CN115610182A - 一种运输气候控制系统和方法 - Google Patents

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CN115610182A CN202210839130.9A CN202210839130A CN115610182A CN 115610182 A CN115610182 A CN 115610182A CN 202210839130 A CN202210839130 A CN 202210839130A CN 115610182 A CN115610182 A CN 115610182A
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Abstract

描述了包括控制器的运输气候控制系统，控制器被配置成确定所述系统的气候控制回路的功率需求，并且当功率需求高于功率阈值时以第一电力模式向气候控制回路提供电力，并且当功率需求处于或低于功率阈值时以第二电力模式向气候控制回路提供电力。在第一电力模式中，由原动机提供电力，而在第二电力模式中，由能量存储源提供电力。还描述了一种包括控制器的运输气候控制系统，控制器被配置成估计一个或多个太阳能板在时间t的未来功率输出。当未来功率输出超过阈值时，控制器使用能量存储源向气候控制回路的部件提供电力，以在时间t之前耗尽能量存储源；并且在时间t时使用太阳能板对能量存储源再充电。还描述了用于控制运输气候控制系统的方法。

Description

一种运输气候控制系统和方法
技术领域
本公开的实施例一般来说涉及运输气候控制系统和方法。
背景技术
运输气候控制系统可以包括举例来说运输制冷系统(TRS)和/或加热、通风和空气调节(HVAC)系统。TRS通常被用于控制运输单元(例如，卡车、集装箱(例如，平板车上的集装箱、联运集装箱等)、箱式车、半挂牵引车、公共汽车或其它类似的运输单元)的气候受控空间内的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量和类似物)。TRS可以维持气候受控空间的(多个)环境条件以维持货物(例如，农产品、冷冻食品、药物等)。在一些实施例中，运输单元可以包括HVAC系统以控制在运输单元的乘客空间内的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)。
包括发动机和电池电源的混合运输气候控制系统是已知的。这样的系统能够在某些情况下利用电池电力来提高效率。然而，仍然保持需要优化这样的系统中的控制和能量使用。
发明内容
根据一个方面，提供了一种运输气候控制系统，包括：气候控制回路，所述气候控制回路具有压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以向运输单元的气候受控空间提供调节后的空气；原动机，所述原动机被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；能量存储源，所述能量存储源被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；和控制器，所述控制器被配置成确定所述气候控制回路的功率需求，并且当所述功率需求高于功率阈值时以第一电力模式向所述气候控制回路提供电力，并且当所述功率需求处于或低于所述功率阈值时以第二电力模式向所述气候控制回路提供电力；其中，在所述第一电力模式中，从所述原动机提供电力，并且在所述第二电力模式中，从所述能量存储源而不是所述原动机提供电力；其中，所述控制器被配置成控制所述蒸发器的风扇，使得当处于所述第二电力模式中时其以比当处于所述第一电力模式中时更低的速度运行。
所述控制器可以被配置成基于所述能量存储源中的剩余能量而设定所述蒸发器风扇的所述速度。
所述控制器可以被配置成预测第二电力模式使用的持续时间，并且基于所述所预测的持续时间和所述能量存储源中的所述剩余能量而设定所述蒸发器风扇的所述速度。
在所述第二电力模式中，可以排它性地从所述能量存储源提供电力。
在所述第一电力模式中，可以排它性地从所述原动机提供电力。
在所述第二电力模式中，所述原动机可以被关闭。
所述控制器可以被配置成当所述气候控制回路的所述压缩机不活动时使用所述第二电力模式。
所述控制器可以被配置成当达到设定点温度时使用所述第二电力模式。
所述控制器可以动态地确定所述阈值功率。
所述控制器可以被配置成基于所述第二电力模式中可用的电力而确定所述阈值功率。
所述能量存储源可以包括一个或多个电池。
所述控制器可以基于所述气候控制回路的运行模式或条件而确定所述功率需求。
根据另一方面，提供了一种用于控制运输气候控制系统的方法，包括：确定所述系统的运输气候控制回路的功率需求；在所述需求高于功率阈值的情况下，使用原动机以第一电力模式向所述运输气候控制回路提供电力，其中，所述运输气候控制回路的蒸发器风扇以第一速度运行；和在所述需求处于或低于所述功率阈值的情况下，使用能量存储源而不是所述原动机以第二电力模式向所述运输气候控制回路提供电力，其中，所述运输气候控制回路的所述蒸发器风扇以低于所述第一速度的第二速度运行。
