本发明涉及一种用于运输、 周转、 储藏冷冻食品的移动制冷设备。

背景技术

随着人们生活条件的提高， 对食品的品质和口感要求也变得越来越高， 由于果蔬、 肉类产品等农副产品在储运过程温度湿度的变 化直接关系了产品 品质的好坏。 因此鲜活类食品在收获或者加工后就会送到恒 温库内在特定的 环境下进行保存。

近几年， 国家对食品安全的监控已经逐渐加大， 对冷藏冷链的管理也在 逐步完善。 食品冷链储运的建立不单单可以保证果蔬等鲜 活食品的口感和营 养， 更能大大减少食物在运输过程中因为腐败变质 而造成的浪费和损失。 目 前国内外食品移动制冷设备分独立式制冷设备 和非独立式制冷设备两种， 独 立式制冷设备通过专门的动力设备驱动压縮机 同时可以提供冷冻设备所需的 电源， 非独立式制冷设备通过车辆本身动力驱动压縮 机工作， 冷库的正常制 冷需要汽车主发动机的长期运行。 当移动制冷设备内的温度达到设定之后， 压縮机上的传动机构脱离， 设备停止运转。 以上两种移动制冷设备其核心部 件： 制冷压縮机， 驱动方式都是通过传动机构直接或间接地将发 动机的动力 传输给压缩机。 其缺点是： 对于非独立式移动制冷设备而言， 车辆在行驶过 程中， 压缩机转速会跟随发动机转速的变化而变化， 压缩机需承受 700r/min 一 8000r/min的转速波动。 使得制冷设备的制冷量波动较大， 以至于无法保证 较高精度的制冷温度 （制冷设备的最小制冷温差在 ± 2°C左右）， 而且， 移动 制冷设备需要为温度的保持提供不间断的动力 来源， 也就是发动机需要长期 运转， 这是因为： 传统的移动制冷设备的核心部件制冷压缩机， 采用传统机 械驱动， 需要发动机提供动力源， 一旦发动机停止， 系统就无法实现制冷。

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确认 和非独立式移动制冷设备相比， 传统独立式制冷设备运行更稳定， 其制冷压 縮机不依赖于汽车发动机运转， 而是有一套单独的动力和供电系统， 汽车的 发动机停止时， 依靠车上自带的动力机组也能制冷， 虽然制冷性能较前者稳 定， 但这需要耗费的较大资源和成本。 同时自带的动力设备所需的维护成本 也较高。

发明内容

为了解决现有的移动式制冷设备存在的上述问 题， 本实用新型提出了一 种直流电驱动移动制冷设备， 该设备通过车载的双电源发电机提供电源， 辅 助的电瓶作为备用电源， 在有市电的地方， 通过车载的开关电源为制冷机组 提供电源， 实现车辆无论停止、 行进状态都可制冷， 当该制冷设备从车辆上 移出仍然可以通过市电实现独立制冷， 且制冷量稳定、 制冷精度高。

本发明采用以下的技术方案：

直流电驱动移动制冷设备， 包括内置有制冷系统的保温库体， 所述的制 冷系统包括依次连接的冷凝器、 节流装置、 蒸发器； 所述蒸发器与冷凝器之 间连接有采用第二直流电压供电的直流变频压 缩机， 所述直流变频压缩机、 冷凝器、 节流装置、 蒸发器构成制冷循环系统； 所述保温库体内还设置有供 电系统， 所述供电系统包括可输出第一直流电压与所述 第二直流电压的双电 源直流发电机、 采用第二直流电压充电的电瓶， 所述双电源直流发电机由车 辆发动机提供动力， 其第一直流电压输出端为车载用电设备供电； 所述电瓶、 双电源直流发电机构成对直流变频压缩机供电 的两种电源， 所述电瓶、 双电 源直流发电机与直流变频压縮机之间连接有电 源控制器， 所述电源控制器至 少包括能实现当车辆发动机运行至低转速情况 下， 直流变频压缩机由双电源 直流发电机供电自动切换为电瓶供电， 当车辆发动机运行至正常转速情况下， 直流变频压缩机由电瓶供电自动切换为双电源 直流发电机供电的电源切换模 块。 2011/001160 进一步， 所述电源切换模块通过检测双电源直流发电机 在不同转速下电 压变化进而计算出所述车辆发动机的行驶速度 ， 实现车辆发动机在低转速和 正常转速两种情况下供电电源的自动切换。

