CN109562703A - 电池寿命预测及监测 - Google Patents

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Abstract

一种用于交通工具的制冷系统，其包括与冷凝器和蒸发器流体连通的压缩机。压缩机包括可变速电动机并且采用了使用制冷剂注入的容量调节。冷凝器和蒸发器包括可变速风扇。制冷系统包括电池，其用于向制冷系统供电。电池由包括交通工具的一个或更多个电源充电。制冷系统包括控制模块，该控制模块被配置成监测电池的一个或更多个特性并且基于电池的一个或更多个特性来控制压缩机、冷凝器和蒸发器中的一个或更多个的一个或更多个操作参数。

Description

电池寿命预测及监测
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月28日提交的美国发明专利申请第15/635,249号的优先权，并且还要求于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,652号的权益。以上提到的申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
下述申请中的每一个的全部公开内容通过引用并入本文中：于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,608号；于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,620号；于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,626号；于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,631号；于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,639号；于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,647号；以及于2016年6月30日提交的美国临时申请第62/356,666号。
技术领域
本公开内容涉及交通工具，并且更具体地，涉及交通工具的制冷系统。
背景技术
压缩机可以用于各种工业和住宅应用中以使制冷剂循环以提供所需的加热或冷却效果。例如，压缩机可以用于在制冷系统、热泵系统、供热通风与空气调节(HVAC)系统或冷却器系统中提供加热和/或冷却。这些类型的系统可以是固定的，例如在建筑物或住宅中，或者可以是移动的，例如在交通工具中。交通工具包括基于陆地的交通工具(例如，卡车、汽车、火车等)、基于水的交通工具(例如，船)、基于空气的交通工具(例如，飞机)以及通过陆地、水和空气中的多于一个的组合来操作的交通工具。
这里提供的背景描述是出于总体上呈现本公开内容的背景的目的。既未明确也未隐含地承认目前署名的发明人在该背景技术部分中描述的程度上的工作以及在提交时可能不能算作现有技术的描述的方面为针对本公开内容的现有技术。
发明内容
本部分提供了对本公开内容的总体概述，而不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
提供了一种用于交通工具的制冷系统，并且该制冷系统包括与冷凝器和蒸发器流体连通的压缩机。压缩机包括可变速电动机并且采用了使用制冷剂注入的容量调节。冷凝器和蒸发器包括可变速风扇。该制冷系统包括电池，其用于向该制冷系统供电。电池由包括交通工具的一个或更多个电源充电。制冷系统包括控制模块，该控制模块被配置成监测电池的一个或更多个特性并且基于该电池的一个或更多个特性来控制压缩机、冷凝器和蒸发器中的一个或更多个的一个或更多个操作参数。
在其他特征中，电池的一个或更多个特性包括电池的电压、由电池供应的电流、电池的内阻以及电池的充电状态。一个或更多个操作参数包括压缩机的电动机的速度、压缩机对制冷剂注入的使用、冷凝器风扇的速度以及蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，控制模块以预定顺序控制一个或更多个操作参数。
在其他特征中，控制模块基于电池的一个或更多个特性来降低压缩机的电动机的速度。
在其他特征中，控制模块基于电池的一个或更多个特性来降低冷凝器风扇的速度。
在其他特征中，控制模块基于电池的一个或更多个特性来停止压缩机对制冷剂注入的使用。
在其他特征中，控制模块基于电池的一个或更多个特性依次关闭压缩机和冷凝器风扇，并且然后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，响应于电池的一个或更多个特性小于或等于预定阈值，控制模块依次降低压缩机的电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭压缩机和冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，控制模块确定电池的充电状态，并且响应于充电状态低于或等于预定阈值，该控制模块依次降低压缩机的电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭压缩机和冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，控制模块监测由电池供应的电流和电压，基于该电压和电流估计电池的内阻，并且基于电压和内阻估计电池的充电状态。响应于充电状态低于或等于预定阈值，控制模块依次降低压缩机的电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭压缩机和冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，控制模块监测电池的电压，估计电池的内阻，并且基于电池的电压和内阻来指示是否要维修或更换电池。
在其他特征中，控制模块包括：监测模块，用于在压缩机关闭时监测电池的电压；以及调整模块，用于响应于电池的电压小于或等于预定阈值而调整操作参数中的一个或更多个。
在其他特征中，控制模块包括监测模块、估计模块、比较模块、预测模块和调整模块。监测模块被配置成在制冷系统操作时监测电池的电压和由电池供应的电流。估计模块被配置成基于电压和电流来估计电池的内阻。比较模块被配置成将电压和内阻与压缩机关闭时测量的相应值进行比较，并且与压缩机满容量操作时测量的相应值进行比较。预测模块被配置成基于上述比较来预测电池的充电状态。调整模块被配置成基于电池的充电状态调整一个或更多个操作参数。
在其他特征中，控制模块包括监测模块、估计模块、比较模块和诊断模块。监测模块被配置成在制冷系统操作时监测电池的电压和由电池供应的电流。估计模块被配置成基于电压和电流估计电池的内阻。比较模块被配置成将电压和内阻与在制冷系统的先前操作期间存储在控制模块中的相应值进行比较。诊断模块被配置成基于上述比较来指示是否要维修或更换电池。
在其他特征中，响应于内阻相对于存储值增大相应的预定量或者电压相对于存储值减小相应的预定量，诊断模块指示电池需要维修或更换。
在其他特征中，一个或更多个电源包括经由插座接收的来自公用设施的电力。
在其他特征中，插座被配置成经由连接在插座与建筑物的壁装插座或充电器之间的电源线从公用设施接收电力。
在此外的其他特征中，提供了一种用于操作交通工具的制冷系统的方法，其中，该用于交通工具的制冷系统包括与冷凝器和蒸发器流体连通的压缩机，其中该压缩机包括可变速电动机并且采用了使用制冷剂注入的容量调节，并且其中冷凝器和蒸发器包括可变速风扇。该方法包括监测向制冷系统供电的电池的一个或更多个特性，该电池由包括交通工具的一个或更多个电源充电。该方法还包括基于电池的一个或更多个特性来控制压缩机、冷凝器和蒸发器中的一个或更多个的一个或更多个操作参数。
在其他特征中，电池的一个或更多个特性包括电池的电压、由电池供应的电流、电池的内阻以及电池的充电状态。一个或更多个操作参数包括压缩机的电动机的速度、压缩机对制冷剂注入的使用、冷凝器风扇的速度以及蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，该方法还包括以预定顺序控制一个或更多个操作参数。
