CN112009244A - 运输制冷系统、其控制方法及电动运输车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种运输制冷系统、其控制方法及电动运输车辆。该运输制冷系统的控制方法包括：如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不小于第一预设值，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量非受限状态运行；以及如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量受限状态运行；其中，所述电量受限状态被关联至所述电池荷电量与最小电池荷电量的比值。

Description

运输制冷系统、其控制方法及电动运输车辆
技术领域
本申请涉及运输制冷领域，更具体而言，本申请涉及一种用于电动运输车辆的制冷系统及其控制方法。
背景技术
用于冷链配送的运输车辆通常配置有专用的运输制冷系统。此类制冷系统通常包括构成制冷回路的压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀及其他辅助部件。其中，制冷系统的蒸发器布置在运输车辆的车厢内，以用于为车厢内的待运输货物提供恒温保存空间，例如冷藏或冷冻保存。此类运输车辆及其制冷系统可采用柴油、汽油或新能源来为其提供动力。例如，随着新能源的发展，部分运输车辆可采用动力电池来为运输车辆及其运输制冷系统提供动力。在车辆运行及运输制冷系统的工作过程中，随着电力的不断消耗直至其电池荷电量抵达最小设定阈值时，意味着车辆的动力电池将必须进行充电。若继续使用直至电池的电力耗尽，将会导致车辆无法行驶，或甚至于会损坏电池。为避免此类问题，现存一类解决方案，也即在电池荷电量抵达最小设定阈值时，关闭运输制冷系统。此时，虽然车辆的行驶时间得以延长，但车厢内的保温温度将会失去控制，从而迅速升高，影响货物质量，或甚至于导致货物变质损坏。
发明内容
本申请旨在提供一种运输制冷系统的控制方法，其能够平衡动力电池在制冷系统的耗电单元与运输车辆之间的电量分配。本申请还旨在提供一种运输制冷系统，其具有能够执行前述控制方法的零部件与硬件模块；以及具有该运输制冷系统的电动运输车辆。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的一个方面，提供一种运输制冷系统的控制方法，其中，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不小于第一预设值，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量非受限状态运行；以及如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量受限状态运行；其中，所述电量受限状态被关联至所述电池荷电量与最小电池荷电量的比值。
可选地，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第二预设值，则控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第一电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量及最大运行转速均受到限制，且所述运输制冷系统所产生的制冷量能够电动运输车辆的车厢保持为设定温度。
可选地，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第二预设值时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第三预设值，则控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第二电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量限制为最小供电量，压缩机与冷凝器风机的运行转速被限制为最小运行转速，且所述最小供电量使得所述运输制冷系统所产生的制冷量能够将电动运输车辆的车厢保持为接近设定温度。
可选地，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第三预设值时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第四预设值，则控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第三电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量限制为0，但蒸发器风机保持正常供电量以驱使电动运输车辆的车厢内的空气进行流动。
可选地，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第四预设值时，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第四电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机、冷凝器风机与蒸发器风机的供电量限制为0。
可选地，在所述运输制冷系统内的耗电单元以第四电量受限状态运行时，耗电单元中温度显示屏保持正常供电量来显示电动运输车辆的车厢内的当前温度。
可选地，所述第一预设值为2.5；和/或所述第二预设值为1.5；和/或所述第三预设值为1；和/或所述第四预设值为0.9。