优选的， 所述的第一直流电压为 24V。

所述的第直流电压为 60V。

进一步， 所述电源控制器还包括：

发电机充电限流模块， 可避免电瓶在负载电流过大时对所述车辆发动 机 及双电源直流发电机造成过载而损坏；

发电机励磁调压模块， 用于在车辆发动机不同转速情况下将双电源直 流 发电机的第二直流电压输出端的电压控制在 56V~62V范围内；

欠压提速模块， 该模块通过在车辆上加装用以提高车辆发动机 转速的真 空提速装置， 防止车辆长期低速 （小于双电源直流发电机设定转速） 运转导 致电瓶亏电， 以此， 双电源直流发电机可在正常转速工作从而给电 瓶充电。

进一步， 所述的电源控制器还包括在市电接入时能自动 切断双电源直流 发电机供电并转入市电供电的市电充电模块， 所述市电充电模块包括将交流 市电转化为第二直流电压给所述电瓶充电的开 关电源， 所述开关电源的 60V 直流电压输出端并联连接有直流继电器和电瓶 ， 所述直流继电器的常闭触点 连接在双电源直流发动机励磁线圈的供电线路 上。 因此在车辆发电机处于发 电状态下， 当交流市电接入， 使直流继电器通电， 直流继电器连接在双电源 直流发电机励磁线圈的供电线路上的常闭触点 会断开， 双电源直流发电机停 止发电， 而市电则通过开关电源转化成 60V直流电压为电瓶充电， 电瓶再为 制冷系统的直流变频压缩机供电。

优选的， 所述的节流装置为膨胀阀。 该膨胀阀可以是电子式膨胀阀， 也 可以是普通的平衡式膨胀阀。

本发明的技术构思在于： 移动制冷设备的制冷系统采用直流变频压缩机 ， 通过对应设计的供电系统供电， 该供电系统包括可以输出第一直流电压与第 二直流电压的双电源直流发电机， 第一直流电压为车载用电设备供电， 第二 直流电压为直流变频压缩机供电， 同时也为电瓶充电； 优选第一直流电压为

24V , 第二直流电压为 60V。 该双电源直流发电机已申报实用新型： 申请号 200920200932. 5， 该双电源直流发电机是在车辆原励磁式发电机 的基础上改 进而成， 也是由车辆发动机提供动力， 因此， 车辆发动机的运行速度会影响 双电源直流发电机的供电， 当车辆发动机的运行速度低， 双电源直流发电机 可能供电不足， 为了提供直流压縮机较为稳定的电压， 有必要在车辆发动机 低转速运行情况下， 将双电源直流发电机供电切换为电瓶供电； 因此， 在所 述电瓶、 双电源直流发电机与直流变频压縮机之间连接 电源控制器， 所述电 源控制器至少包括电源切换模块， 该模块能实现当车辆发动机运行至低转速 情况下， 直流变频压縮机由双电源直流发电机供电自动 切换为电瓶供电， 当 车辆发动机运行至正常转速 （超过设定转速） 情况下， 直流变频压缩机由电 瓶供电自动切换为双电源直流发电机供电。 该电源切换模块可以通过检测双 电源直流发电机在不同转速下电压变化进而计 算出所述车辆发动机的行驶速 度， 实现车辆发动机在低转速和正常转速两种情况 下供电电源的自动切换。

此外， 所述电源控制器还可实现对双电源直流发电机 充电限流、 双电源 直流发电机电压控制， 以及对车辆发动机欠压提速的功能。

另外， 电瓶还可通过市电充电， 在车辆发电机处于发电状态下， 当交流 市电接入， 使直流继电器通电， 直流继电器连接在双电源直流发电机励磁线 圈的供电线路上的常闭触点会断开， 车辆双电源直流发电机停止发电， 而市 电则通过幵关电源转化成第二直流电压为电瓶 充电， 电瓶再为制冷系统的直 流变频压缩机供电。

