CN112141032A - 气候受控车辆、运输气候控制设备、车辆改装和运行方法 - Google Patents

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Abstract

气候受控式车辆，包括：原动机；运输气候控制单元；车辆电力网络，包括：在原动机激活时由原动机驱动的交流发电机；电连接到交流发电机以充电的主电池；电连接到交流发电机以充电的副电池；将车辆电力网络连接到运输气候控制单元的电源端子；开关，具有主电池和副电池电联接到交流发电机以进行充电的闭合配置以及副电池和电源端子与主电池隔离以阻止从主电池到运输气候控制单元的电力供应的断开配置。运输气候控制单元连接到车辆电力网络的电源端子以在原动机激活且开关闭合时从交流发电机接收电力，并在原动机未激活且开关断开时从副电池接收电力。控制器基于针对运输气候控制单元的电力设定确定是维持运输气候控制单元的运行还是使其停用。

Description

气候受控车辆、运输气候控制设备、车辆改装和运行方法
技术领域
本公开总体上涉及运输气候控制系统的能量管理。更具体地，本公开涉及一种用于管理用于运输气候控制系统的多个能量源的方法和系统。
背景技术
运输气候控制系统可以包括例如运输制冷系统(TRS)和/或加热系统、通风系统和空气调节(HVAC)系统。TRS通常用于控制运输单元(例如卡车、集装箱(诸如平板车上的集装箱、联运集装箱等)、厢式车、半牵引车、公共汽车或其他类似的运输单元)的货物空间内的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)。TRS可以维持货物空间的环境条件以维持货物(例如农产品、冷冻食品、药品等)。在一些实施例中，运输单元可以包括HVAC系统以控制车辆的乘客空间内的气候。
发明内容
本文所述的实施例能够在来自优选能量源的可用能量容量不可用时暂时地维持运输单元的内部空间(例如，货物空间、乘客空间等)的气候控制。
本公开公开了一种用于管理负载和多个能量源的车辆电气系统，以允许在即使车辆电源(例如，原动机)关闭或无法充分为气候控制系统供电(“保持”)的情况下，也可以管理电能以向运输气候控制单元(也被称为HVAC-R系统)提供电力。
另外，当车辆电力(例如，来自原动机的电力)不足时，车辆电气系统可以使用辅助能量源(例如，辅助电池)来提高车辆电力。
应当理解，对于为什么车辆电源受到限制可能有多个原因。例如，车辆交流发电机可能未达到负载所需容量的额定值。另一示例是车辆正在减速(即，车辆未全速行驶)，因此车辆未给车辆交流发电机提供全容量(例如，车辆交流发电机具有70％或65％的额定容量)。例如，额定值为100A的车辆交流发电机在车辆减速时只能提供70A或65A。对于配备有自动启停系统的车辆而言(例如，为符合EU排放标准)，当车辆进入静止停止状态时，车辆可以完全关闭(即，车辆交流发电机不提供电流)。
减少例如来自车辆原动机(例如，内燃机，诸如柴油发动机等)的排放物(例如，颗粒物排放物、氮氧化物排放物、噪声排放物等)的法规已经使得车辆内的部件为电驱动的，也使得在车辆动力室内的车辆交流发电机和原动机之间的空间中增加了减少排放的部件(例如，排放控制装置、自动启停系统等)。例如，当车辆在交通信号灯处停车，在商店等处停车时，自动启停系统可以关闭原动机(即原动机未在运行)。相应地，缩小了车辆动力室中车辆交流发电机和原动机之间的可用于其他部件的空间。例如，这种减小的空间可能使得难以提供联接到(或附接到、安装到)车辆动力室中的原动机的单独的压缩机来提供高的冷却电力负载并补充运输气候控制系统。此外，可能期望提供一种运输气候控制单元，该运输气候控制单元在物理上与车辆动力室分开。
本文描述的实施例可以提供一种运输气候控制系统，该运输气候控制系统可以由来自车辆交流发电机的电力(例如，12V DC电力)电驱动。而且，本文描述的实施例可以有助于确保用于供应负载(例如，运输气候控制系统)的电力可以根据需要而获得。
本文描述的实施例可以使用布置在车辆动力室外部并且由电驱动装置驱动的压缩机来提供内部空间内的气候控制。这可以避免对在车辆动力室中的压缩机的需求，从而增加车辆动力室中可用的空间，并且即使在车辆原动机关闭时也可以允许单独的压缩机运行。
根据第一方面，公开了一种气候受控式车辆，该车辆包括：
原动机；
运输气候控制单元；
车辆电力网络，该车辆电力网络包括：
交流发电机，该交流发电机被配置为在原动机激活时由原动机驱动；
主电池，该主电池电连接到交流发电机以进行充电；
副电池，该副电池电连接到交流发电机以进行充电；
电源端子，该电源端子将车辆电力网络连接到运输气候控制单元；
开关，该开关具有闭合配置和断开配置，在该闭合配置中，主电池和副电池电联接到交流发电机以进行充电，并且在该断开配置中，副电池和电源端子与主电池隔离，从而阻止从主电池到运输气候控制单元的电力供应；
其中，运输气候控制单元连接到车辆电力网络的电源端子，以在原动机激活且开关闭合时从交流发电机接收电力，并且在原动机未激活且开关断开时从副电池接收电力；并且
其中，控制器被配置为基于针对运输气候控制单元的电力设定来确定是维持运输气候控制单元的运行还是使运输气候控制单元停用。
维持运输气候控制单元的运行可以包括改变运输气候控制单元的运行模式。运输气候控制单元可以具有标准运行模式和低电力运行模式，该低电力运行模式被配置为相比于标准运行模式产生较低的电力消耗。控制器可以被配置为响应于原动机的停用而将运输气候控制单元的运行模式从标准运行模式改变为低电力运行模式。
在低电力运行模式下，控制器可以确定运输气候控制负载网络的电力消耗是否超过了来自车辆电气系统(例如，在保持模式下时来自车辆副电池)的可用的电力量，并且控制器可以执行运输气候控制负载网络的一个或多个负载的削减以减少运输气候控制负载网络的电力消耗，直到运输气候控制负载网络的电力消耗匹配来自车辆电气系统的可用电力。削减运输气候控制负载网络的一个或多个负载可以包括控制器降低运输气候控制负载网络的变速压缩机的速度。削减运输气候控制负载网络的一个或多个负载可以包括控制器停止蒸发器鼓风机、冷凝器风扇和加热器中的至少一个的运行。