在其他特征中，该方法还包括基于电池的一个或更多个特性降低压缩机的电动机的速度。
在其他特征中，该方法还包括基于电池的一个或更多个特性来降低冷凝器风扇的速度。
在其他特征中，该方法还包括基于电池的一个或更多个特性来停止压缩机对制冷剂注入的使用。
在其他特征中，该方法还包括基于电池的一个或更多个特性依次关闭压缩机和冷凝器风扇，并且然后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，该方法还包括：响应于电池的一个或更多个特性小于或等于预定阈值，依次降低压缩机的电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭压缩机和冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，该方法还包括：确定电池的充电状态，并且响应于充电状态低于或等于预定阈值，依次降低压缩机的电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭压缩机和冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，该方法还包括：监测由电池供应的电流和电压，基于该电压和电流估计电池的内阻，并且基于电压和内阻估计电池的充电状态。该方法还包括：响应于充电状态低于或等于预定阈值，依次降低压缩机的电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭压缩机和冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
在其他特征中，该方法还包括：监测电池的电压，估计电池的内阻，并且基于电池的电压和内阻指示是否要维修或更换电池。
在其他特征中，该方法还包括：在压缩机关闭时监测电池的电压，以及响应于电池的电压小于或等于预定阈值而调整操作参数中的一个或更多个。
在其他特征中，该方法还包括在制冷系统操作时监测电池的电压和由电池供应的电流，并且基于该电压和电流估计电池的内阻。该方法还包括将电压和内阻与压缩机关闭时测量的相应值进行比较，并且与压缩机满容量操作时测量的相应值进行比较。该方法还包括基于上述比较来预测电池的充电状态，以及基于电池的充电状态调整一个或更多个操作参数。
在其他特征中，该方法还包括在制冷系统操作时监测电池的电压和由电池供应的电流，并且基于该电压和电流估计电池的内阻。该方法还包括将电压和内阻与在制冷系统的先前操作期间存储的相应值进行比较，并且基于该比较指示是否要维修或更换电池。
在其他特征中，该方法还包括：响应于内阻相对于存储值增大相应的预定量或者电压相对于存储值减小相应的预定量，指示电池需要维修或更换。
在其他特征中，一个或更多个电源包括经由插座接收的来自公用设施的电力。
在其他特征中，该方法还包括：经由连接在插座与建筑物的壁装插座或充电器之间的电源线从公用设施接收电力。
根据详细描述、权利要求书和附图，本公开内容的另外适用领域将变得明显。详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
根据详细描述和附图将更充分地理解本公开内容。
图1A和图1B是示例交通工具系统的功能框图。
图2A和图2B是包括用于交通工具的制冷系统的电池组和用于对该电池组充电的示例充电系统的示意图。
图3是包括共晶板和蒸发器系统的交通工具的制冷系统的示例实现方式的功能框图。
图4A包括具有多个共晶板的示例制冷系统的一部分的功能框图。
图4B包括具有多个蒸发器系统的示例制冷系统的一部分的功能框图。
图5包括具有控制模块、交通工具的传感器和交通工具的致动器的示例系统的功能框图。
图6是用于监测和预测电池寿命的示例系统的功能框图。
图7是用于监测和预测电池寿命的示例方法的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元素。
具体实施方式
本公开内容涉及用于预测和监测在交通工具的制冷系统中使用的电池组的寿命的系统和方法。使用电池电压和电流来估计电池的内阻。将电池电压和估计的电阻与已知的满载值和空载值进行比较。基于该比较预测电池组的充电状态。基于电池组的充电状态调整一个或更多个系统参数以确保足够的运行时间并且防止过度的电池放电。此外，将电池组的电压和估计的内阻的当前值与相应的历史读数进行比较以确定当前值是否与历史值类似。如果当前值与历史值的差异超过预定量，则向用户通知需要维修或更换电池。
本公开内容被如下组织。首先，参照图1至图5描述根据本公开内容的交通工具的制冷系统。随后，参照图6和图7详细描述与预测和监测电池寿命有关的本公开内容的各方面。
图1A和图1B是交通工具100的示例系统的功能框图。交通工具100包括内燃发动机104，该内燃发动机燃烧汽缸内的空气和燃料以生成针对交通工具100的推进扭矩。发动机104可以燃烧例如汽油、柴油燃料、天然气和/或一种或更多种其他类型的燃料。发动机104将扭矩输出至传动系统108。传动系统108将扭矩传递至交通工具的两个或更多个轮。虽然提供了轮式交通工具的示例，但是本申请不限于具有轮的交通工具，并且还适用于基于水的交通工具和/或基于空气的交通工具。
电源112由发动机104驱动，并且该电源将发动机104的机械能转换成电能以对电池116充电。电源112可以包括交流发电机、发电机以及/或者将发动机104的机械能转换成电能的其他类型的设备。虽然提供了单个电源的示例，但是可以包括由发动机104驱动的多个或零个电源。电源112例如可以是(例如图1A的示例中的)12V交流发电机和/或(例如图1B的示例中的)48V交流发电机。
交通工具100还包括电池组120。仅作为示例，电池组120可以是48伏(V)直流(DC)电池组，但是也可以使用另一种合适的电池组。电池组120可以包括连接在一起的两个或更多个单独的电池，或者可以包括一个电池。例如，在48V电池组的情况下，电池组120可以包括串联连接的四个12V电池。可以将这些电池连接成使得也可以从电池中的一个电池、两个电池或三个电池获得较低的电压，例如12V、24V和/或36V。
图2A和图2B是包括用于交通工具的制冷系统的电池组120和示例充电系统的示例的示意图。在图2A和图2B的示例中，电池组120包括串联连接的四个单独的12V电池。这些电池被布置成两组(A和B)，每组具有串联连接的两个单独的12V电池(电池1和电池2)以提供两个24V基准电位。
返回参照图1A和图1B，电池组120向制冷系统124供电。制冷系统124冷却制冷空间128。制冷空间128可以是基于设定点温度冷却的一个制冷空间。替选地，可以将制冷空间128(例如，物理地)分成多个制冷空间，这些制冷空间可以基于相应的设定点温度被冷却。例如，可以基于第一设定点温度(例如，用于冷藏物品)来冷却制冷空间128的第一部分，并且可以基于小于第一设定点温度的第二设定点温度(例如，用于冷冻物品)来冷却制冷空间128的第二部分。这种交通工具的一个示例包括用于在各个位置之间运输易腐食品的卡车。可以分别基于一个或多个制冷空间内的一个或多个温度以及一个或多个设定点温度，利用闭环控制系统来冷却一个或多个制冷空间。
交通工具100包括门132，门132提供进入制冷空间128的入口以例如装入和卸下制冷空间128的内容物。虽然提供了一个门的示例，但是交通工具100可以包括两个或更多个门。一些交通工具包括十四(14)个或更多个门。
解锁致动器136和锁定致动器140可以分别解锁和锁定门132。解锁致动器136和锁定致动器140可以例如分别将销滑出接纳部和滑入接纳部以锁定和解锁门132。在各种实现方式中，可以向制冷空间的每个门设置解锁致动器和锁定致动器。
制冷系统124的控制模块(下文中进一步讨论)可以响应于用于解锁交通工具100的客舱门的用户输入而致动解锁致动器136以解锁门132(以及通往制冷空间128的其他门)。控制模块可以响应于用于锁定交通工具100的客舱门的用户输入而致动锁定致动器140以锁定门132(以及通往制冷空间128的其他门)。可以通过例如无线密钥卡、移动设备(例如，移动电话、平板电脑或其他手持设备)、远程计算机系统和/或可从交通工具100的客舱内访问的一个或更多个锁定/解锁开关来提供用于锁定和解锁客舱门的用户输入。