本发明制冷系统的压缩机采用直流变频压缩机 ， 通过直流电供电， 该直 流电主要由车载的双电源发电机供电， 辅助的电瓶作为备用电源， 在有市电 的地方， 通过车载的开关电源为制冷系统供电； 该双电源发电机由车辆发动 机提供动力， 在车辆发动机停转或低转速时， 双电源发电机不供电或供电不 足， 则转而通过已充电的电瓶供电， 这样， 实现车辆无论停止、 行进状态都 可制冷。 由于本发明制冷系统的压缩机并不局限于传统 的机械驱动的车辆发 动机作为动力源， 而是设有电瓶作为备用电源， 因此制冷不再受车辆启停的 限制， 通过电源控制器内的电源切换模块， 实现当车辆短暂停车等车辆发动 机低速动力不足情况下， 自动切换为电瓶供电， 当车辆行驶速度达到正常转 速 （超过设定转速） 时， 又重新使用双电源直流发电机供电， 这样， 既保证 了对直流变频压縮机的不间断供电， 使得制冷稳定不再受车辆启停或发动机 低速运转的限制， 车辆因为制冷设备的运转而产生的动力损耗也 会降低最低， 很大程度上节省了车辆的油耗。 其设计原理也较为简单， 无需在车辆上增加 传感设备。

本发明的有益效果在于： （1 ) 电源控制器可根据现有的环境自动切换供 电电源， 保证给直流变频压縮机不间断供电， 制冷量稳定， 制冷稳定性不再 受车辆启停或发动机低速运转的限制； 制冷精度高； （2) 可自动感应市电， 并在市电下工作与充电； （3 ) 制冷设备从车辆上移出仍然可以通过市电实现 独立制冷； （4) 制冷系统和供电系统一体设置在保温库体内， 一体式设计可 实现模块化堆放和运输。

附图说明

图 1是本发明实施例的外观结构图。

图 2是本发明实施例的制冷系统原理图。

图 3是本发明实施例的供电系统原理图。

图 4是发明实施例的双电源直流发电机的原理图� �

图 5是本发明实施例的电源控制器的原理图。

图 6是电源控制器的发电机充电限流模块的原理� �。 图 7是电源控制器的电源切换模块以及发电机励� �调压模块的总原理图。 图 8是真空提速装置的原理图。

具体实施方式

参照图 1-8 : 直流电驱动移动制冷设备， 包括内置有制冷系统的保温库体 16， 所述的制冷系统包括依次循环连接的直流变频 压缩机 1、 冷凝器 2、 节流 装置 8、 蒸发器 9; 所述的直流变频压缩机 1为 DC60V供电的直流变频压缩 机； 本实施例中， 所述的节流装置 8优选为电子式膨胀阔， 当然， 也可以采 用普通的平衡式膨胀阀。 所述保温库体 16内还设置有供电系统， 所述供电系 统包括可输出第一直流电压与第二直流电压的 双电源直流发电机 31、 采用第 二直流电压充电的电瓶 33，所述双电源直流发电机 31由车辆发动机提供动力， 其第一直流电压输出端为车载用电设备供电； 所述电瓶 33、 双电源直流发电 机 31构成对直流变频压縮机 1供电的两种电源， 所述电瓶 33、双电源直流发 电机 31与直流变频压缩机 1之间连接有电源控制器 5。 这里的车载用电设备 是指譬如车用空调、 冰箱、 音响、 装饰灯等等的用电设备。 本实施例中， 所 述的第一直流电压为 24V， 第二直流电压为 60V。

所述电源控制器 5 包括能实现当车辆发动机运行至低转速情况下 ， 直流 变频压缩机 1 由双电源直流发电机 31供电自动切换为电瓶 33供电， 当车辆 发动机运行至正常转速情况下， 直流变频压縮机 1由电瓶 33供电自动切换为 双电源直流发电机 31供电的电源切换模块 51。所述电源切换模 341块通过检 测双电源直流发电机 31在不同转速下电压变化进而计算出所述车辆� ��动机的 行驶速度， 实现车辆发动机在低转速和正常转速两种情况 下供电电源的自动 切换。

所述电源控制器 5除包括上述电源切换模块 51夕卜， 还包括：

发电机充电限流模块 52，可避免电瓶 33在负载电流过大时对所述车辆发 动机及双电源直流发电机 31造成过载而损坏； 发电机励磁调压模块 53， 用于在车辆发动机不同转速情况下将双电源直 流发电机 31的第二直流电压输出端的电压控制在 56V〜62V范围内；