根据另一方面，提供了一种运输气候控制系统，包括：气候控制回路，所述气候控制回路具有压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以向运输单元的气候受控空间提供调节后的空气；能量存储源，所述能量存储源被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；原动机，所述原动机被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；一个或多个太阳能板，所述一个或多个太阳能板被配置成向所述气候控制回路的部件和/或所述能量存储源提供电力；和控制器，所述控制器被配置成：估计所述一个或多个太阳能板的在时间t的未来功率输出；在所述未来功率输出超过阈值的情况下，优先于所述原动机而使用所述能量存储源向所述气候控制回路的部件提供电力，以便在所述时间t之前耗尽所述能量存储源；和在所述时间t时使用所述一个或多个太阳能板对所述能量存储源再充电。
所述控制器可以接收天气预报信息，并且基于所述天气预报信息而确定所述一个或多个太阳能板的所述未来功率输出。
所述控制器可以接收GPS信息，并且基于所述天气预报信息和所述GPS信息而确定所述一个或多个太阳能板的所述未来功率输出。
所述控制器可以接收路线信息，并且基于针对在时间t时所述运输单元的所估计位置的所述天气预报信息而确定所述一个或多个太阳能板的所述未来功率输出。
所述天气预报信息可以包括太阳能强度和/或云覆盖数据。
根据另一方面，提供了一种用于控制运输气候控制系统的方法，包括：估计所述运输气候控制系统的一个或多个太阳能板的在时间t的未来功率输出；和在所述未来功率输出超过阈值的情况下，优先于原动机而使用能量存储源向所述运输气候控制系统的气候控制回路的部件提供电力，以便在所述时间t之前耗尽所述能量存储源；和在时间t时使用所述一个或多个太阳能板对所述能量存储源再充电。
附图说明
参考附图，所述附图形成本公开的一部分，并且图示了其中可以实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
图1A图示了根据一个实施例的具有附接到牵引车的运输气候控制系统的气候受控运输单元的透视图。
图1B图示了根据一个实施例的具有运输气候控制系统的卡车的侧视图。
图1C图示了根据一个实施例的具有运输气候控制系统的厢式货车的侧视图。
图1D图示了根据一个实施例的包括运输气候控制系统的乘客车辆的透视图。
图2图示了根据一个实施例的用于为运输气候控制系统供电的电力系统的一个实施例的框图示意图。
图3是根据一个实施例的用于控制运输气候控制系统的方法的流程图。
图4是根据另一实施例的用于控制运输气候控制系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1A图示了附接到牵引车103的气候受控运输单元102的实施例。气候受控运输单元102包括用于运输单元105的运输气候控制系统100。牵引车103附接到运输单元105并且被配置成牵引运输单元105。图1A中所示的运输单元105是拖车。将了解，本文中描述的实施例不限于牵引车和拖车单元，而是可以应用于任何类型的运输单元(例如，卡车、集装箱(例如，平板车上的集装箱、联运集装箱、海运集装箱等)、箱式车、半挂牵引车、公共汽车或其它类似的运输单元)等。
运输气候控制系统100包括提供运输单元105的气候受控空间106内的环境控制(例如，温度、湿度、空气质量等)的气候控制单元(CCU)110。运输气候控制系统100还包括可编程气候控制器107和一个或多个传感器(未示出)，所述一个或多个传感器被配置成测量运输气候控制系统100的一个或多个参数(例如，运输单元105外部的环境温度、气候受控空间106内的空间温度、运输单元105外部的环境湿度、气候受控空间106内的空间湿度等)并且将参数数据传递到气候控制器107。
CCU 110设置在运输单元105的前壁108上。在其它实施例中，将了解，CCU 110可以设置举例来说在运输单元105的车顶或另一壁上。CCU 110包括运输气候控制回路(参见图2)，所述运输气候控制回路连接举例来说压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以在气候受控空间106内提供调节后的空气。
气候控制器107可以包括单个集成控制单元112或可以包括气候控制器元件112、113的分布式网络。给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文中所描述的原理的特定应用。气候控制器107被配置成控制包括运输气候控制回路的运输气候控制系统100的运行。
在实施例中，气候控制器107被配置成获得一个或多个路线参数。一个或多个路线参数可以包括举例来说由包括运输气候控制系统100的运输单元105行进的路线、在由运输气候控制系统100调节的气候受控空间106中运送的货物的类型、在路线期间由运输单元105进行的停靠的次数、在路线期间提供对气候受控空间106访问的门将被打开的所估计次数、在路线期间提供对气候受控空间106访问的门将打开的所估计时间量。
在实施例中，气候控制器107被配置成经由通信链路114(例如从远程服务器119)获得一个或多个路线参数。在实施例中，气候控制器107被配置成引导显示器109提示用户输入一个或多个路线参数，并且举例来说以用户输入装置(例如，触摸屏、键盘、小键盘或类似物)的形式从包括在显示器109中的人机接口获得一个或多个路线参数。
