用于运输制冷系统的电功率供应系统的制作方法

1.本发明涉及用于电动运输制冷单元的电功率供应系统以及涉及相关方法。


背景技术：

2.运输制冷单元已知用于温度和/或湿度受控的货品运输，并且包括用于存储和运输易腐货品的温度和/或湿度受控的载货空间。使用运输制冷单元的冷链配送系统用于运输和配送货物，或更具体地说，易腐物品和可能易受温度、湿度和其他环境因素影响的环境敏感物品(本文称为易腐物品)。易腐物品可以包括但不限于水果、蔬菜、谷物、豆类、坚果、鸡蛋、乳制品、种子、鲜花、肉类、家禽、鱼、冰和药品。有利的是，冷链配送系统允许易腐物品被有效地运输和配送，而没有损坏或其他不良影响。
3.对于此类冷藏运输，所要求的温度和/或湿度控制由制冷系统提供，所述制冷系统使用一般由马达供电的制冷电路。现有技术的运输制冷单元中的马达通常会由来自发电机的ac功率供电，发电机本身由内燃机供电。这可以是交通工具的动力引擎或运输制冷单元的单独引擎，运输制冷单元可以例如是拖车单元或联运集装箱。近来，已经存在开发对电功率具有更大依赖的系统，包括混合系统以及还包括全电动系统。全电动系统一般依赖于诸如电池的dc电源。全电动冷藏交通工具要求全电动运输制冷单元，其又要求用于电动运输制冷单元的适合的电功率供应系统。