由控制器确定运输气候控制负载网络的电力消耗可以包括：
确定运输气候控制网络的在运行中的一个或多个负载；
访问在运行中的一个或多个负载中的每个负载的额定功率；
将在运行中的一个或多个负载中的每个负载的额定功率相加，以确定运输负载网络的电力消耗。
一个或多个负载包括变速压缩机。
由控制器确定来自车辆电气系统的可用的电力量可以包括：
监测供应给车辆电气系统的DC稳压总线的电流量；以及
从供应给DC稳压总线的电流量中减去运输气候控制负载网络的电力消耗以确定来自车辆电气系统的可用的电力量。
由控制器确定来自车辆电气系统的可用的电力量可以包括：确定由车辆电力网络提供给车辆电气系统的DC稳压总线的车辆电压；以及基于车辆电压从预期的车辆电压值的下降来确定来自车辆电气系统的可用的电力量。
运输气候控制单元可以包括压缩机，并且运输气候控制单元可以被配置为在运输气候控制单元的等效运行点处，在低电力模式下以比标准运行模式低的速度运行压缩机。
车辆电力网络可以被配置为在原动机停用时自动地断开开关。
控制器可以被配置为接收用户输入以限定电力设定。车辆还可以包括接收来自用户的用户输入的用户输入界面。控制器可以被配置为促使向用户显示提示以提供用户输入从而限定电力设定，该提示指示第一选项和第二选项，第一选项用于维持运输气候控制单元的运行，并且第二选项用于使运输气候控制单元停用。
根据第二方面，提供了一种用于根据第一方面的气候受控式车辆的运输气候控制设备，该运输气候控制设备包括：
运输气候控制单元，该运输气候控制单元被配置为连接到车辆电力网络的电源端子，以在原动机激活且开关闭合时从交流发电机接收电力，并且在原动机未激活且开关断开时从副电池接收电力；以及
控制器，该控制器被配置为基于针对运输气候控制单元的电力设定来确定是维持运输气候控制单元的运行还是使运输气候控制单元停用。
根据第二方面的运输气候控制单元可以具有根据第一方面的运输气候控制单元的任何特征。根据第二方面的控制器可以具有根据第一方面的运输气候控制单元的任何特征。
根据第三方面，提供了一种使用运输气候控制单元来改装车辆的方法，该车辆包括：
原动机；
车辆电力网络，该车辆电力网络包括：
交流发电机，该交流发电机被配置为在原动机激活时由原动机驱动；
主电池，该主电池电连接到交流发电机以进行充电；
副电池，该副电池电连接到交流发电机以进行充电；
开关，该开关具有闭合配置和断开配置，在该闭合配置中，主电池和副电池电联接到交流发电机以进行充电，并且在该断开配置中，副电池和电源端子与主电池隔离，从而阻止从主电池到运输气候控制单元的电力供应；
该方法包括：
将运输气候控制单元连接到车辆电力网络的电源端子，使得运输气候控制单元被配置为在原动机激活且开关闭合时从交流发电机接收电力，并且在原动机未激活且开关断开时从副电池接收电力；
提供用于运输气候控制单元的控制器，该控制器被配置为在原动机停用时基于针对运输气候控制单元的电力设定来确定是维持运输气候控制单元的运行还是使运输气候控制单元停用。
控制器和/或车辆可以被配置为使得改装后的车辆具有以上关于第一方面描述的任何特征。
根据第四方面，提供了一种运行气候受控式车辆的方法，该车辆包括：
原动机；
运输气候控制单元；
车辆电力网络，该车辆电力网络包括：
交流发电机，该交流发电机被配置为在原动机激活时由原动机驱动；
主电池，该主电池电连接到交流发电机以进行充电；
副电池，该副电池电连接到交流发电机以进行充电；
电源端子，该电源端子将车辆电力网络连接到运输气候控制单元；
开关，该开关具有闭合配置和断开配置，在该闭合配置中，主电池和副电池电联接到交流发电机以进行充电，并且在该断开配置中，副电池和电源端子与主电池隔离，从而阻止从主电池到运输气候控制单元的电力供应；
该方法包括：
在原动机电力模式下运行运输气候控制单元，在该原动机电力模式下：
原动机是激活的以驱动交流发电机；
从交流发电机供应电力以运行运输气候控制单元；
可选地供应电力以使主电池和/或副电池充电；
控制器确定原动机的停用；
在原动机停用时，开关从闭合配置移动到断开配置；
响应于确定原动机的停用，确定针对运输气候控制单元的电力设定，该电力设定对应于维持运输气候控制单元的运行或使运输气候控制单元停用；
基于该电力设定，在保持模式下运行运输气候控制单元，在该保持模式下：
原动机未激活；
从剐电池供应电力以运行运输气候控制单元。
该方法可以包括，在确定原动机的停用之后，接收用户输入以限定电力设定。该方法还可以包括，在确定原动机的停用之后，向用户显示提示以经由用户输入界面提供用户输入来限定电力设定，该提示指示第一选项和第二选项，第一选项用于维持运输气候控制单元的运行，并且第二选项用于使运输气候控制单元停用。
应当理解，除了互相排斥的情况以外，关于以上任一方面所描述的特征可以在做出必要修改的情况下应用于任何其他方面。此外，除了互相排斥的情况以外，本文描述的任何特征可以应用于任何方面和/或与本文描述的任何其他特征结合。
附图说明
参考形成本公开的一部分的附图，这些附图示出了可以实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
图1示出了卡车的侧视图，该卡车具有前壁安装式车辆供电运输制冷单元；
图2示出了厢式货车的侧视图，该厢式货车具有顶部安装式车辆供电运输制冷单元；
图3至图5是气候受控式车辆的车辆电气系统的框图示意图；
图6是运输气候控制负载网络的框图示意图；
图7是用于管理从车辆电气系统到运输气候控制负载网络的能量的示例性方法的流程图；
图8是从车辆电气系统到运输气候控制负载网络的负载管理的示例性方法的流程图；
图9是运行气候受控式车辆的示例性方法的流程图。