可以使用多个不同的电源对电池组120充电。例如，在图1A的示例中，交通工具100包括电压转换器150，其将电源112输出的电力(例如，12V)转换成用于对电池组120充电的电力。电压转换器150可以将电源112的DC输出转换为例如240V交流电(AC)。由于电源112由发动机104的旋转驱动，因此电源112可以用于在发动机104运行时对电池组120充电。
虽然电源112被示为提供用于对电池116和电池组120二者充电的电力，但是也可以使用第二电源将发动机104的动力转换成用于电池组120的电力。在这种情况下，电源112可以用于对电池116充电。在各种实现方式中，可以省略电压转换器150和开关162，并且可以不使用发动机104对电池组120充电。替代地，可以通过一个或更多个其他电源(例如下文中进一步讨论的那些电源)对电池组120充电。
作为另一示例，在图1B的示例中，电源112可以对电池组120充电。在该示例中，电压转换器152可以将电源112输出的电力(例如，48V)转换为用于对电池116充电的电力。电压转换器152可以将电源112的DC输出转换为例如用于电池116的12V。然而，替选地，可以使用另一电源来对电池116充电。在各种实现方式中，可以省略用于对电池组120充电的(由发动机驱动的)电源。
可以使用经由插座154接收的来自公用设施的电力对电池组120充电。插座154被配置成接收AC或DC电力。例如，插座154可以通过连接在插座154与建筑物的壁装插座或充电器之间的电源线(例如，延长线)从公用设施接收AC电力。插座154可以是例如单相110/120V或208/240V的AC插座或3相208/240V的AC插座。在各种实现方式中，交通工具100可以包括110/120V的AC插座和208/240V的AC插座二者。虽然提供了接收AC电力的插座154的示例，但是插座154可以替选地经由电源线接收DC电力。在各种实现方式中，交通工具100可以包括一个或更多个AC插座和/或一个或更多个DC插座。经由插座154从公用设施接收的电力将被称为岸电。
交通工具100还包括一个或更多个电池充电器158。电池充电器158使用经由插座154接收的岸电(或者在图1A和图2A的示例中由电压转换器150输出的电力)对电池组120的电池充电。当插座154连接至岸电时，开关162断开(或被断开)以隔离来自电源112的电力。虽然开关162被示意性地示为一个开关，但是开关162可以包括一个开关装置、两个开关装置或多于两个开关装置(例如，常闭继电器或常开继电器)。在图2A和图2B的示例中，开关162被示为包括两个继电器，每个电力线一个继电器。
当插座154连接至岸电并且交通工具100的点火系统关闭时，开关166闭合(或被闭合)以将电力从插座154中继至电池充电器158，并且电池充电器158使用岸电对电池充电。虽然开关166也被示例性地示为一个开关，但是开关166可以包括一个开关装置、两个开关装置或多于两个开关装置(例如，常闭继电器或常开继电器)。在图2A和图2B的示例中，开关166被示为包括两个继电器，每个电力线一个继电器。
当交通工具100的点火系统开启时，开关166将插座154与电池充电器158隔离。在图1A和图2A的示例中，当交通工具100的点火系统开启(使发动机104运行并且电压转换器150输出电力以对电池组120充电)时，开关162将电压转换器150连接至电池充电器158。然后，电池充电器158可以使用电压转换器150输出的电力对电池组120的电池充电。在图1B和图2B的示例中，当交通工具100的点火系统开启(使发动机104运行并且电源112输出电力)时，开关162将电源112连接至电池组120，因此电源112对电池组120充电。
可以为电池组120的每个电池提供一个电池充电器。在各种实现方式中，两个或更多个电池充电器可以串联和/或并联连接。每个电池充电器可以将输入的电力(例如，岸电或电压转换器150输出的电力)转换为例如24V、40安培(A)的DC电力以进行充电。仅作为示例，电池充电器158可以包括一个型号SEC-2440充电器(由加拿大不列颠哥伦比亚省本拿比的Samlex America公司制造)。在图2A和图2B的示例中，连接了两组两个24V、40A电池充电器以提供48V、80A输出用于电池充电。虽然提供了具有24V、40A输出的电池充电器的示例，但是可以使用具有另外的输出的电池充电器，例如连接至每个电池的一个12V充电器。电池充电器158还可以监测各个电池，以及控制对各个电池的电力施加以防止过度充电。
车辆100可以可选地包括太阳能板172。太阳能板172将太阳能转换成电能。虽然提供了一个太阳能板的示例，但是也可以使用多个太阳能板。电压转换器176对由太阳能板172输出的电力进行转换并对电池组120充电。
如下文进一步讨论的，制冷系统124包括一个或更多个共晶板。在交通工具100连接至岸电时，一个或多个共晶板被冷却。在交通工具100随后与岸电断开连接(例如，为了运送制冷空间128的内容物)时，可以使用一个或多个共晶板以通过来自电池组120的电力来冷却制冷空间128。在交通工具100与岸电断开连接时，也可以通过制冷系统124来冷却一个或多个共晶板。
通过在交通工具100连接至岸电时(和/或经由太阳能板172)对电池组120充电，可以最小化或消除在交通工具100与岸电断开连接时使用发动机104生成电力来操作制冷系统124。这可以降低发动机104和交通工具100的燃料消耗(并且提高燃料效率)。
在交通工具100连接至岸电时，除霜装置180可以用于对一个或多个共晶板进行除霜。除霜装置180的一个示例包括电阻加热器，其对例如通过一个或更多个风扇在共晶板上、共晶板周围和/或经过共晶板循环的空气进行加热。除霜装置180的另一示例包括电阻加热器，其对例如通过一个或更多个泵在共晶板上、共晶板周围和/或经过共晶板循环的流体(例如，乙二醇溶液)进行加热。以这种方式，来自暖空气或暖流体的热量对一个或多个共晶板除霜。
图3包括制冷系统124的示例实现方式的功能框图。在图3的示例中，虚线表示制冷剂流，而实线表示电连接。在各种实现方式中，制冷系统124的部件中的一些、全部或者没有部件可以位于制冷空间128内。
压缩机204经由压缩机204的吸入管线从蓄积器208接收制冷剂蒸气。蓄积器208收集液体制冷剂以使流向压缩机204的液体制冷剂最少。压缩机204压缩制冷剂并将加压制冷剂以蒸汽形式提供给冷凝器热交换器(HEX)212。压缩机204包括电动机216，其驱动泵以压缩制冷剂。仅作为示例，压缩机204可以包括涡旋式压缩机、往复式压缩机或其他类型的制冷剂压缩机。电动机216可以包括例如感应电动机、永磁电动机(有刷或无刷)或其他合适类型的电动机。在各种实现方式中，电动机216例如可以是无刷永磁(BPM)电动机，因为BPM电动机比其他类型的电动机更有效。
加压制冷剂的全部或部分在冷凝器HEX 212内转化成液体形式。冷凝器HEX 212将热量从制冷剂传递出去，从而冷却制冷剂。当制冷剂蒸汽被冷却至低于制冷剂的饱和温度的温度时，制冷剂转换成液体(或液化)形式。可以实现一个或更多个冷凝器风扇220以增加在冷凝器HEX 212上、冷凝器HEX 212周围和/或经过冷凝器HEX 212的气流，从而增大将制冷剂的热量传递出去的速率。
来自冷凝器HEX 212的制冷剂被运送至接纳器224。接纳器224可以被实现为存储过量的制冷剂。在各种实现方式中，可以省略接纳器224。可以实现过滤干燥器228以去除制冷剂中的水分和碎屑。在各种实现方式中，可以省略过滤干燥器228。
当喷气增焓(EVI)阀232打开时，一部分制冷剂可以通过膨胀阀236膨胀成蒸汽形式并被提供给EVI HEX 240。EVI阀232可以是例如电磁阀或其他合适类型的阀。
EVI HEX 240可以是逆流板HEX并且可以使来自EVI阀232的蒸汽制冷剂过热。来自EVI HEX 240的蒸汽制冷剂可以例如在压缩机204的压缩室内的中点处被提供至压缩机204。例如，可以执行EVI以增加容量并提高制冷系统124的效率。EVI阀232可以包括恒温膨胀阀(TXV)或电子膨胀阀(EXV)。
不流过EVI阀232的制冷剂循环至板控制阀244和蒸发器控制阀248。板控制阀244可以是例如电磁阀或其他合适类型的阀。蒸发器控制阀248可以是例如电磁阀或其他合适类型的阀。