可选地，所述运输制冷系统内的耗电单元由电动运输车辆的动力电池供电。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的另一方面，提供一种运输制冷系统，其用于调节电动运输车辆的车厢内温度，其中，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器与蒸发器风机，置于车厢外的冷凝器、冷凝器风机及压缩机；以及用于控制电动运输车辆的电池向蒸发器风机、冷凝器风机及压缩机供电的控制模块；其中，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不小于第一预设值，所述控制模块控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量非受限状态运行；以及如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值，所述控制模块控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量受限状态运行；其中，所述电量受限状态被关联至所述电池荷电量与最小电池荷电量的比值。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的再一方面，还提供一种电动运输车辆，其包括：如前所述的运输制冷系统；以及动力电池；所述动力电池同时为车辆以及所述运输制冷系统中的耗电单元供电。
根据本申请的运输制冷系统的控制方法，通过分析当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值来判断动力电池的供能状态，从而可以对运输制冷系统内的耗电单元进行控制，使其以电量非受限状态或电量受限状态运行，且电量受限状态的程度与电池荷电量与最小电池荷电量的比值相关联，由此确保随着动力电池剩余电量的降低而逐步减小运输制冷系统的消耗，一方面避免车厢内货物受到温度骤变的影响，另一方面也尽可能地延长了车辆的行驶时长，实现了货物保存与车辆运行的较好平衡。
附图说明
图1是本申请的运输制冷系统的控制方法的一个实施例的控制流程示意图。
具体实施方式
本申请在此提供了一种运输制冷系统的控制方法的实施例。其中，该运输制冷系统可具有现有运输制冷系统中的常规部件，包括依次连接形成制冷回路的压缩机、冷凝器、节流元件与蒸发器。其中，冷凝器与蒸发器对应地具有用于驱动空气流经其表面进行换热的冷凝器风机与蒸发器风机。对于该运输制冷系统而言，其至少具有压缩机、冷凝器风机与蒸发器风机作为耗电量不容忽视的耗电单元。因此，若在某些应用情形下需要限制动力电池向运输制冷系统的电力输出，而尽可能地将其供应给运输车辆时，则应按需限制对运输制冷系统中的至少前述耗电单元中的一部分的电力供应。
作为一种动力电池对运输车辆及运输制冷系统的电力供应分配的协调方式，该控制方法着重考虑了在动力电池低电量状态下时如何对运输制冷系统的供电进行限制以延长运输车辆的行驶时间，而同时又不会产生车厢内的保温温度骤变及其所导致的货物变质与损坏等问题。
具体而言，参见图1，作为该控制方法的一个实施例，其包括如下判断步骤：如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不小于第一预设值，例如，不小于2.5时，则说明当前电池的电力储备还远高于电池厂商或用户所设定的警戒值，此时尚无需担忧车辆的续航问题，故也不需要对运输制冷单元内的耗电单元做出任何限制，使其以电量非受限状态运行即可，以便能够按照实际需要来向系统内的耗电单元供应电力。例如，为保证车辆车厢内温度被快速地调节至设定温度，可将系统内的耗电单元的电力供应增加到额定最大值，以便压缩机可全力运转供冷，且流经冷凝器与蒸发器的风量保持最大而提供高换热效率；再如，在车厢温度被调节至设定温度后，可相应地降低系统内的耗电单元的电力供应，使得压缩机、冷凝器风机与蒸发器风机或其他耗电单元保持在合适的运转状态即可，只要其能够确保车辆车厢内温度被稳定地维持在设定温度附近。
此外，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值，例如，小于2.5时，则说明当前电池的电力储备已接近电池厂商或用户所设定的警戒值，此时可以开始考虑将电力供应向运输车辆倾斜，而控制运输制冷系统内的耗电单元以电量受限状态运行，且该电量受限状态被关联至电池荷电量与最小电池荷电量的比值。也即，应根据电量不断减少的剩余量而逐步地缩减对运输制冷系统的电量供应程度或比例。
此种控制方式通过分析当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值来判断动力电池的供能状态，从而在动力电池的电量到达警戒线之前就开始协调动力电池对车辆及制冷系统的电力供应分配，按需控制运输制冷系统内的耗电单元以电量非受限状态或电量受限状态运行，且将其耗电单元的电量受限状态的程度与电池荷电量与最小电池荷电量的比值相关联，由此提供了一种更为平稳的调节方式，可确保随着动力电池剩余电量的降低而逐步减小运输制冷系统的消耗，这一方面避免车厢内货物受到温度骤变的影响，另一方面也尽可能地延长了车辆的行驶时长，实现了货物保存与车辆运行的较好平衡。
在前述实施例中提及可将耗电单元的电量受限状态关联至电池荷电量与最小电池荷电量的比值。在此结合图1额外提供了若干示例来描述如何根据电池荷电量与最小电池荷电量的比值来调节耗电单元的电量受限状态的程度。
例如，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值时，如，小于2.5时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值还大于第二预设值，如，大于1.5；此时，说明当前电池的电力储备初步接近电池厂商或用户所设定的警戒值，可以开始考虑将电力供应向运输车辆逐步倾斜，故可控制运输制冷系统内的耗电单元以第一电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量将被限制在低于额定最大供电量的某值，使其最大运行转速受到限制，但在该供电量及对应的运行转速下，该运输制冷系统所产生的制冷量依旧能够将电动运输车辆的车厢保持为所需温度。
