冷热调节。

结合图1、图2、图3及图7所示，该内罩11的顶部形成三个进风口111，内罩11的底部形成若干出风口112，所述进风口111处设置第一风扇9，所述内罩11收容所述蒸发器67及制热装置5，所述制冷装置与制热装置5在控制装置的控制下择一运行。第一风扇9驱动箱体内的空气沿箭头65及箭头66的方向进行流动。第一风扇9通过螺丝16与内罩11顶部的进风口111附近固定安装。出风口112可为矩形也可为半圆形或者其他任意形状。第一风扇9被安装座14所固定。

需要说明的是，虽然在本实施例中，循环分路为上进下出，本领域技术人员可以合理预测到，也可采用下进上出或者侧进上下出的方式对箱体内的空气进行冷却与加热。

在本说明各实施例中的术语“箱体”指的是收容物体的容器，并不限定于普通的保温箱，还包括厢式货车的遮蔽箱体、商务车车体等。主动式车载温度调节装置可与外置的220V交流电源通过变压-逆变-整流电路电性连接，以支持该主动式车载温度调节装置的正常工作；当然，主动式车载温度调节装置优选通过直流电源接口56与车辆车辆电源或备用电池电性连接，由车辆电源或备用电池提供的12V直流电进行供电。主动式车载温度调节装置在外罩12的侧部还设置有交流电源接口64，通过外接交流电源来为一个或者多个主动式车载温度调节装置进行供电。同时，在外罩12的侧部的底部设置若干条状的通孔121，该通孔121具有散热功能。

因此，当车辆不启动时，例如车辆不行驶时，可直接接入市电或者备用电池，以维持主动式车载温度调节装置的正常工作，进而维持整个主动式车载温度调节系统的运行，从而持续的为箱体内的温度进行调节与控制，并始终保持箱体内的温度稳定在设定温度范围中，提高了箱体内的需要特定温度保藏的物品的储藏效果，防止物品发生变质与损坏。

在本实施方式中，该内罩11、中罩10与外罩12均可采用注塑件或者钣金件，并优选为注塑件。如图1所示，在实际使用中，内罩11与中罩10嵌入箱体(未示出)的内部，并通过制冷装置或者制热装置5的运行，对箱体内部的温度进行制冷或者加热，以实现冷链与常温运输所需要的温度。在本实施例中，箱体内的温度可被精确的控制在-18摄氏度～25摄氏度，具有较大的保藏温度的控制范围。

参图6与图7所示，在本实施方式中，该制热装置5包括PTC加热器、电磁加热器、辐射管加热器或者电阻加热器，并优选为PTC加热器(以下简称PTC，并在图8中缩写为PTC)。PTC加热器是采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成，具有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。外罩12容置压缩机1、冷凝器68、第二风扇681及第三风扇69及控制装置。

参图6所示，该制冷装置包括压缩机1、蒸发器67，冷凝器68，用于冷凝器68进行冷凝放热的两个第二风扇681，且这两个第二风扇681均与耦合接入车辆电源电性连接。参图7所示，外罩12的顶部还设有两个第三风扇69，从而通过两个第三风扇69为外罩12中的多个元器件进行散热，并通过外罩12的侧部的底部设置若干条状的通孔121实现外部空气循环，以防止外罩12内出现过热，导致元器件出现损坏。

蒸发器67被蒸发器罩体671所收容，冷凝器68被冷凝器罩体682所收容。蒸发器67通过铜管或者毛细铜管及脊片的蒸发吸热原理，对被三个第一风扇9向下推送的空气进行降温冷却，以实现制冷功能。或者，如果箱体内不需要制冷，则通过制热装置5进行加热，第一风扇9向下推送的空气通过制热装置5的散热铝片对空气进行预热，以在图3所示出的出风口112形成热风，以对箱体内的温度进行加热。

参图4该外罩12也可采用注塑件或者钣金件制成，其侧部设有缺口123、缺口124以及若干呈条状的通孔121，其顶部设有缺口122。其中，缺口122处安装第三风扇69。缺口123用于安装开关8。缺口124中安装图1所示出的交流电源接口64及直流电源接口56；其中，该交流电源接口64与图7所示出的接线端子18电性连接。车辆的蓄电池所提供的12V直流电通过直流电源接口56接入主动式车载温度调节装置。

如图5所示，本实施例所示出的基板13由金属板材通过钣金工艺折弯形成，并在顶部形成两个安装部131，每个安装部131开设安装孔132。基板13的四边具有折边，并形成收容一侧开放的收容腔体130，已通过该收容腔体130收容压缩机1、制热装置5、冷凝器罩体682、蒸发器罩体671等组件，并通过该基板13上所开始的螺孔，将内罩11、中罩10及外罩12通过螺栓实现装配。