在流到板控制阀244和蒸发器控制阀248之前，制冷剂可以流过驱动器HEX 252。驱动器HEX 252从驱动器256汲取热量并将热量传递给流过驱动器HEX 252的制冷剂。虽然提供了驱动器HEX 252被液体(制冷剂)冷却的示例，但是驱动器256可以另外地或替选地被空气冷却。空气冷却可以是主动的(例如，通过风扇)或被动的(例如，通过传导和对流)。
驱动器256控制从电池组120向电动机216施加电力。例如，驱动器256可以基于来自控制模块260的速度命令来控制向电动机216施加电力。基于速度命令，驱动器256可以生成三相AC电力(例如，208/240V AC)并且将该三相AC电力施加到电动机216。驱动器256可以基于速度命令设定三相AC电力的一个或更多个特性，例如频率、电压和/或电流。仅作为示例，驱动器256可以是可变频驱动器(VFD)。在各种实现方式中，可以在电池组120与驱动器256之间实现一个或更多个电磁干扰(EMI)滤波器。
控制模块260可以将速度命令设定成用于电动机216和压缩机204的可变速操作的多个不同的可能速度。控制模块260和驱动器256可以例如使用RS485Modbus或其他合适类型的通信(包括但不限于控制器局域网(CAN)总线或模拟信令(例如，0至10V信号))进行通信。
可以实现高压截止(HPCO)262以在压缩机204输出的制冷剂的压力超过预定压力时断开驱动器256的电力并且停用电动机216。控制模块260还可以基于对压缩机204输出的制冷剂的压力的比较来控制压缩机204的操作。例如，当压缩机输出的制冷剂的压力小于第二预定压力(该第二预定压力小于或等于HPCO 262使用的预定压力)时，控制模块260可以关闭压缩机204或降低压缩机204的速度。
当板控制阀244打开时，制冷剂可以通过膨胀阀264膨胀成蒸汽形式并被提供给共晶板268。蒸汽制冷剂冷却共晶板268和共晶板268内的溶液。仅作为示例，溶液可以是包含一种或更多种盐的溶液。该溶液可以具有例如约12华氏度的凝固点温度或其他合适的凝固点温度。例如可以基于通常在制冷空间128内冷却的物品来选择共晶板268的溶液。膨胀阀264可以包括TXV或者可以是EXV。
共晶板268位于制冷空间128内并且冷却制冷空间128。通过冷冻共晶板268内的溶液，共晶板268可以用于在冷冻之后的一段时间(例如在交通工具100运送制冷空间128内的物品时)冷却制冷空间。
当蒸发器控制阀248打开时，制冷剂可以通过膨胀阀272膨胀成蒸汽形式并被提供给蒸发器HEX 276。膨胀阀272可以包括TXV或者可以是EXV。与共晶板268类似，蒸发器HEX276冷却制冷空间128。更具体地，蒸发器HEX 276内的蒸汽制冷剂将制冷空间128内的空气的热量传递出去(即，吸收热量)。
一个或更多个蒸发器风扇280可以从制冷空间128汲取空气。一个或多个蒸发器风扇280可以增加蒸发器HEX 276和共晶板268上、蒸发器HEX 276和共晶板268周围和/或经过蒸发器HEX 276和共晶板268的气流，以增大将制冷空间128内的空气的热量传递出去(即，冷却)的速率。调节风门284可以被实现为允许或阻挡从一个或多个蒸发器风扇280到共晶板268的气流。例如，当调节风门284打开时，一个或多个蒸发器风扇280可以使空气循环通过蒸发器HEX 276和共晶板268。当调节风门284关闭时，调节风门284可以阻挡从一个或多个蒸发器风扇280到共晶板268的气流，并且一个或多个蒸发器风扇280可以使空气在蒸发器HEX 276上、蒸发器HEX 276周围和/或通过蒸发器HEX 276循环。虽然提供了调节风门284的示例，但是可以使用另外合适的致动器来允许/阻止从一个或多个蒸发器风扇280到共晶板268的气流。替选地，可以向蒸发器HEX 276设置一个或更多个风扇，并且可以向共晶板268设置一个或更多个风扇。流出共晶板268和蒸发器HEX 276的制冷剂可以流回蓄积器208。经蒸发器HEX 276和共晶板268冷却的空气流到制冷空间以冷却制冷空间128。虽然在图3的示例中示出了单独的冷却空气路径，但是在输出冷却空气以冷却制冷空间128之前可以将流出共晶板268的空气与流出蒸发器HEX 276的空气结合。图3中的曲线表示气流。
制冷系统124还可以包括压缩机压力调节器(CPR)阀288，其对经由吸入管线输入至压缩机204的制冷剂的压力进行调节。例如，在压缩机204启动期间可以将CPR阀288关闭以限制进入压缩机204的压力。CPR阀288可以是电子控制阀(例如，步进电动机或电磁阀)、机械阀或其他合适类型的阀。在各种实现方式中，可以省略CPR阀288。
图3中提供了一个共晶板和一个蒸发器HEX的示例。然而，制冷系统124可以包括多于一个共晶板，例如两个、三个、四个、五个、六个或更多个共晶板。可以为每个共晶板提供一个膨胀阀。图4A包括具有多个共晶板的示例制冷系统的一部分的功能框图。
除了具有一个或多个共晶板之外或作为具有一个或多个共晶板的替选，制冷系统124可以包括多于一个蒸发器HEX，例如两个、三个、四个、五个、六个或更多个蒸发器HEX。例如，可以为制冷空间128的不同部分设置不同的蒸发器HEX。可以为每个蒸发器HEX设置一个膨胀阀和一个或更多个蒸发器风扇。图4B包括具有三个蒸发器HEX的示例制冷系统的一部分的功能框图。
一些交通工具可以包括两个或更多个制冷空间，但是仅在其中一个制冷空间中包括一个(或多个)蒸发器和一个(或多个)共晶板。可以设置调节风门或其他合适的致动器以将具有蒸发器和共晶板的一个制冷空间与不具有蒸发器或共晶板(即，不具有任何蒸发器并且不具有任何共晶板)的一个或更多个其他制冷空间连通以及将具有蒸发器和共晶板的一个制冷空间从不具有蒸发器或共晶板的一个或更多个其他制冷空间隔开。控制模块260可以例如在基于其他制冷空间的设定点维持该其他制冷空间内的温度的基础上控制这种调节风门或致动器的打开和关闭。
图5包括示例系统的功能框图，该示例系统包括控制模块260、交通工具100的各种传感器以及交通工具100的各种致动器。控制模块260从交通工具100的传感器接收各种测量参数和指示。控制模块260控制交通工具100的致动器。作为示例，控制模块260可以是位于意大利贝卢诺(BL)省的皮耶韦达尔帕戈市的Dixell S.r.l.的iPRO系列控制模块(例如，100系列、200系列、4DIN系列、10DIN系列)。一个示例是iPRO IPG115D控制模块；然而，控制模块260可以是其他合适类型的控制模块。
点火传感器304指示交通工具100的点火系统是开启还是关闭。驾驶员可以例如通过致动点火钥匙、按钮或开关来开启交通工具100的点火系统并且启动发动机104。点火系统开启可以指示制冷系统(下文进一步讨论)正在或者可以经由通过发动机104供电的充电系统供电。驾驶员例如可以通过致动点火钥匙、按钮或开关来关闭交通工具100的点火系统并且关停发动机104。
岸电传感器308指示交通工具100是否经由插座154接收岸电。
排出压力传感器312测量(例如排出管线中)由压缩机204输出的制冷剂的压力。由压缩机204输出的制冷剂的压力可以被称为排出压力。
液体管线温度传感器314测量(例如液体管线中)从冷凝器HEX 212输出的液体制冷剂的温度。由冷凝器HEX 212输出的制冷剂的温度可以被称为液体管线温度。控制模块260可以基于液体管线温度确定次冷值。控制模块可以基于次冷值确定制冷剂充电水平。虽然示出了液体管线温度传感器314的一个示例位置，但是液体管线温度传感器314可以位于从冷凝器HEX 212到蒸发器HEX 276(和共晶板268)的制冷剂路径中的存在液体制冷剂的另一位置处。
吸入压力传感器316测量(例如吸入管线中)输入至压缩机204的制冷剂的压力。输入至压缩机204的制冷剂的压力可以被称为吸入压力。
吸入温度传感器318测量(例如吸入管线中)输入至压缩机204的制冷剂的温度。输入至压缩机204的制冷剂的温度可以被称为吸入温度。控制模块260可以确定压缩机204处的过热值。控制模块260可以基于过热值来检测和/或预测液体回流状况的存在。
返回空气温度传感器320测量输入至蒸发器HEX 276的空气的温度。输入至蒸发器HEX 276的空气的温度可以被称为返回空气温度(RAT)。可以为一个或更多个蒸发器HEX和一个或更多个共晶板的每个组设置一个返回空气温度传感器。
板温度传感器324测量共晶板268的温度。共晶板268的温度可以被称为板温度。
箱温度传感器328测量制冷空间128内的温度。制冷空间128内的温度可以被称为箱温度。可以设置一个或更多个箱温度传感器并且其可以测量制冷空间128的每个不同部分内的箱温度。