再如，随着车辆的继续行驶与制冷系统的继续运转，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第二预设值时，如，不大于1.5，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第三预设值，如，大于1；此时，说明当前电池的电力储备已极其接近或甚至达到电池厂商或用户所设定的警戒值，应将电力供应向运输车辆大幅度倾斜，故可控制运输制冷系统内的耗电单元以第二电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量将被限制为最小供电量，压缩机与冷凝器风机的运行转速被限制为最小运行转速，且运输制冷系统所产生的制冷量能够将电动运输车辆的车厢保持为接近设定温度。
又如，随着车辆的继续行驶与制冷系统的继续运转，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第三预设值时，如，不大于1，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第四预设值，如，大于0.9，此时，说明当前电池的电力储备已开始低于电池厂商或用户所设定的警戒值，剩余的电量储备极其有限，此时应考虑关闭部分运输制冷系统的耗电单元，以尽可能地维持车辆行驶，故可控制运输制冷系统内的耗电单元以第三电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量限制为0，但蒸发器风机保持正常供电量以驱使电动运输车辆的车厢内的空气进行流动。
还如，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第四预设值时，如，不大于0.9，此时，说明当前电池的电力储备已低至需要立即充电的程度，否则可能会导致车辆停止运行或甚至导致电池损坏，此时应考虑关闭运输制冷系统的主要耗电单元，以尽可能地维持车辆行驶至充电点，故可控制运输制冷系统内的耗电单元以第四电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机、冷凝器风机与蒸发器风机的供电量限制为0。考虑到在部分情形中，车厢内可能还保存有部分货物，为实时了解到车厢内货物的保存情况，在运输制冷系统内的耗电单元以第四电量受限状态运行时，耗电单元中电量消耗相对极少的温度显示屏可以保持正常供电量来显示电动运输车辆的车厢当前温度。
其中，虽然前述控制方法的实施例结合图1来描述了方法中各判断步骤的预设值的具体数值。但应当知道的是，前述数值出于示意性目的而设置。在本申请的教示下，本领域技术人员能够不付出创造性的劳动而对前述预设值进行调整来符合不同运输制冷系统、不同运输车辆及不同规格的动力电池的实际要求。
此外，虽然图中未示出，本申请在此还提供了一种运输制冷系统的实施例。该运输制冷系统通常用于调节电动运输车辆的车厢内温度。一般而言，其至少包括置于车厢内的蒸发器与蒸发器风机，置于车厢外的冷凝器、冷凝器风机及压缩机；以及用于控制电动运输车辆的电池向蒸发器风机、冷凝器风机及压缩机供电的控制模块。其中，该控制模块可基于动力电池的电力储存程度来对运输制冷系统内的耗电单元做出限制或非限制性的电力供应控制。
例如，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不小于第一预设值，则说明当前电池的电力储备还远高于电池厂商或用户所设定的警戒值，此时尚无需担忧车辆的续航问题，故也不需要对运输制冷单元内的耗电单元做出任何限制，使其以电量非受限状态运行即可，以便能够按照实际需要来向系统内的耗电单元供应电力。例如，为保证车辆车厢内温度被快速地调节至设定温度，可将系统内的耗电单元的电力供应增加到额定最大值，以便压缩机可全力运转供冷，且流经冷凝器与蒸发器的风量保持最大而提供高换热效率；再如，在车厢温度被调节至设定温度后，可相应地降低系统内的耗电单元的电力供应，使得压缩机、冷凝器风机与蒸发器风机或其他耗电单元保持在合适的运转状态即可，只要其能够确保车辆车厢内温度被稳定地维持在设定温度附近。
而如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值，例如，小于2.5时，则说明当前电池的电力储备已接近电池厂商或用户所设定的警戒值，此时可以开始考虑将电力供应向运输车辆倾斜，而控制运输制冷系统内的耗电单元以电量受限状态运行，且该电量受限状态被关联至电池荷电量与最小电池荷电量的比值。也即，应根据电量不断减少的剩余量而逐步地缩减对运输制冷系统的电量供应程度或比例。
该运输制冷系统通过分析当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值来判断动力电池的供能状态，从而在动力电池的电量到达警戒线之前就开始协调动力电池对车辆及制冷系统的电力供应分配，按需控制运输制冷系统内的耗电单元以电量非受限状态或电量受限状态运行，且将其耗电单元的电量受限状态的程度与电池荷电量与最小电池荷电量的比值相关联，由此提供了一种更为平稳的调节方式，可确保随着动力电池剩余电量的降低而逐步减小运输制冷系统的消耗，这一方面避免车厢内货物受到温度骤变的影响，另一方面也尽可能地延长了车辆的行驶时长，实现了货物保存与车辆运行的较好平衡。
此外，虽然图中未示出，本申请在此还提供一种电动运输车辆，其包括前述任意实施例或其组合中的运输制冷系统，以及动力电池。其中，动力电池同时为车辆以及运输制冷系统中的耗电单元供电。此种布置的电动运输车辆同样可以在动力电池的电量到达警戒线之前就开始协调动力电池对车辆及制冷系统的电力供应分配，可确保随着动力电池剩余电量的降低而逐步减小运输制冷系统的消耗，这一方面避免车厢内货物受到温度骤变的影响，另一方面也尽可能地延长了车辆的行驶时长，实现了货物保存与车辆运行的较好平衡，在此不再赘述。
如下将结合图1来描述应用前述实施例中的运输制冷系统控制方法的电动运输车辆在一次送货过程中的电力供应协调。
首先，在安排电动运输车辆，例如电动冷藏车送货时，应期望使其能够尽量多地行驶路程，多送货物。在冷藏车开始送货前，动力电池的电量是满电量，此时将车厢在最短时间内预先冷却到设定温度，需要冷机提供最大的冷量，所以变频压缩机可运行的最大转速不受限（例如6000RPM），且同时变频冷凝器风机运行的最大转速也不受限（例如3000RPM），以保证制冷系统正常工作，从而将车厢迅速降温至设定温度。