气候控制器107被配置成经由通信链路114从远程服务器119获得影响路线的一个或多个条件。影响路线的一个或多个条件可以包括举例来说天气预报、当前天气数据、交通预测、当前交通数据、充电系统位置数据和客户交付时间约束。
气候控制器107被配置成举例来说从例如包括在CCU 110中的电池的电池管理系统的能量存储管理接收能量存储源的能量水平。
通信链路114可操作地连接到气候控制器107，并且提供气候控制器107和远程服务器119之间的通信，使得气候控制器107可以举例来说从远程服务器119获得影响路线的一个或多个条件。通信链路114可以是举例来说被配置成使用例如3G、4G、LTE或类似物的蜂窝数据网络来经由因特网与远程服务器119通信的无线调制解调器。
远程服务器119是与牵引车103和气候受控运输单元102分开的服务器。远程服务器119被配置成使得影响运输单元105的路线的一个或多个条件对于气候控制器107可用。影响路线的一个或多个条件可以包括举例来说天气预报、当前天气数据、交通预测、当前交通数据、充电系统位置数据和客户交付时间约束。在实施例中，远程服务器119被并入到调度或车队管理系统中或与调度或车队管理系统通信。在实施例中，远程服务器119被配置成向气候控制器107供应路线参数中的一个或多个，所述路线参数包括举例来说待由包括运输气候控制系统的运输单元行进的路线、在由运输气候控制系统调节的空间中运送的货物的类型、在路线期间由运输单元进行的停靠的次数、由运输气候控制系统调节的空间的门在路线期间将被打开的所估计次数、提供对气候受控空间106的访问的门在路线期间将打开的所估计时间量等。
牵引车103包括显示器109。显示器109可以连接到气候控制器107，并且气候控制器107可以引导特定消息(例如，警报和通知)在显示器109上呈现。在实施例中，显示器109进一步包括用户输入部(例如，触摸屏、小键盘、键盘或类似物)以用作人机接口(HMI)，举例来说，以提示输入并且接受输入一个或多个路线参数(例如，路线持续时间、门打开事件的数量、门打开事件的平均持续时间和类似物)。
气候受控运输单元102包括门传感器118，门传感器118位于气候受控空间106的门(未示出)处并且被配置成确定气候受控空间106的门(未示出)是打开还是关闭。门传感器118可以是举例来说机械、电气或光学传感器。门传感器118可以举例来说经由有线或无线通信与气候控制器107通信。
图1B描绘了包括用于运送货物的气候受控空间122和运输气候控制系统124的温度受控单体卡车120。运输气候控制系统124包括安装到装载空间112的前壁128的CCU 126。CCU 126经由气候控制器130被控制以提供气候受控空间122内的气候控制。除了其它部件之外，CCU 126还可以包括运输气候控制回路(参见图2)，所述运输气候控制回路连接举例来说压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以提供气候受控空间122内的气候控制。
运输气候控制系统124还包括可编程气候控制器130和一个或多个传感器(未示出)，所述一个或多个传感器被配置成测量运输气候控制系统124的一个或多个参数(例如，卡车120外部的环境温度、气候受控空间122内的空间温度、卡车120外部的环境湿度、气候受控空间122内的空间湿度等)并且将参数数据传递到气候控制器130。气候控制器130被配置成控制包括运输气候控制回路的运输气候控制系统124的运行。
单体卡车120包括如上文所描述的通信链路114。通信链路114允许气候控制器130与如上文所描述的远程服务器119通信。单体卡车120包括举例来说位于驾驶室132中的显示器109。
单体卡车120包括门传感器134，门传感器134位于气候受控空间122的门(未示出)处并且被配置成确定气候受控空间122的门(未示出)是打开还是关闭。门传感器134可以是举例来说机械、电气或光学传感器。门传感器134可以举例来说经由有线或无线通信与气候控制器130通信。
图1C描绘了包括用于运送货物的气候受控空间143和用于提供气候受控空间143内的气候控制的运输气候控制系统135的温度受控厢式货车141。运输气候控制系统135包括安装到气候受控空间143的车顶144的CCU 140。除了其它部件之外，运输气候控制系统135还可以包括运输气候控制回路(参见图2)，所述运输气候控制回路连接举例来说压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以提供气候受控空间143内的气候控制。
运输气候控制系统135还包括可编程气候控制器145和一个或多个传感器(未示出)，所述一个或多个传感器被配置成测量运输气候控制系统135的一个或多个参数(例如，厢式货车141外部的环境温度、气候受控空间143内的空间温度、厢式货车141外部的环境湿度、气候受控空间143内的空间湿度等)并且将参数数据传递到气候控制器145。气候控制器145被配置成控制包括运输气候控制回路的运输气候控制系统135的运行。
温度受控厢式货车141包括如上文所描述的通信链路114。通信链路114允许气候控制器145与如上文所描述的远程服务器119通信。温度受控厢式货车141包括举例来说位于温度受控厢式货车141的驾驶室142中的显示器109。