环境温度传感器332测量交通工具100的位置处的环境空气的温度。该温度可以被称为环境空气温度。在各种实现方式中，控制模块260可以从控制发动机104的致动器的发动机控制模块(ECM)接收环境空气温度。
门位置传感器336指示门132是关闭的还是打开的。门132打开的指示可以意味着门132至少部分地打开(即，未关闭)，而门132关闭的指示可以意味着门132完全关闭。可以为制冷空间128的每个门设置一个或更多个门位置传感器。
舱门传感器340指示客舱的门是否已被命令锁定或解锁。驾驶员可以例如通过无线钥匙扣来命令客舱的门的解锁和锁定。如上所述，当驾驶员命令解锁客舱门时，控制模块260可以致动解锁致动器136以解锁制冷空间128的一个或多个门。当驾驶员命令锁定客舱门时，控制模块260可以致动锁定致动器140以锁定制冷空间128的一个或多个门。
电池传感器344测量电池组120的电池的特性，例如电压、电流和/或温度。在各种实现方式中，可以向电池组120的每个电池设置电压传感器、电流传感器和/或温度传感器。
排出管线温度传感器352测量(例如排出管线中)由压缩机204输出的制冷剂的温度。由压缩机204输出的制冷剂的温度可以被称为排出管线温度(DLT)。在各种实现方式中，排出管线温度传感器352可以将DLT提供给驱动器256，并且驱动器256可以将DLT传送至控制模块260。
本文描述的传感器可以是模拟传感器或数字传感器。在模拟传感器的情况下，该传感器生成的模拟信号可以被(例如控制模块260、驱动器256或其他控制模块)采样和数字化以分别生成与该传感器的测量结果对应的数字值。在各种实现方式中，交通工具100可以包括模拟传感器和数字传感器的组合。例如，点火传感器304、岸电传感器308、门位置传感器336可以是数字传感器。排出压力传感器312、吸入压力传感器316、返回空气温度传感器320、板温度传感器324、箱温度传感器328、环境温度传感器332、电池传感器344和排出管线温度传感器352可以是模拟传感器。
如下文进一步讨论的，控制模块260基于各种测量参数、指示、设定点和其他参数来控制制冷系统124的致动器。
例如，控制模块260可以经由驱动器256控制压缩机204的电动机216。控制模块260可以控制一个或多个冷凝器风扇220。所述一个或多个冷凝器风扇220可以是固定速度的，并且控制模块260可以控制所述一个或多个冷凝器风扇220的开启或关闭。替选地，一个或多个冷凝器风扇220可以是可变速的，并且控制模块260可以确定一个或多个冷凝器风扇220的速度设定点并且基于该速度设定点例如通过将向所述一个或多个冷凝器风扇220施加脉冲宽度调制(PWM)信号来控制所述一个或多个冷凝器风扇220。
控制模块260还可以控制EVI阀232。例如，控制模块260可以控制EVI阀232打开以启用EVI或者控制EVI阀232关闭以停用EVI。在膨胀阀236是EXV的示例中，控制模块260可以控制膨胀阀236的打开。
控制模块260还可以控制板控制阀244。例如，控制模块260可以控制板控制阀244打开以使制冷剂流能够通过共晶板268或者控制板控制阀244关闭以使制冷剂流不能通过共晶板268。在膨胀阀264是EXV的示例中，控制模块260可以控制膨胀阀264的打开。
控制模块260还可以控制蒸发器控制阀248。例如，控制模块260可以控制蒸发器控制阀248打开以使制冷剂流能够通过蒸发器HEX 276或者控制蒸发器控制阀248关闭以使制冷剂流不能通过蒸发器HEX 276。在膨胀阀272是EXV的示例中，控制模块260可以控制膨胀阀272的打开。
控制模块260可以接收指示HPCO 262是否已跳闸(开路)的信号。当HPCO 262跳闸时，控制模块260可以采取一个或更多个补救措施，例如关闭上述阀中的一个阀、多于一个阀或全部阀和/或关停上述风扇中的一个风扇、多于一个风扇或全部风扇。当压缩机204的排出压力大于预定压力时，控制模块260可以生成指示HPCO 262已经跳闸的输出信号。在HPCO 262响应于排出压力下降到预定压力之下而关闭之后，控制模块260可以启用制冷系统124的操作。在各种实现方式中，控制模块260还可以要求在HPCO 262关闭之后在启用制冷系统124的操作之前满足一个或更多个操作条件。
控制模块可以控制一个或多个蒸发器风扇280。一个或多个蒸发器风扇280可以是固定速度的，并且控制模块260可以控制一个或多个蒸发器风扇280开启或关停。替选地，一个或多个蒸发器风扇280可以是可变速的，并且控制模块260可以确定一个或多个蒸发器风扇280的速度设定点并且基于该速度设定点例如通过向一个或多个蒸发器风扇280施加PWM信号来控制一个或多个蒸发器风扇280。
在CPR阀288是电子CPR阀的情况下，控制模块260还可以控制CPR阀288。例如，控制模块260可以致动CPR阀288以限制启动期间的吸入压力并且之后打开CPR阀288。
控制模块260还可以通过启动或停用除霜装置180来控制除霜装置180的操作。
控制模块260还可以控制开关162和166。例如，当交通工具100的点火系统关闭并且岸电经由插座154连接至交通工具100时，控制模块260可以将开关162从接通状态切换到关断状态并将开关166从关断状态切换到接通状态。当交通工具100的点火系统开启时，控制模块260可以将开关162从关断状态切换到接通状态并将开关166从接通状态切换到关断状态。无论岸电是否连接至交通工具100都可能存在这种情况。例如，开关162和166可以是有源开关，因此控制模块260可以确保开关162和166二者不会处于同时都接通的状态。
在各种实现方式中，开关162和166可以是无源装置，其被配置成基于岸电是否连接至交通工具100而具有相反的关断状态和接通状态。例如，在岸电连接至交通工具100时，开关166可以转换到接通状态并且开关162可以转换到关断状态。在岸电未连接至交通工具100时，开关166可以转换到关断状态并且开关162可以转换到接通状态。
如上所述，在一些小型至中型制冷交通工具系统(例如，制冷系统124)中，具有主动鼓风机蒸发器(例如，具有一个或多个蒸发器风扇280的蒸发器HEX 276)的一个或多个共晶板(例如，共晶板268)被用于提供冷却。共晶板填充有被设计成在指定温度下冻结的流体。通常，这些板被选择为中温(例如35°F箱)或低温(例如0°F箱或更低)。通常，在交通工具(例如，交通工具100)不被使用(例如，停放在仓库)的夜间拉低这些板的温度。在交通工具被使用的同时制冷系统通常不运行。
此外，如上所述，在一些应用中，通过电池(例如，电池组120)为制冷系统(例如，制冷系统124)供电。通常，在交通工具不被使用(例如，停放在仓库)的夜间(例如通过岸电)对电池充电。在交通工具发动机开启时(例如，在交通工具正在进行运送时)也会(例如使用来自交流发电机112的电力输出)对电池充电。在交通工具发动机(例如，发动机104)关闭时(例如，在交通工具在运送期间停车时)，冷凝单元根据需要运行并耗尽电池。在这些应用中，重要的是在日常操作期间管理电池充电水平以确保系统能够操作一整天。此外，具有关于电池的剩余寿命的一些指示以便可以在适当的时间进行更换也是重要的。
本公开内容涉及用于在可变速制冷系统(例如，制冷系统124)中监测电池电压并确定何时需要更换电池的系统和方法。所提出的系统和方法利用耦接至可变速驱动器(例如，驱动器256)和压缩机(例如，压缩机204)的系统控制器(例如，控制模块260)来监测和计量(例如电池组120的)电池充电。这是通过将各种状态下的驱动输入电压和压缩机电流传送至系统控制器并且将这些值与系统控制器的专用电池电压监测输入(例如，如以上参照图5所说明的，图5所示的控制模块260的输入344包括来自向电池组120的每个电池提供的电压传感器的电压测量结果)进行比较来完成的。系统控制器将这些读数解释为电池充电水平和电池健康状况指示。然后，系统控制器基于该监测和计量的电池电压做出关于控制制冷系统的决定。
本公开内容涉及实时确定电池充电以及确定电池健康状况。实时确定电池充电水平允许系统控制器管理制冷系统的操作以延长电池寿命并向用户(例如，驾驶员)警告关于低电量电池情况。确定电池健康状况有助于为用户提供关于电池是否需要维修或更换的提前指示。下文详细描述了本公开内容的这些和其他方面。