参图7所示，所述基板13横向延伸出外罩12并设有与箱体活动连接的两个安装部131，每个安装部131开设安装孔132。与此同时，箱体外面的侧壁上设有凸伸出箱体外侧壁的定位柱(未示出)。箱体的侧壁上开设有一个或者多个与中罩10或者内罩11形状相适配的窗口。

当内罩11与中罩10越过窗口并嵌入箱体的侧壁后，定位柱可贯穿并插入该安装孔132中，并使用螺母或者其他紧固件进行锁定，从而将该主动式车载温度调节装置与箱体的侧壁实现活动安装，并通过线缆将其中一个主动式车载温度调节装置与车辆的蓄电池连接，或者通过线缆将两个主动式车载温度调节装置通过图8中的主动接口200与被动接口300进行电性连接，以实现将其中一个主动式车载温度调节装置作为主设备使用，将另一个或者多个主动式车载温度调节装置作为备用设备使用。

通过上述实施方式，提高了具有冷藏或者常温保藏功能的箱体的可靠性与稳定性，当其中一个主动式车载温度调节装置失能后，另一个主动式车载温度调节装置可瞬间替换失能的主动式车载温度调节装置按照仓储要求进行制冷或者加热。具体的，在两个主动式车载温度调节装置进行连接时，线缆的一端连接一个主动式车载温度调节装置的被动接口300，另一端连接另一个主动式车载温度调节装置的主动接口。

参图7所示，外罩12中内置有温度控制器700、主保险丝FS5(10A)设置在外罩12侧部的开关8，压缩机1，接线端子18，该接线端子18与图1中的直流电源接口56电性连接，以及，导轨19，设置在导轨19上的制热时间继电器600、保险丝FS3(2A)、保险丝FS2(10A)、辅助继电器400、制冷时间继电器500及制热装置5。

在本实施方式中，无论是制热还是制冷以及对温度的精确控制均是通过如图8所示出的控制装置实现的。

温度控制器700通过设定制冷时间继电器500的延时时间来设定温度偏差值，借此控制压缩机1的运作频率，提高箱体内部温度的均衡程度；将一个或多个主动式车载温度调节装置部分嵌入在箱体内，多个主动式车载温度调节装置是依次通过主动接口200及被动接口300串联。制冷时间继电器500的延时时间的设定范围为1至5秒。

为了进一步提高该主动式车载温度调节装置以及基于主动式车载温度调节装置所构成的主动式车载温度调节系统的安全性与可靠性，还可在外罩12中设置一个储能单元，以为单个主动式车载温度调节装置提供短时间的电力供应。该储能单元可选用磷酸铁锂电池或者石墨烯电池。

磷酸铁锂电池与石墨烯电池具有体积小，单位体积的储能密度较高的优点，比较适合在对储能与体积要求较高的场合中使用。同时，该储能单元与主动式车载温度调节装置的12V直流电路电性连接，以保持其具有放电功能。

在本实施例中，该主动式车载温度调节装置还包括接入车辆电源的无线通信装置15。优选的，该无线通信装置15包括：Wifi模块、蓝牙模块、ZigBee模块、GPS模块、2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块或者5G通信模块，并优选为GPS模块。

GPS模块可对车辆的运行状态及具体位置进行温度的实时上传与在线监控，从而便于物流企业对车辆的运行状况作实时的监控，提高了物流的智能化管理水平。无线通信装置15通过外置的天线63与后台(物流企业的控制平台)进行通信，以对车辆进行跟踪。

参图8所示，由车辆蓄电池所形成的12V直流电可为单个主动式车载温度调节装置提供12V直流电。该控制装置包括：耦合接入车辆电源的温度控制器700、辅助继电器400、制冷时间继电器500、制热时间继电器600，以及与温度控制器700电性连接的主动接口200，与主动接口200电性连接的被动接口300。温度控制器700通过辅助继电器400探测箱体内部的温度，并择一启动所述制冷装置与制热装置5。

温度控制器700选用型号为IC1DE235A的市售芯片，温度控制器700通过保险丝FS2接入12V主电源，并串联肖特基二极管D1。主动接口200与被动接口300均为8pin通信接口。主动接口200与被动接口300均为环形接口。

其中，主动接口200中的pin1接+12VDC，pin2接-12VDC，pin3输入温度控制失能信号、pin4输入制冷控制信号(active high)、pin5输入制热控制信号(active high)、pin6输入温度传感器信号、pin7输入温度传感器信号、pin8输入Power switch Remote信号(active low)。被动接口300的pin1输出+12VDC，pin2输出-12VDC，pin3输出温度控制失能信号(active high)，pin4输出制冷信号(active high)，pin5输出制热信号(activehigh)，pin6与pin7未连接，pin8输出Power switch Remote信号(active low)。