欠压提速模块 54， 该模块通过在车辆上加装用以提高车辆发动机 转速的 真空提速装置 56， 防止车辆长期低速 （小于双电源直流发电机设定转速） 运 转导致电瓶 33亏电， 以此， 双电源直流发电机 31可在正常转速工作从而给 电瓶 33充电。

所述的电源控制器 5 还包括在市电接入时能自动切断双电源直流发 电机 31供电并转入市电供电的巿电充电模块 55， 所述市电充电模块 55包括将交 流市电转化为 60V直流电压给所述电瓶充电的开关电源 VC, 所述开关电源 VC的 60V直流电压输出端并联连接有直流继电器 KM和电瓶 33， 所述直流 继电器 KM的常闭触点 K1连接在双电源直流发动机励磁线圈 F的供电线路 上。 因此在车辆发电机 31处于发电状态下， 当交流市电接入， 使直流继电器 KM通电， 直流继电器 KM连接在双电源直流发电机励磁线圈 F的供电线路 上的常闭触点 K1会断开， 双电源直流发电机 31停止发电， 而市电则通过开 关电源 VC转化成 60V直流电压为电瓶 33充电， 电瓶 33再为制冷系统的直 流变频压缩机 1供电。

本实施例具体阐述如下：

参照图 4:双电源直流发电机 31 (已申报实用新型: ZL200920200932. 5), 其作用是为运输车辆上普通的用电设备提供 24V 电源的同时， 还为直流电驱 动移动制冷设备提供一种 60V 电源， 避免了需要安装两只发电机所面临的成 本和维护的问题。 该发电机是在车辆原励磁式发电机的基础上改 进而成， 在 采用普通发电机定子铁芯基础通过并联绕制 A相 A1绕组、 A2绕组、 B相 B1 绕组、 B2绕组、 C相 C1绕组和 C2绕组； 用 Al、 A2绕组 Bl、 B2绕组 Cl、 C2 绕组各端子首尾相接后的两绕组首尾三相端子 （a b c X y z) 经过三组桥式 整流输出为 +60v电源。 用 Al、 A2绕组 Bl、 B2绕组 Cl、 C2绕组端子首尾相接 处抽头引出 （u v w) 用三个单个二极管整流后输出为 +30v电源。 当双电源直 流发电机处于正常发电时， 该设备可作为非独立的移动制冷设备使用。

参照图 5-8: 电源控制器 5包括电源切换模块 51， 发电机充电限流模块 52、 发电机励磁调压模块 53、 欠压提速模块 54以及市电充电模块 55， 发电 机充电限流模块 52、发电机励磁调压模块 53分别解决在运行过程中可能遇到 的充电电流过大、 双电源直流发电机 31 电压过高的问题， 欠压提速模块 54 的作用是， 在遇到堵车、 装运货物等停留时间较长的情况， 而又无巿电作为 电源时， 为避免电瓶电量用尽而使电瓶亏电造成损坏， 同时保证制冷设备的 正常运行， 增加欠压提速模块 54。

市电充电模块 55， 具体来说， 设有幵关电源 VC， 当幵关电源 VC 与 220V/380V的交流市电接驳， 交流市电被转换为 DC60V的直流电， 开关电源 VC输出的 60V直流电一方面对电瓶 33充电， 同时使直流继电器 KM通电， 这样常闭触点 K1断开， 切断发电机励磁线圈 F的供电线路， 避免双电源直流 发电机 31工作所产生的动力损耗， 同时也防止开关电源 VC损坏的情况下烧 毁车辆发电设备。 于是， 实现了交流市电接入情况下， 自动切断双电源直流 发电机 31供电， 而交流市电通过开关电源转化成 60V直流为电瓶 33充电， 同时为直流电驱动移动式制冷设备供电。

在开关电源 VC的供电线路上设置大功率二极管 Dl， 避免市电断开的情 况下， 继电器 KM 由于续流继续工作。 当市电断开， 在无其他供电设备的情 况下， 直流电驱动移动制冷设备由电瓶 33供电。

当车辆行驶过程中，双电源直流发电机 31正常发电的情况下输出 DC24V 和 DC60V双路电源， 为车辆的用电设备提供 24V电源同时为电瓶 33充电， 双电源直流发电机 31输出的直流电由交流电通过 4个二极管 D3-D6组成的桥 堆进行整流而得到。