在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件。
具体实施方式
本公开总体上涉及能量源和负载管理。更具体地，本公开涉及一种用于管理和控制用于气候控制系统的多个能量源的辅助电存储器和负载的方法和系统。
例如，可以在诸如用于运输单元(TU)的TRS或MTRS(多区域运输制冷系统)之类的运输气候控制系统、用于车辆的HVAC系统等中提供本文描述的实施例。
如本文所限定的，“低电压”是指在汽车环境中的ISO 6469-3下的A级。特别地，最大工作电压在0V和60V DC之间或在0V和30V AC之间。
如本文所限定地，“高电压”是指在汽车环境中的ISO6469-3下的B级。特别地，最大工作电压在60V和1500V DC之间或在30V和1000V AC之间。
图1示出了温度受控式直运卡车11，该卡车11包括用于承载货物的受调节的装载空间12。运输气候控制单元，特别是运输制冷单元(TRU)14被安装到装载空间12的前壁16上。经由控制器15来控制TRU 14以在装载空间12内提供温度控制。卡车11还包括车辆动力室18，该车辆动力室18容纳原动机21，例如内燃机(例如，柴油发动机等)，该原动机21提供动力以使卡车11移动和操作TRU 14。在该示例中，原动机21与交流发电机22联合工作以操作TRU 14。
尽管图1示出了温度受控式直运卡车11，但应当理解，本文所述的实施例也可以应用于任何其他类型的运输单元，包括但不限于集装箱(例如，平板车上的集装箱、联运集装箱等)、箱式车或其他类似的运输单元。
图2示出了温度受控式厢式货车80，该厢式货车80包括用于承载货物的受调节的装载空间82(或内部空间)。运输制冷单元(TRU)85被安装到装载空间82的顶部84上。经由控制器83来控制TRU 85以在装载空间82内提供温度控制。厢式货车80还包括车辆动力室86，该车辆动力室86容纳原动机87，例如内燃机(例如，柴油发动机等)，该原动机87提供动力来使厢式货车80移动并操作TRU 85。在该示例中，原动机87可以与交流发电机联合工作以操作TRU 85。在该示例的变型中，厢式货车80可以是由原动机87与电池电源联合提供动力的混合动力车辆。
应当理解，TRU仅是运输气候控制单元的一个示例。
图3示出了气候受控式车辆(诸如图1的卡车11或图2的厢式货车80)的车辆电气系统200的示意图。可以提供车辆电气系统200以向例如图1的TRU 14或图2的TRU 85供应电力。
图3所示的车辆电气系统200被配置为与原动机驱动式车辆或由原动机和能量存储装置的组合驱动的混合动力车辆一起操作。
如图3所示，车辆电气系统200具有三个部分，这三个部分在本文中被称为车辆电力网络204、公用电力网络208和运输气候控制负载网络212，其中运输气候控制负载网络212经由DC稳压总线202连接到车辆电力电网204和公用电力网络。在该示例的变型中，可能不存在公用电力网络208。图3使用实线和虚线示出了车辆电气系统的正电力线和负电力线。DC稳压总线202可以是12伏特的DC稳压总线。应当理解，“稳压”是本领域的术语。例如，稳压电源可以借助于整流器(或AC-DC转换器等)将非稳压的AC(交流)电源转换为恒定的DC，并且可以向需要在特定电源限制内运行的电路或装置供应稳定的电压(或在某些情况下供应稳定的电流)。还应当理解，在12伏特的稳压总线上，提供给总线的电压可以在例如约11伏特至约15伏特之间变化。在一些实施例中，DC稳压总线202可以从车辆动力室行进到车辆的驾驶室和/或行进到TRU。
车辆电气系统200可以管理和调节从车辆电力网络204和公用电力网络208的一个或多个能量源到运输气候控制负载网络212的能量。在该示例中，一个或多个能量源包括车辆交流发电机205、通过车辆电力网络204的车辆主电池210和车辆副电池211、以及通过公用电力网络208的公用电力(也被称为岸电电源)。而且，车辆电气系统200被配置为向运输气候控制负载网络212的一个或多个负载供应能量，如图6最佳所示的。负载可以是例如运输气候控制系统的压缩机255、一个或多个蒸发器鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270、加热器275以及控制器260。
车辆电力网络204包括车辆交流发电机205、车辆主电池210和车辆副电池211。在该示例中，交流发电机205与主电池210和副电池211彼此并联地布置，使得主电池210和副电池211均被配置为通过由交流发电机205提供的能量进行充电。车辆电力网络204还包括与车辆副电池211并联的电力端子207，该电力端子207用于将车辆电力网络连接到运输气候控制负载网络(例如，经由DC稳压总线)。
车辆电力网络204还包括电池隔离开关206(例如接触器开关)，该电池隔离开关206布置在车辆主电池210和车辆副电池211之间。电池隔离开关206具有闭合配置和断开配置，在该闭合配置中，交流发电机205、车辆主电池210、车辆副电池211和电源端子207进行电联接(例如，用于给车辆主电池210和车辆副电池211充电以及用于从车辆电力网络向运输气候控制负载网络212供电)，并且在该断开配置中，车辆电力网络204的副电池211和电源端子207至少与主电池210电隔离(在该示例中也与交流发电机205电隔离)。因此，在电池隔离开关206的闭合配置中，从车辆主电池210到运输气候控制负载网络的电力供应被阻止。相比之下，在闭合配置中，可以从交流发电机205、车辆主电池210和车辆副电池211中的任何一个或全部向运输气候控制负载网络提供电力。
车辆交流发电机205可以是能够向车辆提供AC电力的电交流发电机。在一些实施例中，车辆交流发电机205可以包括整流器或AC-DC转换器(未示出)，该整流器或AC-DC转换器将AC电力整流或转换为DC电力。车辆交流发电机205经由电池隔离开关206连接到DC稳压总线202。车辆交流发电机205可以将整流或转换后的DC电力(例如12V)提供给DC稳压总线202。