压缩机1的端子1与端子2分别接入-12VDC与+12VDC；压缩机1的端子3与端子5与制冷时间继电器500连接。该制冷时间继电器500可在温度传感器所采集的实时温度数据下，并通过驱动辅助继电器400调整制冷时间继电器500的延时时间，以确保箱体内的温度位于设定的温度范围内。同时，本实施例中的压缩机1与PTC均直接受控于温度控制器700。同时，在本实施方式中，该PTC的额定电压为12V，额定电流为40A。所选用的压缩机的型号为BD220CL。

在本实施方式中，通过将一个或多个主动式车载温度调节装置部分嵌入箱体，并且在每个主动式车载温度调节装置中分别设置制冷装置、制热装置5及控制装置，实现了制冷与制热的多种功能，并通过控制装置对制冷装置及制热装置的温度的精确控制，同时实现了冷藏与常温运输的需求。使用者可以仅用一台车辆即可将多个箱体和主动式车载温度调节装置一并转移和运输，不仅节省了运输成本，还不用担心车辆停止运行时会对箱体内物品的保温效果有影响，减低了物流企业的运营成本；甚至于，一般的商务车、家用车均可以在其所需放置保温物品的车厢箱体内嵌入一个或多个主动式车载温度调节装置，极大的提高了车辆使用效率，也方便人们在出行过程中携带需要保温的物品。

需要说明的的，在需要制冷或者制热的空间较小的情况下，本具体实施方式所示出的主要由压缩机1、蒸发器67与冷凝器68所构成的制冷装置也可被配置为半导体制冷装置。

实施例二：

本实施例中揭示了一种车辆，包括如实施例一所述的主动式车载温度调节系统，所述主动式车载温度调节系统由车辆直流电源或者外置交流电源供电。该车辆直流电源可为车辆的蓄电池或者其他任何具有提供12VDC的装置。该车辆既可以是箱式货车也可为集装箱或者其他具有遮蔽腔体并需要对内部稳定在设定范围的特种运输车辆。本实施例中的所述主动式车载温度调节系统参实施例一所述，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种主动式车载温度调节系统，其特征在于，包括：

箱体和至少一个主动式车载温度调节装置，

所述主动式车载温度调节装置包括：相互扣合的内罩(11)、中罩(10)与外罩(12)，以及被内罩(11)、中罩(10)与外罩(12)共同收容的制冷装置、制热装置(5)及控制装置，所述中罩(10)与外罩(12)之间夹持基板(13)；所述主动式车载温度调节装置至少部分嵌入箱体内部并形成循环风路，所述基板(13)横向延伸出外罩(12)并设有与箱体活动连接的安装部(131)。

2.根据权利要求1所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述制冷装置包括压缩机(1)、蒸发器(67)与冷凝器(68)；所述制热装置(5)包括PTC加热器、电磁加热器、辐射管加热器或者电阻加热器。

3.根据权利要求2所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述内罩(11)的顶部形成若干进风口(111)，内罩(11)的底部形成若干出风口(112)，所述进风口(111)处设置第一风扇(9)，所述内罩(11)收容所述蒸发器(67)及制热装置(5)，所述制冷装置与制热装置(5)在控制装置的控制下择一运行。

4.根据权利要求2所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述外罩(12)容置压缩机(1)、冷凝器(68)、第二风扇(681)及第三风扇(69)及控制装置。

5.根据权利要求1所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述控制装置包括：耦合接入车辆电源的温度控制器(700)、辅助继电器(400)、制冷时间继电器(500)、制热时间继电器(600)，以及与温度控制器(700)电性连接的主动接口(200)，与主动接口(200)电性连接的被动接口(300)；所述温度控制器(700)通过探测箱体内部的温度协同辅助继电器(400)，进而择一启动所述制冷装置与制热装置(5)；

所述温度控制器(700)通过设定制冷时间继电器(500)的延时时间来设定温度偏差值。

6.根据权利要求5所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述制冷时间继电器(500)的延时时间的设定范围为1至5秒。

7.根据权利要求5所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，还包括接入车辆电源的无线通信装置(15)。

8.根据权利要求7所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述无线通信装置(15)包括：Wifi模块、蓝牙模块、ZigBee模块、GPS模块、2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块或者5G通信模块。

9.根据权利要求1至8任一项所述的主动式车载温度调节系统，其特征在于，所述两个及两个以上的主动式车载温度调节装置依次通过所述主动接口(200)及被动接口(300)串联，且并行运行。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的主动式车载温度调节系统，所述主动式车载温度调节系统由车辆直流电源或者外置交流电源供电。