温度受控厢式货车141包括门传感器147，门传感器147位于气候受控空间143的门(未示出)处并且被配置成确定气候受控空间143的门(未示出)是打开还是关闭。门传感器147可以是举例来说机械、电气或光学传感器。门传感器144可以举例来说经由有线或无线通信与气候控制器145通信。
图1D是根据一个实施例的包括运输气候控制系统155的车辆150的透视图。车辆150是可以将(多个)乘客(未示出)运送到一个或多个目的地的大众运输公共汽车。在其它实施例中，车辆150可以是学校公共汽车、铁道车辆、地铁车厢或运送乘客的其它商用车辆。车辆150包括可以容纳多个乘客的气候受控空间(例如，乘客舱室)160。车辆150包括定位在车辆150的一侧上的门165。在图1D中所示的实施例中，第一门165邻近车辆150的前端定位，并且第二门165朝向车辆150的后端定位。每个门165可在打开位置和关闭位置之间移动，以选择性地允许访问气候受控空间160。运输气候控制系统155包括附接到车辆150的车顶175的CCU 170。
CCU 170包括运输气候控制回路(未示出)，所述运输气候控制回路连接举例来说压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置以在气候受控空间160内提供调节后的空气。运输气候控制系统155还包括可编程气候控制器180和一个或多个传感器(未示出)，所述一个或多个传感器被配置成测量运输气候控制系统155的一个或多个参数并且将参数数据传递到气候控制器180。气候控制器180可以包括单个集成控制单元或者可以包括气候控制器元件的分布式网络。给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文中所描述的原理的特定应用。气候控制器180被配置成控制包括运输气候控制回路的运输气候控制系统155的运行。
车辆150包括如上文所描述的通信链路114。通信链路114允许气候控制器180与如上文所描述的远程服务器119通信。车辆150包括在气候受控空间160内的举例来说在驾驶员座椅(未示出)的视野中的显示器109。
车辆150包括门传感器182，门传感器182定位在举例来说门165中的每一个处并且被配置成确定门165中的任何一个是打开还是关闭。门传感器182可以是举例来说机械、电气或光学传感器。门传感器182可以举例来说经由有线或无线通信与气候控制器180通信。
图2图示了用于为运输气候控制系统供电的电力系统200的一个实施例的框图示意图。电力系统200可以为图1A到图1D中所示的运输气候控制系统100、124、135、155供电。电力系统200包括连接到电力转换模块240的原动机电力网络204、辅助电力网络206、公用电力网络208和运输气候控制负载网络212。在其它实施例中，电力系统200可以不包括公用电力网络208。
电力系统200可以在任何给定时间使用原动机电力网络204、辅助电力网络206和公用电力网络208中的一个或多个来向运输气候控制负载网络212提供电力。
原动机电力网络204包括原动机210(例如，内燃机(举例来说，柴油发动机))和可以向电力转换模块240提供电动力的电机205。原动机210被配置成产生机械动力，并且电机210被配置成将机械动力转换成电力。然后，所产生的电力由原动机电力网络205发送到电力转换模块240。原动机210和电机205可以是向运输气候控制负载网络212提供电力的发电机组的一部分。原动机210和电机205可以是CCU(例如，图1A到图1D中所示的CCU 110、126、140、170)的一部分，以向运输气候控制负载网络212提供电力。
在一些实施例中，电机205可以是可以向运输气候控制负载网络212提供DC电力的发电机。在一些实施例中，电机205可以包括交流发电机和将由电机205产生的AC电力整流或转换成DC电力的整流器或AC-DC转换器(未示出)。
辅助电力网络206包括能量存储源230和能量存储管理系统235。在一些实施例中，辅助电力网络206可以装纳在CCU内。在其它实施例中，辅助电力网络206可以在CCU的外部。
在一些实施例中，能量存储源230可以包括一个或多个电池。电池中的每一个也可以连接到电力转换模块240。在一些实施例中，能量存储源230可以提供12V DC或24V DC。在其它实施例中，能量存储源230可以提供48V DC。
能量存储管理系统235被配置成监测能量存储源230的一个或多个电池的电荷水平并且给能量存储源230的一个或多个电池充电。能量存储管理系统235可以与举例来说控制器260通信，以提供能量存储源230的一个或多个电池的电荷水平。此外，能量存储管理系统235可以从举例来说控制器260接收指令，所述指令指示应当被供应给电力转换模块240的来自能量存储源230的电力的量。
辅助电力网络206可以包括被用于给能量存储源230充电的一个或多个太阳能板233。在一些实施例中，当产生足够的电力时，太阳能板233可以直接向运输气候控制负载网络212提供电力。在其它实施例中，来自太阳能板233的输出在被运输气候控制网络212使用之前可以总是由能量存储源230缓冲。