在该示例中，车辆电力网络如由OEM(原始设备制造商)设置的那样被设置在车辆上，其中车辆主电池210被配置为向车辆的关键电气系统(诸如起动电路)提供电力，并且设置车辆副电池210以在原动机(诸如发动机，例如柴油发动机)停用(即未激活)而导致交流发电机不产生电力时向辅系统供应电力，而不会引起耗尽车辆主电池211的风险。在这种系统中，电池隔离开关206可以如由OEM设置的那样被设置在车辆上，并且电池隔离开关206可以被配置为在原动机停用时(例如，在检测到原动机的点火开关被关闭时)自动地断开。在该示例中，运输气候控制负载网络212和公用电力网络208被改装到OEM车辆中，以提供如本文所述的气候受控式车辆。例如，公共电力网络208和运输气候控制负载网络212可以设置在诸如TRU的运输气候控制单元中，而车辆电力网络可以设置在车辆的动力室中，其中DC稳压总线202在这些部件之间延伸。在本文所述的示例中，在运输气候控制单元(例如TRU)中设置运输气候控制负载网络以向气候控制单元的气候控制部件(例如压缩机、加热器、蒸发器风扇等)提供电力，从而在这些示例中，从车辆电力网络向运输气候控制负载供应电力相当于向气候控制单元供应电力以用于运行气候控制单元。
在一些实施例中，可以在车辆电力网络204中设置电压传感器(未示出)以监测提供给DC稳压总线202的车辆电压，和/或可以设置电流传感器(未示出)以监测流入和流出车辆主电池210的电流。这种电压传感器和/或电流传感器可以向运输气候控制负载网络的控制器260提供信号，从而可以基于来自电压传感器和/或电流传感器的输出来确定原动机是否是激活的(点火装置开启)或是未激活的(点火装置关闭)，并且控制器可以基于该确定来控制运输气候控制负载网络的运行。
公用电力网络208包括AC-DC转换器225。公用电源(例如，来自地面设施的“主”电源或“岸电”电源或位于车辆外部的其他电源连接)可以连接到AC-DC转换器225以向AC-DC转换器225提供AC电力输入。AC-DC转换器225对来自公共电源的AC电力进行转换并将转换后的DC电力提供给DC稳压总线202。例如，从AC-DC转换器225到DC稳压总线的转换后的DC电力可以为12伏特和84安培。尽管图3示出了单个AC-DC转换器225，但应当理解，在该示例的变型中，车辆电气系统200可以包括两个或更多个AC-DC转换器。在存在两个或更多个AC-DC转换器的示例中，AC-DC转换器中的每个都可以连接到公用电源以向车辆电气系统200提供附加的电力容量。
公用电力网络208经由开关209连接到DC稳压总线202，该开关209具有公用配置和车辆电力配置，在该公用配置中，该开关连接公用电力网络208以向运输气候控制负载网络212供应电力，同时使车辆电力网络与运输气候控制负载网络212隔离，并且在该车辆电力配置中，该开关将车辆电力网络204连接到运输气候控制负载网络212，同时使公用电力网络208与运输气候控制负载网络隔离。图3示出了处于车辆电力配置中的开关209。
在该示例中，开关209由TRU的控制器260控制，如将在以下进一步详细描述的。控制器260可以是例如图1中所示的TRS控制器15。远程控制器280可以无线地(例如，蓝牙、紫蜂(ZigBee)等)或经由电线(例如，诸如RS485通信链路之类的通信链路)连接到控制器270。远程控制器280可以位于车辆的驾驶室中，并且可以由用户(例如驾驶员)控制。用户可以使用远程控制器以将用户针对运输气候控制负载网络212的部件的设置传达给控制器260。
运输气候控制负载网络212的部件可以是例如安装到车辆(例如卡车)的车身的运输气候控制单元(例如TRU)的一部分。在一些实施例中，TRU可以位于卡车的驾驶室的上方。在另一实施例中，TRU可以位于TU的顶部上(例如，外部冷凝器所在的箱体的顶部)。如图6所示，运输气候控制负载网络212包括驱动压缩机255的压缩机驱动模块(CDM)250、一个或多个蒸发器鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270、加热器275和控制器260。DC稳压总线202连接到CDM250、一个或多个蒸发器鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270、加热器275和控制器260中的每个并为这些部件供电。应当理解，在运输气候控制负载网络212的各种负载中，CDM250和压缩机255可能需要最多的电力。
CDM250被配置为使来自DC稳压总线202的电力增加，并将该电力转换为AC电力以驱动压缩机255。在一些实施例中，CDM250可以对来自DC稳压总线202的低电压DC电力(例如12V)进行转换，并且提供例如240V的AC电力以驱动压缩机255。特别地，CDM250驱动压缩机255以满足运输气候控制系统的需求。
在一些实施例中，压缩机255可以是可变速压缩机。在一些实施例中，压缩机255可能需要例如1KW的功率来运行。在一些实施例中，一个或多个蒸发器鼓风机265可能需要例如100W的功率来运行。在一些实施例中，一个或多个冷凝器风扇270可能需要例如130W的功率来运行。在一些实施例中，加热器275可能需要例如1200W的功率来运行。而且，在一些实施例中，加热器275可以被配置为从CDM250接收电力。
如上所述，图3示出了处于原动机电力模式下的车辆电气系统，在该原动机电力模式下，交流发电机205由车辆的原动机(例如发动机，例如柴油发动机)驱动以将电力传输到车辆电力网络中，并且在该原动机电力模式下，车辆电力网络经由DC稳压总线202向运输气候控制负载网络212提供电力。在原动机电力模式下，电池隔离开关206处于闭合配置，使得车辆电力网络的电源端子208电联接到车辆交流发电机205以及主电池和副电池。在该配置中，根据运输气候控制负载网络消耗的电力，车辆主电池和车辆副电池可能在充电，或可能在向运输气候控制负载网络212传输电力。在原动机电力模式下，开关209处于车辆电力配置中，以使公用电力网络208与运输气候控制负载网络隔离。由箭头示出了原动机电力模式下的示例性电流流动。