简言之，在本公开内容的系统和方法中，记录了压缩机204关闭状态下的电池组120的空载电压。如果电池组120的空载电压大于或等于预定阈值(例如，对于48V电池组而言≥50V)，则认为电池组120中的电池被完全充电。制冷系统124启动并正常操作。如果电池组120的空载电压小于或等于预定阈值(例如，对于48V电池组而言≤50V)，则认为电池组120中的电池未被完全充电。发送(例如，通过在控制模块260上或连接至控制模块260的显示器上显示消息或通过使用在制冷系统124中可能可用的其他音频/视觉指示器或网络通信)指示电池组120中的电池未被完全充电或被过度充电的通知以警告用户(例如，交通工具的驾驶员)。基于电池组120的空载电压来调整制冷系统124的操作参数(例如，压缩机速度、用于压缩机冷却和容量调节的制冷剂注入、各种风扇的速度等)，进而制冷系统124启动并正常操作。
在任一种情况下，在制冷系统124的操作期间，周期性地读取和记录(在存储器中存储)由电池组120向制冷系统124供应的电压和电流以估计电池组120的内阻。将电池组120的电压和估计的电阻与相应的已知满载值和空载值进行比较以预测电池组120的充电状态。控制模块260做出控制决定(例如，调整制冷系统124的各种操作参数)以确保足够的单元运行时间并且防止电池组120的电池过度放电。
此外，将电池组120的电压和估计的电阻的当前值与在制冷系统124的先前操作期间存储在存储器中的历史读数进行比较。如果电池组120的电压和估计的电阻的当前值与历史读数类似(例如，如果当前读数与历史读数之间的偏差小于预定阈值)，则电池组120中的电池被认为是健康的(即，能够根据额定容量被完全充电、保持满电以及供应电压/电流)。
如果电池组120的电压和估计的电阻不与历史读数类似(例如，如果当前读数与历史读数之间的偏差大于预定阈值)，则电池组120中的电池被认为是不健康的(即，不能够根据额定容量被完全充电、保持满电以及供应电压/电流)。例如，当前满载电压可能比历史值小超过预定阈值的量，并且/或者当前内阻可能比历史值大超过预定阈值的量。发送(例如，通过在控制模块260上或连接至控制模块260的显示器上显示消息或通过其他音频/视觉指示器或网络通信)指示需要对电池组120中的电池进行维修或更换的通知以警告用户(例如，交通工具的驾驶员)。
图6示出了用于监测和预测电池寿命的示例系统的功能框图。该系统实时地(即，在制冷系统124的操作期间)确定电池充电(即，电池组120的充电状态)和电池健康状况(例如，电池组120的电荷保持能力、内阻等)。该系统在图3所示的控制模块260中实现。在控制模块260中，用于监测和预测电池寿命的系统包括检测模块400、反馈模块402、监测模块404、调整模块406以及估计模块48、比较模块410、预测模块412、存储器414和诊断模块416。
检测模块400接收如图5所示的输入304(点火开启或关闭指示)和输入308(岸电开启或关闭指示)。虽然未示出，但是检测模块400还可以接收关于太阳能板172是否正在对电池组120充电的指示。根据接收到的输入，检测模块400确定电池组120是否正在被任何电源(例如，岸电、交通工具100或太阳能板172)充电。检测模块400根据电池组120是否正在被充电来启用监测模块404以监测电池组120的一个或更多个特性。
监测模块404接收如图5所示的输入344。基于输入344，监测模块404监测电池组120的一个或更多个特性，例如电压、电流和/或温度。例如，监测模块404可以经由输入344接收由为电池组120的每个电池提供的专用电压传感器直接测量的电池组120的电压的实际值，如以上参照图5所说明的。替选地，监测模块404可以从驱动器256的电压推断出电池组120的电压。
反馈模块402接收如图5所示的输入312至340以及输入352。这些输入包括如参照图5所示出和描述的制冷系统124的各种操作参数的状态。反馈模块402将关于制冷系统124的各种操作参数的状态的反馈提供给调整模块406。
调整模块406根据电池组120的充电水平和健康状况来调整制冷系统124的一个或更多个操作参数。调整模块406还基于反馈模块402提供的反馈来决定是否调整制冷系统124的一个或更多个参数。调整模块406生成用于控制驱动器256(例如，电动机216的速度)、喷气增焓(EVI)阀232以及风扇220和风扇280的速度的控制信号。
为了确保足够的运行时间并且防止电池组120的电池过度放电，调整模块406根据电池组120的充电水平和健康状况以预定顺序调整这些操作参数。由于压缩机204从电池组120获取最多电力，因此调整模块406首先降低电动机216的速度。接下来，调整模块406降低一个或多个冷凝器风扇220的速度。接下来，调整模块406停用EVI阀232并且停止压缩机204的基于注入的冷却以及容量调节。接下来，调整模块406关闭压缩机204、冷凝器HEX 212和注入，并且仅操作一个或多个蒸发器风扇280以使用一个或多个共晶板268提供冷却。调整模块406还可以降低一个或多个蒸发器风扇280的速度以进一步节省电力。
例如，首先，在启动制冷系统124之前，当压缩机204关闭时，监测模块404记录电池组120的空载电压。比较模块410将电池组120的空载电压与预定阈值(例如，对于48V电池组而言为50V)进行比较。如果电池的空载电压大于或等于预定阈值，则认为电池组120中的电池被完全充电。制冷系统124启动并正常操作。
如果电池组120的空载电压小于或等于预定阈值，则认为电池组120中的电池未被完全充电。诊断模块416发送(例如，通过在控制模块260上或连接至控制模块260的显示器上显示消息或通过在制冷系统124中可能可用的其他音频/视觉指示器或网络通信)指示电池组120中的电池未被完全充电的通知以警告用户(例如，交通工具的驾驶员)。调整模块406基于电池组120的空载电压来调整制冷系统124的操作参数(例如，电动机216的速度、冷凝器风扇220和蒸发器风扇280的速度、EVI阀232等)，并且制冷系统124启动并正常操作。
监测模块404在制冷系统124的操作期间周期性地读取并在存储器414中存储由电池组120供应给制冷系统124的电压和电流。估计模块408在制冷系统124的操作期间基于由电池组120供应给制冷系统124的电压和电流来估计电池组120的内阻。在制冷系统124的操作期间估计的内阻值也被存储在存储器414中。
比较模块410将电池组120的电压和估计的电阻与相应的已知满载值和空载值进行比较。预测模块412基于上述比较来预测电池组120的充电状态。调整模块406调整制冷系统124的一个或更多个操作参数(例如，电动机216的速度、冷凝器风扇220和蒸发器风扇280的速度、EVI阀232等)以确保足够的单元运行时间并且防止电池组120的电池过度放电。
此外，比较模块410将电池组120的电压和估计的电阻的当前值与在制冷系统124的先前操作期间存储在存储器414中的相应的历史读数进行比较。如果电池组120的电压和估计的电阻的当前值与它们的历史读数类似(例如，如果当前读数与历史读数之间的偏差小于预定阈值)，则诊断模块416确定电池组120中的电池是健康的(即，电池组120能够根据额定容量被完全充电、保持满电以及供应电压/电流)。
如果电池组120的电压和估计的电阻的当前值不与历史读数类似(例如，如果当前读数与历史读数之间的偏差大于预定阈值)，则诊断模块416确定电池组120中的电池是不健康的(即，电池组120不能够根据额定容量被完全充电、保持满电以及供应电压/电流)。
例如，电池组120的当前满载电压可能比历史值小超过预定阈值的量。附加地或替选地，电池组120的当前的内阻可能比历史值大超过预定阈值的量。因此，诊断模块416发送(例如，通过在控制模块260上或连接至控制模块260的显示器上显示消息或通过在制冷系统124中可能可用的其他音频/视觉指示器或网络通信)指示需要维修或更换电池组120中的电池的通知以警告用户(例如，交通工具的驾驶员)。
图7示出了用于监测和预测电池寿命的示例方法500的流程图。该方法500实时地(即，在制冷系统124的操作期间)确定电池充电(即，电池组120的充电状态)和电池健康状况(例如，电池组120的电荷保持能力、内阻等)。方法500在控制模块260中实现。