由于双电源直流发电机 31的功率有限， 当直流电驱动移动制冷设备使用 电瓶 33较长时间后， 再使用双电源直流发电机 31进行充电时， 双电源直流 发电机 31 需要对制冷设备供电， 又需要对电瓶 33充电， 充电电流往往是双 电源直流发电机额定功率的 2倍以上， 双电源直流发电机容易出现超负荷运 转而损坏， 对车身动力影响也较大。 参照图 5所示， 在电源控制器 5 内加装 了发电机充电限流模块 52， 该模块原理图见图 6， 由脉宽调制器 A'、 驱动器 Aa、 振荡电路 Cl+R6、 场效应管 VT1、 稳压管 WD构成， 脉宽调制器 A， 对 电压的要求较高， 因此需要稳压电路来保证其较为稳定的供电电 压。 当双电 源直流发电机 31不工作， 电瓶 33作为电源使用， 用电设备的负极通过大功 率二极管 D1回到电瓶 33的负极， 当双电源直流发电机 31工作， 电瓶 33则 作为用电设备， 双电源直流发电机 31给电瓶 33充电， 同时为直流电驱动移 动制冷设备提供电源， 此时双电源直流发电机 31的负极作为该电路的基准负 极。 电瓶 33负极的充电电流回路超过设定电流时， 电流信号通过电阻 R5进 行降流并将电流信号传输给脉宽调制器 A'， 脉宽调制器通过震荡电路 R6+C1 输出一个高频信号， 信号通过控制器 Aa获得一个较大的驱动电流， 从而控制 场效应管的 T1进行通断，当电流超过设定电流则断开，低� ��设定电流则闭合， 从而实现充电电流限流控制的功能。

双电源直流发电机 31的电压是随着车辆发动机转速的增加而升高� �� 当电 压过高则会影响到用电设备的性能， 而车辆在怠速运行或遇到短暂停止行进 的情况时， 双电源直流发电机电量不足额定电量的 1/3， 无法满足移动制冷设 备和电瓶的供电需求， 因此在低速行进等发电机电量不足的情况时， 需及时 将发电机的励磁线圈断开， 防止发电机过负荷而损坏。 该电源控制器就涉及 励磁调压模块 53及电源切换模块 51。 参照图 7进行说明如下：

该电路有控制芯片 El、 电阻 Rl、 R2、 R3、 续流二极管 D9、 场效应管 T2等主要部件组成。

电源开关 K2打开接通全车供电电路，经过电阻 R2降压后为控制芯片 E1 提供电源。 控制芯片 El， 通过 Rl、 R3提供的电压信号对发电机励磁线圈 F 负极进行通断控制， 以获得较为稳定的供电电压， 同时减少车辆损耗。

当发电机转速过高的发电机的电压超过 62V时， 控制芯片 E1通过 R1获 得电压信号高于设定值时，输出信号给场效应 管 T2的 G极，将发电机励磁线 圈 F的负极断开， 起到限电压的作用。 此时发电机励磁线圈 F剩余通过续流 回路回到发电机励磁线圈 F释放， 同时起到一个稳压的作用。

当车辆处于低速行进或者停止状态时， 双电源直流发电机 31 转速低于 2200转， 双电源直流发电机 31输出的电压分别低于 20V和 42V时， 双电源 直流发电机 31无法满足用电设备需要，控制芯片 E1通过 R3获得低电压信号 低于设定值时， 输出信号给场效应管 T2的 G极。 将发电机励磁线圈 F断开， 双电源直流发电机 31停止发电， 制冷系统通过电瓶 33进行运转工作。 而当 汽车行进速度提升， 双电源直流发电机 31达到一定的转速， 控制芯片 E1上 获得 R3端的电压信号高于设定值， 则输出电流信号给场效应管 T2的 G极， 发电机励磁线圈 F的负极接通， 双电源直流发电机 31重新开始发电。

双电源直流发电机 31采用双线并联绕法， 电压上升与下降基本为同步状 态， 因此从通用性和成本考虑， 发电机励磁调压模块 53 及电源切换模块 51 的基准电压以双电源直流发电机 31的 24V电压进行检测。