图4示出了处于岸电模式下的车辆电气系统200，在该岸电模式下，开关209处于公用配置中以电联接公用电力网络208以向运输气候控制负载网络212供应电力，同时使运输气候控制负载网络212与车辆电力网络204隔离。在该示例中，原动机在岸电模式下是未激活的，使得电池隔离开关206处于断开配置。由箭头示出了岸电模式下的示例性电流流动。
图5示出了处于保持模式下的车辆电气系统200，该保持模式对应于运输气候控制负载网络即使在原动机停用情况下的连续运行。在保持模式下，开关209处于根据以上参照图3描述的原动机电力模式的车辆电力配置中，并且电池隔离开关206在原动机停用之后处于断开配置中。因此，车辆电力网络204的电源端子207和车辆副电池211与车辆主电池210隔离。由箭头示出了在保持模式下的示例性电流流动，表明从车辆副电池211到运输气候控制负载网络212的电力供应，而没有从车辆主电池210到运输气候控制负载网络212的电力供应。
图7是方法700的一个示例的流程图，该方法700用于管理从车辆电气系统200到运输气候控制负载网络的能量，如以上关于图3至图6所描述的。方法700开始于705，在705处，控制器260确定公用电力网络是否连接到公用电源以从公用电源向气候控制负载网络供应电力。控制器260可以确定是否允许公用电力网络208从公用电源接收电力。例如，公用电力网络208可以连接到公用电源，但是例如在来自公用电源的电力成本太高、车辆电气系统200使用公用电源受限制等时不允许公用电力网络208从公用电源接收电力。
如果公用电力网络208连接到公用电源并被允许从公用电源接收电力，则方法700进行到710。如果公用电力网络208未连接到公用电源或公用电力网络208不被允许从公用电源接收电力，则方法700进行到715。
在710处，运输气候控制负载网络212使用公用电力(即，车辆电力网络204没有提供电力)在岸电模式下运行。特别地，AC-DC转换器225将公用电力转换成提供给DC稳压总线202的DC电力。
在715处，控制器260监测车辆电力网络的点火状态，该点火状态对应于车辆的点火装置是开启的(即，原动机激活)还是关闭的(即，原动机未激活/停用)。控制器260可以监测由车辆电力网络204提供给DC稳压总线202的车辆电压或电流。电压传感器(未示出)可以布置在车辆电力网络中以测量车辆电压。电压传感器然后可以向控制器发送车辆电压测量值。附加地或可替代地，电流传感器(未示出)可以布置在车辆电力网络204中以测量流入和流出车辆主电池210的电流。在这些实施例中，可以代替车辆电压测量值将电流测量值发送到控制器26。当将气候控制单元改装到车辆中时，可以连接控制器以监测车辆的点火状态，例如通过监测车辆电力网络的电压，诸如车辆电力网络的点火电路的电压以监测车辆的点火状态。例如，高阻抗电缆可以安装在控制器和车辆电力网络之间，以将电压信号发送到控制器。附加地或可替代地，可以监测车辆电力网络中的电流流动并将该电流流动传达给控制器以基于电压和/或电流确定点火状态。该方法然后进行到720。
在720处，控制器260确定原动机是激活的(点火装置开启)还是未激活的(点火装置关闭)。如果控制器260确定原动机是激活的，则该方法进行到725，并且运输气候控制负载网络212在原动机电力模式下(即，使用来自车辆电力网络(725)的电力，包括由交流发电机205提供的电力)运行。如果控制器260确定原动机是未激活的(点火装置关闭)，则方法进行到730。
在730处，控制器260基于用于运行运输气候控制单元的电力设定731来确定是否指示了保持模式。例如，电力设定可以导致运输气候控制单元的停用(即，停止对运输控制单元的气候控制部件的电力供应)，或者维持运输气候控制单元的运行。电力设定可以作为预定指令存储在运输气候控制单元的控制器260中，或者可以作为用户输入而被接收。
在该示例中，控制器260被配置为在720处确定原动机停用之后接收用户输入以限定电力设定。在该示例中，远程控制器280被设置在车辆的驾驶室中，并且被配置为提供经由显示器接收来自用户的用户输入的用户输入界面。控制器260使远程控制器280向用户显示提示以提供用户输入来限定电力设定。例如，提示可以指示用于维持运输气候控制单元的运行的第一选项，以及用于使运输气候控制单元停用的第二选项。在远程控制器280处接收到用户输入时，电力设定被限定，并且控制器260确定是维持运输气候控制单元的运行(即，在保持模式下运行，735)还是使运输气候控制单元停用(740)。
在735处，控制器通过使或允许开关209移动到车辆电力配置并且控制运输气候控制单元从车辆副电池211汲取电力来使车辆电气系统在保持模式下运行。如上所述，在原动机停用的情况下(如在720处确定的)，电池隔离开关206自动地移动到断开配置。
在740处，控制器260通过控制运输气候控制单元的部件停止从车辆电力网络204汲取电力来控制运输气候控制单元停用。
在如以上关于框710、725、735或740(停用)所描述的那样运行气候控制单元之后，例如在预定时间段之后，或在检测到原动机的点火状态变化时，或在公用电力可用时，该方法返回到705。
在该示例中，控制器260被配置为当车辆电气系统在保持模式下运行时控制运输气候控制单元的运行，以相比于在车辆电力模式下(和/或岸电模式下)的运行而减少电力消耗。特别地，控制器260具有标准运行模式和低电力运行模式，该低电力运行模式被配置为在气候运输控制单元的等效的热条件和设定点下(即，在运输气候控制单元的等效的运行点处)产生比标准运行模式低的电力消耗。例如，在低电力运行模式下，控制器可以被配置为在运输气候控制单元的等效运行点处，在低电力模式下时以相比于在标准运行模式下运行时更低的速度运行压缩机。特别地，在低电力运行模式下，控制器被配置为基于由车辆电力网络204供应的能量的量来执行运输气候控制负载网络212的负载削减过程，以减少DC稳压总线202以及由此车辆电力网络204所需的能量的量。