在502处，控制在压缩机关闭的情况下记录电池组的空载电压。在504处，控制确定电池组的空载电压是否大于或等于预定阈值。如果电池组的空载电压大于或等于预定阈值，则在506处，控制启动并且正常地操作制冷系统。如果空载电压不大于或等于预定阈值，则在508处，控制通知用户、基于空载电压调整制冷系统的一个或更多个操作参数以及使用调整后的一个或更多个参数启动制冷系统。
在510处，控制在存储器中记录在制冷系统的操作期间获取的电池组的电压和电流读数，并且基于这些读数估计电池组的内阻。在512处，控制将电池组的电压和估计的电阻与已知的相应满载值和空载值进行比较。在514处，基于比较，控制预测电池组的充电状态。在516处，基于电池组的充电状态，控制调整一个或更多个系统参数以确保足够的运行时间并且防止过度的电池放电，并且控制返回至510。
在518处，控制将电池组的电压和估计的内阻的当前值与相应的历史读数进行比较。在520处，控制确定当前值是否与历史值类似(即，相应的当前值与历史值之间的偏差是大于预定量还是小于预定量)。如果当前值与历史值类似(即，相应的当前值与历史值之间的偏差小于预定量)，则控制返回至510。如果当前值与历史值的差异超过预定量，则在522处，控制向用户通知需要维修或更换电池，并且控制返回至510。
如本文所使用的，电池组的充电状态(SOC)和内阻是技术术语。SOC相当于用于电池或电池组的燃料计。SOC的单位是百分点(0％＝空；100％＝满)。同一量度的替选形式是放电深度(DoD)，其是SOC的倒置(100％＝空；0％＝满)并且可以在本公开内容中用于替代SOC。在讨论使用中的电池的当前状态时通常使用SOC，而在讨论重复使用后的电池的寿命时最常使用DoD。
作为线性电路的实际电源如电池或电池组(例如，电池组120)可以表示为与被称为该电源内阻的阻抗串联的理想电压源。当电源输送电流时，测得的电压输出低于该电源的空载电压。该差异是由于内阻引起了电压降。
可以将电池建模为与其内阻串联的电压源。实际上，电池的内阻取决于其大小、化学性质、老化、温度和放电电流。因此，电池的内阻是其状况的良好指标。在使用中，驱动负载的电池的端子两端的电压(即满载电压)降低，直到其下降得太低而无法使用为止。这主要是由于电池内阻增大而不是等效电源的电压下降。在一些可充电电池中，内阻很大程度上与充电状态无关，但是会随着电池老化而增大。因此，电池的内阻是电池预期寿命的良好指标。
前面的描述本质上仅为说明性的，而决不意在限制本公开内容、其应用或用途。可以以各种形式实现本公开内容的广泛教示。因此，尽管本公开内容包括特定示例，但是本公开内容的真实范围不应因此受到限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书时，其他修改将变得明显。应当理解，在不改变本公开内容的原理的情况下，方法中的一个或更多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行。
此外，尽管上文将每个实施方式描述为具有某些特征，但是关于本公开内容的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或更多个可以在任何其他实施方式的特征中实现和/或与其组合，即使没有明确描述该组合。换句话说，所描述的实施方式并非互相排斥的，并且一个或更多个实施方式的彼此置换仍然在本公开内容的范围内。
使用包括“连接”、“接合”、“耦接”、“相邻”、“紧邻”、“在顶部”、“上方”、“下方”以及“布置”的各种术语来描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间关系和功能关系。除非明确描述为“直接”，否则当在上述的本公开内容中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可以是其中在第一元件与第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是其中在第一元件与第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或更多个中间元件的间接关系。如本文中所使用的，短语A、B和C中的至少一个应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示的逻辑(A或B或C)，而不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个以及C中的至少一个”。
在附图中，如箭头所指示的箭头方向通常表明图示所关注的信息(例如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换各种信息但从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传输至元件A。此外，对于从元件A发送至元件B的信息，元件B可以向元件A发送针对该信息的请求或者发送对该信息的接收确认。
在包括下述定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器模块”可以被替换为术语“电路”。术语“模块”可以指代下述内容、是下述内容的一部分或者包括下述内容：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的(共享、专用或组)处理器电路；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或成组的)；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或者以上的一些或全部的组合，例如在片上系统中。
模块可以包括一个或更多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开内容中的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在其他示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块来实现一些功能。
如上文所使用的术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”涵盖了执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“组处理器电路”涵盖了与另外的处理器电路组合来执行来自一个或更多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的提及包含分立晶片上的多个处理器电路、单个晶片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程或以上的组合。术语“共享存储器电路”包含存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“组存储器电路”包括与另外的存储器组合来存储来自一个或更多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。如文中所使用的，术语“计算机可读介质”不包括通过介质(例如在载波上)传播的暂态的电信号或电磁信号，因此术语“计算机可读介质”可以被认为是有形的且非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(例如闪速存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动)以及光学存储介质(例如CD、DVD或蓝光光碟)。
本申请中描述的装置和方法可以由通过配置通用计算机以执行以计算机程序体现的一个或更多个特定功能而创建的专用计算机来部分地或完全地实现。上述功能框和流程图元素用作软件规范，其可以由有经验的技术人员或编程人员的例行工作转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件进行交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置进行交互的装置驱动器、一个或更多个操作系统、用户应用、后台服务、后台应用等。