电力转换模块240被配置成将来自原动机电力网络204和辅助电力网络206两者的电力转换为与运输气候控制负载网络212的一个或多个负载兼容的负载电力。即，电力转换模块240被配置成对来自原动机电力网络204的电力进行降压或升压，并且被配置成对来自辅助电力网络206的电力进行降压或升压，以获得所期望的负载电力。在一些实施例中，电力转换模块240可以包括一个或多个DC/DC转换器。然后，由电力转换模块240输出的负载电力可以在负载DC总线202上提供给运输气候控制负载网络212。在一些实施例中，负载电力可以是低压DC电力(例如，在0V DC到60V DC之间)。在其它实施例中，负载电力可以是高电压DC电力(例如，在60V DC到1500V DC之间)。
电力系统200、并且特别是电力转换模块240由控制器260控制。控制器260可以是举例来说图1A到图1D中所示的控制器107、130、145和180。在一些实施例中，电力转换模块240可以监测由原动机电力网络204提供的电流和/或电压的量。此外，在一些实施例中，电力转换模块240可以监测由运输气候控制负载网络212的部件汲取的电流和/或电压的量。电力转换模块240可以被配置成传递由原动机电力网络204提供的电流和/或电压的量以及由运输气候控制负载网络212的部件汲取的电流和/或电压的量。
运输气候控制负载网络212的部件可以是举例来说安装到车辆(举例来说，卡车、厢式货车等)的车身的CCU的一部分。在一些实施例中，CCU可以在卡车的驾驶室上方(如图1A中所示)。在另一实施例中，CCU可以在TU的顶部(举例来说，其中外部冷凝器所位于的盒子的顶部)上(参见图1B)。在一些实施例中，运输气候控制负载网络212的部件可以是DC供电的部件。在一些实施例中，运输气候控制负载网络212的部件可以是AC供电的部件。在一些实施例中，运输气候控制负载网络212可以包括DC供电的部件和AC供电的部件两者。
如图2中所示，运输气候控制负载网络212包括至少一个压缩机255、一个或多个蒸发器(风扇)鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270和加热器275。将了解，在一些实施例中，运输气候控制负载网络212不包括加热器275。将进一步了解，在一些实施例中，运输气候控制负载网络212可以包括电池、电力电子器件等的热管理。运输气候控制负载网络212还包括逆变器250，逆变器250被配置成将负载电力升压并且将所升压的负载电力转换为AC负载电力。即，逆变器250被配置成将来自DC负载总线202的电力升压并且将电力转换为AC电力以驱动压缩机255。在一些实施例中，逆变器250可以将负载电力转换为高压AC电力。如图2中所示，逆变器250被配置成向压缩机255以及选用地加热器275供电。将了解，在其它实施例中，逆变器250可以为运输气候控制负载网络212的其它部件供电，例如，举例来说，一个或多个蒸发器鼓风机265、一个或多个冷凝器风扇270等。在一些实施例中，逆变器250可以是压缩机驱动模块(CDM)。
在一些实施例中，逆变器250可以转换来自负载DC总线202的低压DC电力(例如，12V DC、24V DC、48V DC)并且提供AC电力(举例来说，230VAC三相、460VAC三相等)以驱动压缩机255。特定来说，逆变器250驱动压缩机255以满足运输气候控制系统的需求。
负载DC总线202连接到逆变器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中的每一个并且为其供电。将了解，具有压缩机255的逆变器250可能需要运输气候控制负载网络212的各种负载的大部分电力。如图2中所示，在一些实施例中，逆变器250还可以为加热器275供电。
公用电力网络208被配置成在举例来说车辆停放并且可接入公用电源220时对辅助电力网络206的能量存储源230充电。在一些实施例中，公用电力网络208还可以提供电力以在(举例来说)车辆停放且可接入公用电源时运行运输气候控制负载网络212。公用电力网络208包括AC-DC转换器225。公用电源(例如，岸电等)220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被配置成转换来自公用电源220的AC电力并且将所转换的DC电力提供给电力转换模块240。
虽然图2示出了单个AC-DC转换器225，但了解到，在其它实施例中，电力系统200可以包括两个或更多个AC-DC转换器。在其中存在两个或更多个AC-DC转换器的实施例中，AC-DC转换器中的每一个可以连接到公用电力220，以向电力系统200提供额外的电力容量。在一些实施例中，AC-DC转换器中的每一个可以提供不同的电力量。在一些实施例中，AC-DC转换器中的每一个可以提供相同的电力量。
在一些实施例中，公用电力220可以直接连接到压缩机255并且提供电力以驱动压缩机255，由此绕过逆变器250。在一些实施例中，逆变器250可以被用作AC-DC转换器，并且将从公用电力220接收到的电力转换成可以由逆变器250提供给负载DC总线202的DC电力。
在一些实施例中，压缩机255可以是可变速度压缩机。在其它实施例中，压缩机255可以是固定速度(例如，双速)压缩机。此外，在一些实施例中，加热器275可以被配置成从逆变器250接收电力。虽然图2中所示的压缩机255由AC电力供电，但将了解，在其它实施例中，压缩机255可以由DC电力或机械动力供电。此外，在一些实施例中，原动机210可以直接连接(未示出)到压缩机255以向压缩机255提供机械动力。