在直流电驱动移动制冷设备的运行过程中会遇 到堵车、 装运货物等停留 时间较长的不可预计情况存在， 而又无市电作为电源时， 为避免电瓶电量用 尽而使电瓶亏电造成损坏， 同时为保证制冷系统的正常运行， 需增加提高车 辆发动机转速的真空提速装置 56， 配合车辆本身的提速装置使用， 用以在电 瓶电量低于某个设定值以后， 自动提高发动机转速， 以获得双电源直流发电 机 31所需的转速及电压， 为电瓶和制冷系统提供电源。 该装置通常包括真空 电磁阀 KM2， 参照图 8进行说明： 该模块由欠压提速芯片 E2、 电阻 R7、 稳 压电路 WD2、 场效应管 T3、 真空电磁阔 ΚΜ2等元件组成。 60V的直流电压通过稳压电路 WD2获得 5V的电压，为欠压提速芯片 E2 提供电源， 制冷系统的运转电压通过 R7电阻进行实时检测， 当电源电压低于 40 V, 欠压提速芯片 E2将电流信号传递给场效应管 T3， 接通车辆上的真空电 磁阀 ΚΜ2的负极， 车辆发动机转速增加， 双电源直流发电机 31正常发电。

保证用电设备的稳定运转， 欠压提速芯片 Ε2接收到欠压信号后场效应管 Τ3的 D极和 S极随即接通， 电压回复到正常值也无法断开， 待到电源关闭后 才会断开， 等待下一个欠压信号。 同时， 双电源直流发电机 DC60V和 DC24V 为公用负极。

该电源控制器 5可在 220/380V交流电源接入情况下自动识别， 切断车辆 发电设备， 在车辆低速或者停止状态自动切换电瓶供电， 在车辆处于高速等 动力充足情况下自动由双电源直流发电机 31 为制冷系统供电同时为电瓶 33 充电， 当电瓶 33 电压低于保护值， 而双电源直流发电机 31又没有达到设定 转速时， 又可以自动提高双电源直流发电机 31转速， 实现智能控制， 在保证 制冷系统正常运转情况下， 又可降低运输车辆的油耗。

直流电驱移动制冷设备， 作为一种可以实现独立与非独立自由切换的移 动冷冻设备可以随意摆放在运输车辆和其他车 辆以外的位置， 在车辆运输过 程中通过简单地对汽车的原励磁发电机进行改 动就可以实现双电源直流发电 机的供电， 当车辆处于低速行进或者短暂停车都可以实现 独立运行； 另外， 当卸下车辆后或者有市电的地方， 还可以通过普通市电进行工作和充电， 通 过以下方案可实现市电工作与充电的目的。

需要说明的是， 本发明的制冷系统中， 直流变频压缩机 1、 冷凝器 2、 节 流装置 8、 蒸发器 9只是作为四个必须的部件， 在实际的制冷系统中， 除上述 四大部件外， 还常常设置一些辅助设备， 如图 2中， 在冷凝器 2与节流装置 8 之间还连接有储液罐 4、 干燥过滤器 15、 控制除霜开始的电磁阀 6， 蒸发器 9 的输入端与压缩机 1 的输出端之间并联有除霜管路， 除霜管路上设置有单向 阀 15和除霜电磁阀 14。蒸发器 9与直流变频压缩机 1之间还连接有气液分离 器 11。 为防止直流变频压缩机 1过热， 在干燥过滤器 15和节流装置 8之间的 旁通管路上设置了喷液冷却电磁阀 7，其作用是将冷凝后的液体制冷剂通过毛 细管 12进行节流， 喷射到压缩机的汽缸内蒸发， 通过牺牲一定冷量的办法用 来控制压缩机温度不会过热。所述冷凝器 2、蒸发器 9分别配套有冷凝风机 3、 蒸发风机 10。 制冷系统中还设置有易容塞式泄压阀 13， 可将系统中压力超过 管路极限的制冷剂排放到空气中， 保护人员和设备安全。 上述制冷剂的辅助 设备已是现有的成熟技术， 这里不再详述。 上述实施例仅仅是对本发明技术构思实现形式 的列举， 本发明的保护范 围不仅限于上述实施例， 本发明的保护范围可延伸至本领域技术人员根 据本 发明的技术构思所能想到的等同技术手段。