计算机程序可以包括：(i)要解析的描述性文本，例如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)用于由解释器执行的源代码，(v)用于由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，源代码可以使用来自以下语言的语法编写，所述语言包括：C、C++、C#、Objective C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua、MATLAB、SIMULINK以及
除非使用短语“用于......的装置”明确记载元件或者在使用短语“用于......的操作”或“用于......的步骤”的方法权利要求的情况下，否则权利要求书中记载的元件均不旨在是35U.S.C§112(f)的意义上的装置加功能元件。

Claims (22)

1.一种用于交通工具的制冷系统，包括与冷凝器和蒸发器流体连通的压缩机，所述压缩机包括可变速电动机并且采用使用制冷剂注入的容量调节，并且所述冷凝器和所述蒸发器包括可变速风扇，所述制冷系统包括：
电池，所述电池用于向所述制冷系统供电，所述电池由包括所述交通工具的一个或更多个电源充电；以及
控制模块，所述控制模块用于监测所述电池的一个或更多个特性，以及基于所述电池的所述一个或更多个特性来控制所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器中的一个或更多个的一个或更多个操作参数。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其中：
所述电池的所述一个或更多个特性包括所述电池的电压、由所述电池供应的电流、所述电池的内阻以及所述电池的充电状态；以及
所述一个或更多个操作参数包括所述压缩机的所述电动机的速度、所述压缩机对制冷剂注入的使用、冷凝器风扇的速度以及蒸发器风扇的速度。
3.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述控制模块以预定顺序控制所述一个或更多个操作参数。
4.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述控制模块基于所述电池的所述一个或更多个特性来降低所述压缩机的所述电动机的速度。
5.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述控制模块基于所述电池的所述一个或更多个特性来降低冷凝器风扇的速度。
6.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述控制模块基于所述电池的所述一个或更多个特性来停止所述压缩机对制冷剂注入的使用。
7.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述控制模块基于所述电池的所述一个或更多个特性依次关闭所述压缩机和冷凝器风扇，并且然后降低蒸发器风扇的速度。
8.根据权利要求1所述的制冷系统，其中：
所述一个或更多个电源包括经由插座接收的来自公用设施的电力；并且
所述插座被配置成经由连接在所述插座与建筑物的壁装插座或充电器之间的电源线来接收来自所述公用设施的电力。
9.一种用于操作交通工具的制冷系统的方法，所述制冷系统包括与冷凝器和蒸发器流体连通的压缩机，所述压缩机包括可变速电动机并且采用使用制冷剂注入的容量调节，并且所述冷凝器和所述蒸发器包括可变速风扇，所述方法包括：
监测向所述制冷系统供电的电池的一个或更多个特性，所述电池由包括所述交通工具的一个或更多个电源充电；以及
基于所述电池的所述一个或更多个特性来控制所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器中的一个或更多个的一个或更多个操作参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
所述电池的所述一个或更多个特性包括所述电池的电压、由所述电池供应的电流、所述电池的内阻以及所述电池的充电状态；以及
所述一个或更多个操作参数包括所述压缩机的所述电动机的速度、所述压缩机对制冷剂注入的使用、冷凝器风扇的速度以及蒸发器风扇的速度。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述电池的所述一个或更多个特性来降低所述压缩机的所述电动机的速度。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述电池的所述一个或更多个特性来降低冷凝器风扇的速度。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述电池的所述一个或更多个特性来停止所述压缩机对制冷剂注入的使用。
14.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述电池的所述一个或更多个特性依次关闭所述压缩机和冷凝器风扇，并且然后降低蒸发器风扇的速度。
15.根据权利要求9所述的方法，还包括：响应于所述电池的所述一个或更多个特性小于或等于预定阈值，依次降低所述压缩机的所述电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止所述压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭所述压缩机和所述冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
16.根据权利要求9所述的方法，还包括：
确定所述电池的充电状态；以及
响应于所述充电状态小于或等于预定阈值，依次降低所述压缩机的所述电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止所述压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭所述压缩机和所述冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
17.根据权利要求9所述的方法，还包括：
监测由所述电池供应的电流和电压；
基于所述电压和电流来估计所述电池的内阻；
基于所述电压和所述内阻来估计所述电池的充电状态；以及
响应于所述充电状态小于或等于预定阈值，依次降低所述压缩机的所述电动机的速度、降低冷凝器风扇的速度、停止所述压缩机对制冷剂注入的使用以及在关闭所述压缩机和所述冷凝器风扇之后降低蒸发器风扇的速度。
18.根据权利要求9所述的方法，还包括：
监测所述电池的电压；
估计所述电池的内阻；以及
基于所述电池的所述电压和所述内阻来指示是否维修或更换所述电池。
19.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述压缩机关闭时监测所述电池的电压；以及
响应于所述电池的所述电压小于或等于预定阈值而调整所述操作参数中的一个或更多个。
20.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述制冷系统操作时监测所述电池的电压和由所述电池供应的电流；
基于所述电压和所述电流来估计所述电池的内阻；
将所述电压和所述内阻与所述压缩机关闭时测量的相应值进行比较，并且与所述压缩机满容量操作时测量的相应值进行比较；
基于所述比较来预测所述电池的充电状态；以及
基于所述电池的所述充电状态来调整所述一个或更多个操作参数。
21.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述制冷系统操作时监测所述电池的电压和由所述电池供应的电流；
基于所述电压和所述电流来估计所述电池的内阻；
将所述电压和所述内阻与在所述制冷系统的先前操作期间存储的相应值进行比较；以及
基于所述比较来指示是否要维修或更换所述电池。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：响应于所述内阻相对于存储值增大相应的预定量或者所述电压相对于存储值减小相应的预定量，指示所述电池需要维修或更换。
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