当压缩机255和/或加热器275由公用电力220直接供电时，压缩机255和/或加热器275可以被接通和关断(例如，以启动/停止模式运行)，以便控制由压缩机255提供的冷却量和/或由加热器275提供的加热量。
控制器260被配置成监测和控制运输气候控制系统的运行。特定来说，控制器260可以控制压缩机255、加热器275、一个或多个冷凝器风扇270、一个或多个蒸发器鼓风机265和车辆供电的运输气候控制系统的任何其它部件的运行。在一些实施例中，控制器260可以监测由运输气候控制负载网络212的部件汲取的电力的量。控制器260还可以被配置成控制电力系统200。电力系统200还可以包括一个或多个传感器(未示出)，所述一个或多个传感器被配置成测量穿过电力系统200的一个或多个电力参数(例如，电压、电流等)，并且将电力参数数据传递到控制器260。如图2中所示，控制器260可以经由通信链路(用点划线示出)与运输电力系统200的所有部件通信。
在实施例中，电力系统200可以以至少两种电力模式为图1A到图1D中所示的运输气候控制系统100、124、135、155供电。特定来说，在第一电力模式中，电力系统200从原动机电力网络204向运输气候控制负载网络212供应电力，并且在第二电力模式中，电力系统200仅从辅助电力网络206(即，从一个或多个电池)向运输气候控制负载网络212供应电力。控制器260可以被配置成检测运输气候控制负载网络212的功率需求何时低于预定义阈值功率并且自动地从第一电力模式切换到第二电力模式。举例来说，在运输气候控制系统100、124、135、155仅需要使用蒸发器鼓风机265循环空气并且不需要加热或冷却的情况下(举例来说，当已经达到设定点温度时，在“新鲜”或“零”模式中)，电力系统200可以从能量存储源230供应足够的电力，并且因此原动机210可以被关断。为了减少排放，这在城市地区可能特别有利。控制器260可以使用合适的传感器直接检测功率需求，或者可以基于运输气候控制系统100、124、135、155的运行条件(举例来说，基于运行模式)推断功率需求。
蒸发器鼓风机265具有可变速度马达，例如，48V DC马达。在第二电力模式中，控制器260设定蒸发器鼓风机265的速度，使得其低于当处于第一电力模式中时的速度。当电力仅由辅助电力网络206(即，由一个或多个电池)供应时，这减少了能量消耗。
控制器260可以估计第二电力模式中的所预测运行持续时间，并且基于所预测持续时间而设定鼓风机265的速度。举例来说，在第二电力模式被激活以便减少城市区域中的排放的情况下，控制器可以基于预期车辆何时离开城市区域而估计所预测持续时间。控制器260可以使用交通数据和预测(例如，平均交通等级、当前交通更新和警报或类似物)来估计车辆相对于时间的未来位置并且识别何时可以重新激活第一电力模式。鼓风机265的速度可以由控制器260设定，以便确保辅助电力网络206能够满足所预测持续时间的功率需求。控制器260使用来自辅助电力网络206的关于所存储的剩余能量(例如，一个或多个电池的电荷的状态)的信息来计算并且设定鼓风机265的速度。举例来说，如果第二电力模式仅需要1个小时，则控制器260可以将鼓风机265设定为比如果第二电力模式需要3个小时更高的速度(例如，如果更高的速度将导致剩余能量在所预测持续时间结束之前被使用)。因此，鼓风机265的速度和所预测持续时间可以在所预测持续时间的运行范围的至少一部分上成反比。另一方面，鼓风机265的速度和剩余能量可以在剩余能量的运行范围的至少一部分上成正比，使得在剩余更多能量的情况下使用更高的速度。在一些示例中，鼓风机265的速度可以以所预测持续时间和/或剩余能量的离散步长/阈值来改变。
在计算鼓风机265的速度时，控制器260可以考虑重新启动原动机所需的能量。因此，控制器260可以避免辅助电力网络206变得如此耗尽以至于原动机不能够重新启动。重启原动机所需的能量可以是基于原动机的温度的动态值(即，发动机越冷，重新启动所需的电力越大)。控制器260可以是自适应的，使得当具有更大容量的电源连接到TRU时，蒸发器鼓风机265可以当在第二电力模式中时以更高的速度运行。
控制器260可以接收关于能量存储源230的电荷水平的信息，并且在剩余足够电荷的情况下(例如，在电荷水平超过阈值的情况下)仅切换到第二电力模式。可以基于关于车辆的路线和影响路线的条件的信息而动态地确定阈值电荷水平。在其它实施例中，控制器260可以切换到第二电力模式，而不管能量存储源230中的剩余电荷。特定来说，来自辅助电力网络206的电力可以优先于原动机电力网络204使用，并且如果能量存储源230变得足够耗尽以至于其不再能够提供必要的电力，则电力系统200可以返回到其中原动机210再次被接通的第一电力模式。因此，每当辅助电力网络206能够提供足够的电力时，控制器260可以单独使用辅助电力网络206。
在其它实施例中，控制器260可以仅在某些位置中激活第二电力模式。举例来说，控制器260可以使用GPS数据来确定车辆是否在某个区域内(举例来说，在城镇或城市边界内)，并且仅在这样的区域中激活第二电力模式。
在实施例中，控制器260获得关于天气预报的信息。特定来说，天气预报信息可以基于如使用GPS确定的车辆的当前位置而提供，或者可以基于如由预定路线确定的车辆的未来位置而提供。控制器260还可使用交通数据和预测(例如，平均交通等级、当前交通更新和警报或类似物)来估计车辆相对于时间的未来位置。天气预报可以包括关于云覆盖、太阳能强度和类似物的信息。基于天气预报信息，控制器260能够估计太阳能板233的未来功率输出。