在一些实施例中，控制器260可以指示CDM 250和压缩机255降低速度，以便减少由运输气候控制负载网络212消耗的电力量。CDM 250和压缩机255的减速程度可以由控制器260确定，以便匹配或低于来自车辆电气系统200的可用的电力量。在一些实施例中，控制器260还可以指示一个或多个蒸发器鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270和/或加热器275减少或停止运行，以减少由运输气候控制负载网络212消耗的电力量。控制器260被配置为减少或停止运输气候控制负载网络212的一个或多个负载的运行，以便匹配或低于来自车辆电气系统200的可用的电力量。
在保持模式下，减少运输气候控制负载网络的电力消耗，直到运输气候控制负载网络的电力消耗匹配来自车辆电气系统的可用电力(即，从车辆副电池211供应的电力，该车辆副电池211具有有限的供电容量)。
图8是示例性方法400的流程图，该示例性方法400是使用上述车辆电气系统200的运输气候控制负载网络的负载管理方法。无论是在原动机电力模式下、公用电力模式下还是在保持模式下为运输气候控制负载网络供应电力，都可以采用负载管理方法。如上所述，与公用模式和原动机电力模式相比，在保持模式下可用电力可能会降低，使得在该示例中，控制器被配置为在启动保持模式时执行方法400，以便确定是否离开标准运行模式(即以最大容量运行运输气候控制负载网络以满足受控器件的运行需求)，或是否进入低电力模式，以维持并延长车辆副电池的寿命。
方法400从405开始，在405处，控制器260确定运输气候控制负载网络212的电力消耗。
在一些实施例中，控制器260可以在存储器中存储运输气候控制负载网络212的每个部件的额定功率(即，部件在运行时使用的电力量)。控制器260可以监测运输气候控制负载网络212以确定运输气候控制负载网络212的哪些部件在运行。控制器260可以访问运输气候控制负载网络212的正在运行的那些部件的额定功率，并计算运输气候控制负载网络212的电力消耗。
在其他实施例中，电流传感器可以布置在车辆电力网络204中，以测量由车辆电气系统200提供给负载运输气候控制负载网络212的电流。在这些实施例中，电流测量值可以被发送到控制器260。基于当前的测量，控制器260可以确定电力运输气候控制负载网络212的电力消耗。方法400然后进行到410。
在又一些其他实施例中，控制器260可以基于运输气候控制系统的运行差距来确定运输气候控制负载网络212的电力消耗。例如，温度传感器可以监测运输单元的内部空间(例如，图1所示的装载空间12)的内部空间温度，该运输单元使用运输气候控制系统来进行调节。控制器260然后将所监测的内部空间温度与内部空间的期望的设定点温度进行比较，以获得所监测的内部空间温度与期望的设定点温度之间的运行差距。在一些实施例中，运行差距是内部空间温度与内部空间的期望的设定点温度之间的绝对差值。基于运行差距和存储在运输单元中的货物的类型，控制器260可以确定运输气候控制负载网络212的电力消耗。
在一些实施例中，控制器260可以使用查找表或一组方程式基于存储在运输单元中的货物的类型来确定电力消耗。在一些实施例中，控制器260可以利用运输气候控制系统的运行状态数据(例如，当执行运输气候控制系统的特定运行模式时，运输气候控制负载网络212的哪些负载被使用等)来确定电力消耗。而且，在一些实施例中，控制器260可以利用其他数据(例如，天气数据、驾驶数据等)来确定电力消耗。
应当理解，缩小运行差距的紧迫性可以基于存储在运输单元中的货物的类型而变化。例如，与货物为冷冻货物时相比，当货物为药品货物时保持较小的运行差距的紧迫性可能更高。
在410处，控制器260确定来自车辆电气系统200的可用的电力量。控制器260可以基于由车辆电力网络204提供给DC稳压总线202的车辆电压来确定来自车辆电力网络204的可用的电力量。当运输气候控制网络212的一个或多个负载需要的电力超过例如来自车辆副电池211(当车辆电气系统200在保持模式下运行时)或来自车辆电力网络204的交流发电机205(当处于原动机电力模式下时)的可用电力时，已发现车辆电压低于预期的车辆电压值。可以基于车辆电压的下降来确定来自车辆电力网络204的可用的电力量。在一些实施例中，电压传感器布置在车辆电力网络204中以测量车辆电压。电压传感器然后向控制器260发送车辆电压测量值。
在一些实施例中，控制器260确定来自车辆电力网络204的可用的电力量以向DC稳压总线202供应电力。如以上所讨论的，控制器260可以使用由车辆电力网络204提供给DC稳压总线202的车辆电压来确定来自车辆电力网络204的可用的电力量。
在一些实施例中，当公用电力网络208向车辆电气系统200供应电力时，控制器260确定来自公用电力网络208的、用于向DC稳压总线202供应电力的可用的电力量。
在415处，控制器260确定运输气候控制负载网络212的电力消耗是否超过来自车辆电气系统200的可用的电力量。如果运输气候控制负载网络212的电力消耗量超过了来自车辆电气系统200的可用的电力量，则方法400进行到420。如果运输气候控制负载网络212的电力消耗量没有超过来自车辆电气系统200的可用的电力量，则方法400进行到425。
在420处，控制器260被配置为降低运输气候控制负载网络212的一个或多个负载的额定值，以便减少运输气候控制负载网络212的电力消耗。即，控制器260可以基于由车辆电力网络204供应的能量的量来执行运输气候控制负载网络212的负载削减过程，以减少DC稳压总线202以及由此车辆电力网络204所需的能量的量。