技术实现要素：

4.从第一方面来看，本发明提供了一种用于电动运输制冷单元的电功率供应系统，其中电功率供应系统用于向制冷系统提供ac功率，电功率供应系统包括：用于经由低电压线路和高电压线路提供dc电压的dc电源；用于接收dc电压并将其转换成三相ac电压以用于为所述制冷系统供电的逆变器；以及在逆变器和制冷系统之间的电磁兼容性emc过滤器；其中所述emc过滤器使用共模电流路径；其中dc链路在所述dc电源的高电压线路和低电压线路之间提供；并且其中共模电流路径耦合到dc链路，以便为来自emc过滤器的共模电流提供浮动电流连接。
5.通过此功率供应系统，为ac功率提供高质量的波形(即良好的正弦波)是可能的，因为使用dc链路用于共模电流路径经由浮动电流连接为共模电流提供了有效的接地。这在一些情形中可以被认为是浮动接地，并且将理解到，它是可以给出比交通工具底盘的接地更好/更一致的性能的接地。dc电源通常可以配置成提供100-1000v(例如200-800v dc)范围中的dc电压。用于工业应用的类似的功率供应布置被布置具有到建筑物和/或电力网的电接地的连接，但是这对于运输使用是不可能的，并且因此它们不能用于冷藏运输单元。关于冷藏交通工具，已知使用交通工具底盘“接地”作为公共接地连接，并且可以存在从逆变器的用于连接到此类交通工具底盘接地的接地连接。然而，发明人已经发现emc过滤器共模电流路径到此接地的连接不提供用于经由dc/ac逆变器为制冷系统供电的良好质量ac波形。这被认为是考虑到底盘接地电压的波动以及与相关交通工具元件或运输制冷单元的其
它功率供应的相互作用。底盘接地还可以是处于针对辅助设备的功率和/或用于控制信号的较低电压(例如12v或24v)的dc电路的接地。
6.dc链路可以包括低电压线路和高电压线路之间的耦合件，诸如包括至少两个电容器的耦合件。共模电流路径耦合到dc链路的连接点可以在至少两个电容器的第一和第二电容器之间，其中第一电容器在连接点与低电压线路之间，并且第二电容器在连接点与高电压线路之间。
7.共模电流路径可以包括从emc过滤器到dc链路的直接导电连接。在emc过滤器和dc链路之间可以不存在其它组件。这可以包括不存在其它导电连接，使得不存在连接到从emc过滤器到dc链路的直接导电连接的分支或其它导电途径。有利地，共模电流路径不连接到交通工具底盘接地和/或不连接到地。对于dc电源，有利地也不存在到地的连接和/或不存在到交通工具底盘接地的连接，使得dc电源相对于接地连接有效地浮动。尽管如此它可以提供用于共模电流路径的正确操作的可靠且一致的浮动电流连接。
8.emc过滤器被提供用于从逆变器输出的三相ac，并且位于逆变器和三相ac负载之间。emc过滤器可以包括电感器和电容器的任何适合的布置，其中共模电流路径电容性地连接到三相ac的所有三条线路。一种基本配置在每条线路上使用电感器，其中线路在电感器与三相ac负载之间分支开，其中电容器放置在分支开的线路中的每个上。这三个分支线路可以结合以形成共模电流路径，可选地在结合点之后具有进一步电容器。
9.如上面讨论的，dc电源在低和高电压线路上提供dc电压。这提供了到逆变器的dc输入，其中dc链路在逆变器之前在低和高电压线路之间连接，可选地在到dc链路的连接和到转换器的输入之间没有中间组件。逆变器输出三相ac电压，并且在示例实施例中，其具有使用已知组件/电路来执行其dc/ac逆变器功能的一般已知形式。三相ac可以具有在150vac至800vac范围中的电压，例如诸如190vac、230vac、380vac或460vac的电压。
10.电功率供应系统用于电动运输制冷单元(tru)，并且在另一方面，本发明提供了与电功率供应系统组合或包括电功率供应系统的电动运输制冷单元。运输制冷单元有利地是全电动的，并且因此可以不包括单独的非电动电源来补充dc电源，诸如不具有内燃机，例如不具有柴油引擎。dc电源可以与运输制冷单元组合地提供或作为其一部分提供，并且可以例如包括一个或多个电池。备选地，dc电源可以位于其它地方，其中运输制冷单元包括用于耦合到dc电源的电连接。运输制冷单元可以被提供具有用于提供附加的电能(例如用于经由电池存储)的能量收集部件，诸如太阳能、风能或动能源。动能源可以采取用于从运输制冷单元的驱动轴和/或在运输制冷单元的制动期间获得能量的能量收集部件的形式。
11.运输制冷单元用于温度和/或湿度受控的货品运输，并且因此在示例实施例中，运输制冷单元包括温度和/或湿度受控的载货空间。运输制冷单元可以是拖车或联运集装箱，当与单独的牵引车单元联接时，使拖车或联运集装箱移动。备选地，运输制冷单元可整合到卡车中。有利地，如果交通工具本身不是全电动的，电动运输制冷单元可以不需要来自卡车/牵引车内燃机的功率。在一些实现中，卡车/牵引车和运输制冷单元(例如，拖车或联运集装箱)两者可以由相同的dc电源供电，例如，从常用的电池电源供电。在其它实现中，运输制冷单元具有专用的、单独的dc电源，例如单独的电池电源。