在控制器260确定太阳能板233的未来功率输出超过阈值的情况下，控制器260被配置成利用能量存储源230以便向运输气候控制负载网络212提供电力。举例来说，控制器260可以切换到第二电力模式，使得电力仅由辅助电力网络206提供，或者可以切换到第三电力模式，其中来自原动机电力网络204的电力由来自辅助电力网络206的电力补充。因此，能量存储源230可以在太阳能板233的功率输出超过阈值之前耗尽，并且因此在该未来时间时可以从太阳能板233再充电。在没有这样的预测性动作的情况下，来自太阳能板233的电力可能被浪费，因为存在不能存储在能量存储源230中的盈余。
如上文所描述，当确定是否切换到第二电力模式时，控制器260可以考虑能量存储源230的电荷水平。在第二电力模式中由辅助电力网络206提供的电力还可以包括来自太阳能板233的贡献。控制器260可以利用天气预报信息来估计可以与能量存储源230的电荷水平一起被用于确定是否切换到第二电力模式的太阳能板233的未来功率输出。
图3是根据一个实施例的用于控制运输气候控制系统(例如，图1A到图1D中所示的运输气候控制系统100、124、135、155)的方法300的流程图。运输气候控制系统可以由举例来说图2中所示的电力系统200供电。
在302处，控制器(例如，气候控制器107、130、145或180)确定运输气候控制系统(即，运输气候控制负载网络212)的功率需求。
在304处，控制器确定功率需求是否小于阈值功率。如果功率需求不小于阈值，则控制器在306处将电力系统200配置成以第一电力模式运行，在所述第一电力模式中，从原动机电力网络204向运输气候控制负载网络212供应电力。如果功率需求小于阈值，则控制器在308处将电力系统200配置成以第二电力模式运行，在所述第二电力模式中，仅从辅助电力网络206向运输气候控制负载网络212供应电力。方法返回到302，其中控制器重复评估功率需求。该功率需求可以以设定的时间间隔或响应于触发来评估。举例来说，运输气候控制系统的运行模式的改变可以触发控制器评估功率需求和/或改变电力模式。
图4是根据另一实施例的用于控制运输气候控制系统(例如，图1A到图1D中所示的运输气候控制系统100、124、135、155)的方法400的流程图。运输气候控制系统可以由举例来说图2中所示的电力系统200供电。
在402处，控制器(例如，气候控制器107、130、145或180)估计一个或多个太阳能板233的在时间t的未来功率输出。可以基于天气预报信息(例如，太阳能强度和/或云覆盖)而估计未来功率输出。天气预报信息可以基于运输单元在时间t时的位置。
在404处，控制器确定未来功率输出是否大于阈值功率。如果确定功率需求大于阈值，则控制器在406处将电力系统200配置成以其中电力优先于原动机电力网络204而从辅助电力网络206向运输气候控制负载网络212供应的电力模式运行。换句话说，电力系统200在从原动机210提供电力之前从能量存储源230供应电力。因此，原动机210可以被关断或其运行被最小化。因此，能量存储源230被使用，并且在时间t之前被如此耗尽。
在408处，能量存储源230可以在时间t时使用太阳能板233再充电，因为它们提供足够高的输出来这样做。
作为示例，由于当前的天气条件，太阳能板233可能正产生非常少的电力。然而，控制器可以从天气预报信息确定天气条件是否将在1个小时内改变，使得太阳能板将在那时产生足够的电力来对能量存储源230再充电。因此，控制器可以在下一个小时利用来自能量存储源230的电力，使得来自太阳能板233的电力可以在该稍后的时间被投入使用。因此，可以减少原动机210的使用。
本说明书中使用的术语意在描述特定实施例，而非意在为限制性的。除非另有明确指示，否则术语“一(a)”、“一个(an)”和“所述”也包括复数形式。术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”在本说明书中使用时指示了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在或添加。
关于前面的描述，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在细节上做出改变，尤其是在所采用的构造材料以及部件的形状、尺寸和布置方面。如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，可以设计出其它和进一步的实施例，其中本公开的真实范围和精神由随后的权利要求书来指示。

Claims (18)

1.一种运输气候控制系统，包括：
气候控制回路，所述气候控制回路具有压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以向运输单元的气候受控空间提供调节后的空气；
原动机，所述原动机被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；
能量存储源，所述能量存储源被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；和
控制器，所述控制器被配置成确定所述气候控制回路的功率需求，并且当所述功率需求高于功率阈值时以第一电力模式向所述气候控制回路提供电力，并且当所述功率需求处于或低于所述功率阈值时以第二电力模式向所述气候控制回路提供电力；