在一些实施例中，控制器260可以指示CDM 250和压缩机255降低速度，以便减少由运输气候控制负载网络212消耗的电力量。CDM 250和压缩机255的速度减少的量可以由控制器260确定，以便匹配或低于来自车辆电气系统200的可用的电力量。在一些实施例中，控制器260还可以指示一个或多个蒸发器鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270和/或加热器275减少或停止运行，以减少由运输气候控制负载网络212消耗的电力量。控制器260被配置为减少或停止运输气候控制负载网络212的一个或多个负载的运行，以便匹配或低于来自车辆电气系统200的可用的电力量。
在425处，控制器260被配置为运行车辆电气系统200以从车辆电力网络204汲取用于运输气候控制负载网络212的电力。
方法400然后返回到405。
图9是运行气候受控式车辆的示例性方法900的流程图，该气候受控式车辆诸如本文参照图1至图6所描述的气候受控式车辆，并且将参照图3至图5的车辆电气系统200来描述该示例性方法900。在框905中，车辆电气系统200在原动机电力模式下运行，如以上关于图3所描述的。在框910中，控制器260随后如上所述的确定原动机的停用(例如，基于监测车辆电力网络中的电压，该电压诸如连接到车辆主电池210的点火电路的端子之间的电压)。在框915中，控制器确定针对运输气候控制单元的电力设定(例如，检测或观察到的电力设定的值)，例如以上关于图7的框730所描述的。在该示例中，尽管原动机停用，但仍确定电力设定与运输气候控制单元的连续运行相对应。因此，在框920中，运输气候控制单元被控制以在保持模式下运行，如以上关于图5、图7和图8所描述的。
在上述示例中，控制器260可以被配置为例如向用户(例如，车辆驾驶员)、货运客户等发送警报以表示车辆电气系统200的能量可能不足。警报可以通过SMS消息、电子邮件发送，可以通过远程控制器280等显示给车辆驾驶员。警报可以指示驾驶员启动车辆并以快速怠速行驶(例如，提高车辆的原动机的怠速而不提高车辆移动的速度)，或可以指示驾驶员降低车辆原动机的档位以在较高的原动机RPM下运行，从而防止运输气候控制系统出现故障，并且防止削减运输气候控制负载网络212的负载或降低运输气候控制负载网络212的负载的额定值。控制器260可以被配置为指示车辆启动自动重启模块以启动车辆并以快速怠速行驶，从而防止运输气候控制系统出现故障，并且防止削减运输气候控制负载网络212的负载或降低运输气候控制负载网络212的负载的额定值。控制器260可以被配置为指示车辆停用车辆原动机的自动启动/停止系统。在一些实施例中，可以在采取或需要采取任何行为之前的一段时间内(例如1到5分钟)发送警报。
在上述示例中，控制器260可以基于由车辆电力网络204提供的车辆电压来确定车辆电气系统200是否应该切断对运输气候控制负载网络212的供电。即，控制器260可以确定是否应阻止DC稳压总线202从车辆电力网络204以及在适用的情况下从公用电力网络208接收能量并且将所述能量发送到运输气候控制负载网络212的部件。例如，当没有足够的可用电力来为运输气候控制网络212供电或可能损害车辆的运行时，车辆电气系统200应该切断对运输气候控制负载网络212的供电。控制器260可以被配置为当车辆电力网络的电压小于切断阈值时，确定车辆电气系统200应该切断对运输气候控制负载网络212的供电。例如，当DC稳压总线202是12伏特的稳压总线时，当由车辆电力网络204提供的车辆电压小于切断阈值(例如约11.5伏特)时，控制器260可以确定车辆电气系统200应该切断对运输气候控制负载网络212的供电。控制器260可以被配置为使得，如果确定车辆电气系统200应该切断对运输气候控制负载网络212的供电，则控制器260切断从车辆电气系统200到运输气候控制负载网络212的电力。控制器260可以被配置为控制AC-DC转换器225以阻止来自公用电源的电力。
在本说明书中使用的术语旨在描述特定的实施例，而不旨在进行限制。除非另外明确指出，否则术语“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”表示所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在或增加。
关于先前的描述，应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以在细节上做出改变，特别是在所使用的结构材料以及形状、尺寸和部件的布置方面做出改变。在本说明书中使用的词语“实施例”可以但不一定指相同的实施例。本说明书和所描述的实施例仅是示例。在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以设计其他和另外的实施例，而本公开的真实范围和精神由所附权利要求书指示。

Claims (12)

1.一种气候受控式车辆，包括：
原动机；
运输气候控制单元；
车辆电力网络，所述车辆电力网络包括：
交流发电机，所述交流发电机被配置为在所述原动机激活时由所述原动机驱动；
主电池，所述主电池电连接到所述交流发电机以进行充电；
副电池，所述副电池电连接到所述交流发电机以进行充电；
电源端子，所述电源端子将所述车辆电力网络连接到所述运输气候控制单元；
开关，所述开关具有闭合配置和断开配置，在所述闭合配置中，所述主电池和所述副电池电联接到所述交流发电机以进行充电，并且在所述断开配置中，所述副电池和所述电源端子与所述主电池隔离，从而阻止从所述主电池到所述运输气候控制单元的电力供应；
其中，所述运输气候控制单元连接到所述车辆电力网络的电源端子，以在所述原动机激活且所述开关闭合时从所述交流发电机接收电力，并且在所述原动机未激活且所述开关断开时从所述副电池接收电力；并且