随后，开始装货并送货，此时冷机处于运行状态。在冷藏车送货一段时间后，动力电池的电量下降，且车厢内的货物量减少，此时将货物维持在设定温度，并不需要最大冷量，因此可降低动力电池对运输制冷系统内的耗电单元的电力供应。此时，压缩机可运行的最大转速将被限制到某一中间转速（例如4200RPM），此时变频冷凝器风机可运行的最大转速也相应下降（例如2200RPM）。
此后，随着冷藏车继续送货，动力电池的电量继续下降，且货物进一步减少，这也将导致维持货物温度所需提供的冷量也进一步减小，因此可再次降低动力电池对运输制冷系统内的耗电单元的电力供应。此时变频压缩机将被限制成在最小转速（例如1800RPM）下运行，变频冷凝器风机也将被限制成在最小转速（例如1000RPM）下运行。
再者，随着货物流量与动力电池电量的进一步降低，为保证冷藏车能够继续行驶，此时将控制制冷系统的压缩机停止工作，冷凝器风机停止工作，而仅维持蒸发器风机工作，从而驱使车厢内保持空气循环流通。
最终，当电动冷藏车的电量下降至提醒充电时，将控制制冷系统的压缩机，冷凝器风机，蒸发器风机全部停止工作。此时，为确保用户还能获知车厢内剩余货物的保温情况，可以为系统内的温度显示屏继续供电，使其能够继续显示车厢内温度。
以上例子主要说明了本申请的运输制冷系统、其控制方法及电动运输车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其它的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种运输制冷系统的控制方法，其特征在于，包括：
如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不小于第一预设值，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量非受限状态运行；以及
如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以电量受限状态运行；
其中，所述电量受限状态被关联至所述电池荷电量与最小电池荷电量的比值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值小于第一预设值时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第二预设值，则控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第一电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量及最大运行转速均受到限制，且所述运输制冷系统所产生的制冷量能够电动运输车辆的车厢保持为设定温度。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第二预设值时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第三预设值，则控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第二电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量限制为最小供电量，压缩机与冷凝器风机的运行转速被限制为最小运行转速，且所述运输制冷系统所产生的制冷量能够将电动运输车辆的车厢保持为接近设定温度。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第三预设值时，如果当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值大于第四预设值，则控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第三电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机与冷凝器风机的供电量限制为0，但蒸发器风机保持正常供电量以驱使运输车辆的车厢内的空气进行流动。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在当前电池荷电量与最小电池荷电量的比值不大于第四预设值时，控制所述运输制冷系统内的耗电单元以第四电量受限状态运行；此时耗电单元中的压缩机、冷凝器风机与蒸发器风机的供电量限制为0。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在所述运输制冷系统内的耗电单元以第四电量受限状态运行时，耗电单元中温度显示屏保持正常供电量来显示运输车辆的车厢内的当前温度。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述第一预设值为2.5；和/或所述第二预设值为1.5；和/或所述第三预设值为1；和/或所述第四预设值为0.9。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述运输制冷系统内的耗电单元由运输车辆的动力电池供电。
9.一种运输制冷系统，其用于调节电动运输车辆的车厢内温度，其特征在于，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器与蒸发器风机，置于车厢外的冷凝器、冷凝器风机及压缩机、节流元件，所述压缩机、冷凝器、节流元件与蒸发器依次连接形成制冷回路；以及用于控制电动运输车辆的电池向蒸发器风机、冷凝器风机及压缩机供电的控制模块；其中，所述控制模块根据权利要求1-8中任意一项的控制方法控制所述制冷系统。
10.一种电动运输车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的运输制冷系统；以及动力电池；所述动力电池同时为车辆以及所述运输制冷系统中的耗电单元供电。
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