其中，在所述第一电力模式中，从所述原动机提供电力，并且在所述第二电力模式中，从所述能量存储源而不是从所述原动机提供电力；
其中，所述控制器被配置成控制所述蒸发器的风扇，使得当处于所述第二电力模式中时所述风扇以比当处于所述第一电力模式中时低的速度运行。
2.根据权利要求1所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器被配置成基于所述能量存储源中的剩余能量而设定所述蒸发器的风扇的所述速度。
3.根据权利要求2所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器被配置成预测第二电力模式使用的持续时间，并且基于所预测的持续时间和所述能量存储源中的所述剩余能量而设定所述蒸发器的风扇的所述速度。
4.根据权利要求1所述的运输气候控制系统，
其中，在所述第二电力模式中，排它性地从所述能量存储源提供电力；和/或
其中，在所述第一电力模式中，排它性地从所述原动机提供电力。
5.根据任一前述权利要求所述的运输气候控制系统，其中，在所述第二电力模式中，所述原动机被关闭。
6.根据任一前述权利要求所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器被配置成当所述气候控制回路的所述压缩机不活动时使用所述第二电力模式。
7.根据任一前述权利要求所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器被配置成当达到设定点温度时使用所述第二电力模式。
8.根据任一前述权利要求所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器动态地确定所述阈值功率。
9.根据权利要求8所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器被配置成基于在所述第二电力模式中可用的电力而确定所述阈值功率。
10.根据任一前述权利要求所述的运输气候控制系统，其中，所述能量存储源包括一个或多个电池。
11.根据任一前述权利要求所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器基于所述气候控制回路的运行模式或条件而确定所述功率需求。
12.一种用于控制运输气候控制系统的方法，包括：
确定所述运输气候控制系统的运输气候控制回路的功率需求；
在所述功率需求高于功率阈值的情况下，使用原动机以第一电力模式向所述运输气候控制回路提供电力，其中，所述运输气候控制回路的蒸发器风扇以第一速度运行；和
在所述功率需求处于或低于所述功率阈值的情况下，使用能量存储源而不是所述原动机以第二电力模式向所述运输气候控制回路提供电力，其中，所述运输气候控制回路的所述蒸发器风扇以低于所述第一速度的第二速度运行。
13.一种运输气候控制系统，包括：
气候控制回路，所述气候控制回路具有压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以向运输单元的气候受控空间提供调节后的空气；
能量存储源，所述能量存储源被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；
原动机，所述原动机被配置成向所述气候控制回路的部件提供电力；
一个或多个太阳能板，所述一个或多个太阳能板被配置成向所述气候控制回路的部件和/或所述能量存储源提供电力；和
控制器，所述控制器被配置成：
估计所述一个或多个太阳能板的在时间t处的未来功率输出；
在所述未来功率输出超过阈值的情况下，优先于所述原动机而使用所述能量存储源向所述气候控制回路的部件提供电力，以便在所述时间t之前耗尽所述能量存储源；并且
在所述时间t处时使用所述一个或多个太阳能板对所述能量存储源再充电。
14.根据权利要求13所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器接收天气预报信息，并且基于所述天气预报信息而确定所述一个或多个太阳能板的所述未来功率输出。
15.根据权利要求14所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器接收GPS信息，并且基于所述天气预报信息和所述GPS信息而确定所述一个或多个太阳能板的所述未来功率输出。
16.根据权利要求15所述的运输气候控制系统，其中，所述控制器接收路线信息，并且基于针对在时间t处时所述运输单元的所估计位置的所述天气预报信息而确定所述一个或多个太阳能板的所述未来功率输出。
17.根据权利要求14到16中任一项所述的运输气候控制系统，其中，所述天气预报信息包括太阳能强度和/或云覆盖数据。
18.一种用于控制运输气候控制系统的方法，包括：
估计所述运输气候控制系统的一个或多个太阳能板的在时间t处的未来功率输出；和
在所述未来功率输出超过阈值的情况下，优先于原动机而使用能量存储源向所述运输气候控制系统的气候控制回路的部件提供电力，以便在所述时间t之前耗尽所述能量存储源；和
在时间t处时使用所述一个或多个太阳能板对所述能量存储源再充电。
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