其中，控制器被配置为基于针对所述运输气候控制单元的电力设定来确定是维持所述运输气候控制单元的运行还是使所述运输气候控制单元停用。
2.根据权利要求1所述的气候受控式车辆，其中，维持所述运输气候控制单元的运行包括改变所述运输气候控制单元的运行模式，其中，所述运输气候控制单元具有标准运行模式和低电力运行模式，所述低电力运行模式被配置为相比所述标准运行模式产生较低的电力消耗，其中所述控制器被配置为响应于所述原动机的停用而将所述运输气候控制单元的运行模式从所述标准运行模式改变为所述低电力运行模式。
3.根据权利要求2所述的气候受控式车辆，其中，所述运输气候控制单元包括压缩机，并且其中，所述运输气候控制单元被配置为在所述运输气候控制单元的等效运行点处，使所述压缩机在所述低电力模式下以比所述标准运行模式低的速度运行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的气候受控式车辆，其中，所述车辆电力网络被配置为在所述原动机停用时自动地断开所述开关。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气候受控式车辆，其中，所述控制器被配置为接收用户输入以限定所述电力设定。
6.根据权利要求5所述的气候受控式车辆，还包括用于接收来自用户的用户输入的用户输入界面，并且其中，所述控制器被配置为促使向所述用户显示提示以提供用户输入从而限定所述电力设定，所述提示指示第一选项和第二选项，所述第一选项用于维持所述运输气候控制单元的运行，并且所述第二选项用于使所述运输气候控制单元停用。
7.一种用于根据权利要求1-6中任一项所述的气候受控式车辆的运输气候控制设备，所述运输气候控制设备包括：
运输气候控制单元，所述运输气候控制单元被配置为连接到所述车辆电力网络的电源端子，以在所述原动机激活且所述开关闭合时从所述交流发电机接收电力，并且在所述原动机未激活且所述开关断开时从所述副电池接收电力；以及
控制器，所述控制器被配置为基于针对所述运输气候控制单元的电力设定来确定是维持所述运输气候控制单元的运行还是使所述运输气候控制单元停用。
8.一种使用运输气候控制单元来改装车辆的方法，所述车辆包括：
原动机；
车辆电力网络，所述车辆电力网络包括：
交流发电机，所述交流发电机被配置为在所述原动机激活时由所述原动机驱动；
主电池，所述主电池电连接到所述交流发电机以进行充电；
副电池，所述副电池电连接到所述交流发电机以进行充电；
开关，所述开关具有闭合配置和断开配置，在所述闭合配置中，所述主电池和所述副电池电联接到所述交流发电机以进行充电，并且在所述断开配置中，所述副电池和电源端子与所述主电池隔离，从而阻止从所述主电池到所述运输气候控制单元的电力供应；
所述方法包括：
将所述运输气候控制单元连接到所述车辆电力网络的电源端子，使得所述运输气候控制单元被配置为在所述原动机激活且所述开关闭合时从所述交流发电机接收电力，并且在所述原动机未激活且所述开关断开时从所述副电池接收电力；
提供用于所述运输气候控制单元的控制器，所述控制器被配置为在所述原动机停用时基于针对所述运输气候控制单元的电力设定来确定是维持所述运输气候控制单元的运行还是使所述运输气候控制单元停用。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制器和/或所述车辆被配置成使得改装后的车辆与权利要求2-6中的任一项所述的气候受控式车辆一致。
10.一种运行气候受控式车辆的方法，所述气候受控式车辆包括：
原动机；
运输气候控制单元；
车辆电力网络，所述车辆电力网络包括：
交流发电机，所述交流发电机被配置为在所述原动机激活时由所述原动机驱动；
主电池，所述主电池电连接到所述交流发电机以进行充电；
副电池，所述副电池电连接到所述交流发电机以进行充电；
电源端子，所述电源端子将所述车辆电力网络连接到所述运输气候控制单元；
开关，所述开关具有闭合配置和断开配置，在所述闭合配置中，所述主电池和所述副电池电联接到所述交流发电机以进行充电，并且在所述断开配置中，所述副电池和所述电源端子与所述主电池隔离，从而阻止从所述主电池到所述运输气候控制单元的电力供应；
所述方法包括：
在原动机电力模式下运行所述运输气候控制单元，在所述原动机电力模式下：
所述原动机是激活的以驱动所述交流发电机；
从所述交流发电机供应电力以运行所述运输气候控制单元；
可选地供应电力以对所述主电池和/或所述副电池充电；
控制器确定所述原动机的停用；
在所述原动机停用时，所述开关从所述闭合配置移动到所述断开配置；
响应于确定所述原动机的停用，确定针对所述运输气候控制单元的电力设定，所述电力设定对应于维持所述运输气候控制单元的运行或使所述运输气候控制单元停用；
基于所述电力设定，在保持模式下运行所述运输气候控制单元，在所述保持模式下：
所述原动机未激活；
从所述副电池供应电力以运行所述运输气候控制单元。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
在确定所述原动机的停用之后，接收用户输入以限定所述电力设定。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在确定所述原动机的停用之后，向用户显示提示以经由用户输入界面提供用户输入来限定所述电力设定，所述提示指示第一选项和第二选项，所述第一选项用于维持所述运输气候控制单元的运行，并且所述第二选项用于使所述运输气候控制单元停用。
CN202010594204.8A 2019-06-28 2020-06-24 气候受控车辆、运输气候控制设备、车辆改装和运行方法 Pending CN112141032A (zh)

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