12.运输制冷单元可以包括制冷系统，例如作为附接到载货空间的制冷电路，以便为载货空间中的货物提供温度和/或湿度控制。这通常可以通过制冷系统向载货空间提供温
度和/或湿度受控的空气来完成，诸如经由来自载货空间的空气经过制冷系统的热吸收热交换器(在所述空气返回到载货空间之前)。示例实施例的制冷系统具有为三相ac功率提供负载的ac马达。ac马达为制冷系统供电，例如作为用于制冷系统的(一个或多个)压缩机的马达。
13.制冷系统可以包括制冷剂压缩机、冷凝器、一个或多个冷凝器风扇、膨胀装置、蒸发器和/或一个或多个关联的蒸发器风扇。这些组件中的任何一个(如果存在)可以通过适当的制冷剂线路连接在闭合的制冷剂流动回路中。制冷系统可以与限定在运输制冷单元内(例如，在交通工具或拖车内)的载货空间操作地关联，并且用于维持载货空间内的受控温度环境。
14.在一些示例中，运输制冷单元被提供为交通工具的一部分，因此其包括温度和/或湿度受控的载货空间、制冷系统和dc电源。有利地，交通工具是全电动的，因为它可以不包括任何非电动电源，诸如内燃机。运输制冷单元可以是重型货品交通工具(hgv)的一部分或者可以被包括作为重型货品交通工具(hgv)的一部分。例如，运输制冷单元可以被提供作为重型货品交通工具的一部分，或者可以是重型货物交通工具的拖车。备选地，运输制冷系统可以是轻型货品交通工具(lgv)的一部分或可以被包括作为轻型货品交通工具(lgv)的一部分。
15.在另一方面，本发明提供一种方法，所述方法包括使用第一方面的电功率供应系统以用于为电动运输制冷单元供电，其中电功率供应系统例如通过为制冷系统的ac马达供电而向制冷系统提供三相ac功率。使用电功率供应系统可以包括使用上面讨论的其它特征中的任何一个，例如使用dc电源用于运输制冷单元的全电动操作，而没有来自诸如交通工具的内燃机的非电动的源的任何附加功率。
16.又一方面提供了一种制造运输制冷单元的方法，所述方法包括提供如第一方面中所描述的电功率供应系统。所述方法可以包括为如上面讨论的电功率供应系统提供其它特征。此类方法可以用于使现有运输制冷单元适应于电动操作，例如通过dc电源连同电功率供应系统的改进。此方法可以包括从运输制冷单元移除柴油引擎或其它非电动电源，并通过dc电源和电功率供应系统替换柴油引擎或其它非电动电源。
附图说明
17.现在将仅作为示例并参考附图来描述本发明的某些实施例，其中：图1示出了以冷藏拖车形式的运输制冷单元的示例，所述冷藏拖车联接到牵引车/卡车；以及图2是用于运输制冷单元的功率供应系统的图。
具体实施方式
18.如图1中示出的，冷藏交通工具10(作为示例是卡车10)可以包括温度和/或湿度受控的载货空间12以及运输制冷单元(tru)14。有利地，tru 14是全电力供电的，因为其不依赖于任何非电动电源，诸如内燃机。替代地，其从dc电源16供电，在这种情况下，所述dc电源16包括由交通工具10携带的电池16。
19.为了有效地为tru 14供电，使用了电功率供应系统18。电功率供应系统18用于向
tru 14的制冷系统提供ac功率，所述制冷系统包括如图2中示出的马达20。所述马达是要求三相ac功率的ac马达20。ac马达20可以为制冷系统供电，例如作为用于制冷系统的(一个或多个)压缩机的马达20。
20.图2示出了电功率供应系统18的进一步细节。dc电源16(例如电池16)经由低电压线路22和高电压线路24提供dc电压。其耦合到用于接收dc电压并将其转换成三相ac电压以用于为马达20供电的逆变器26，因此马达是三相ac功率的负载。电磁兼容性emc过滤器28放置在逆变器26和马达20之间。emc过滤器28使用要求适合电流连接的共模电流路径30。为了避免使用卡车底盘接地，共模电流路径30耦合到dc链路32，所述dc链路在dc电源16的高电压线路24和低电压线路22之间提供。因此，如上面讨论的，dc链路32用于为来自emc过滤器28的共模电流提供浮动电流连接。
21.dc电源可以配置成提供100-1000v范围内的dc电压，例如200-800v dc。dc链路32是低电压线路22和高电压线路24之间的耦合件，在此示例中其包括两个电容器。共模电流路径30的连接点在dc链路32的第一和第二电容器之间。
22.有利地，共模电流路径不连接到交通工具底盘接地，已经发现这干扰到马达20的ac功率供应的质量，但是它不需要连接到地，因为dc链路32为共模电流提供了适合的接地。对于dc电源，也不存在到地的连接和/或不存在到交通工具底盘接地的连接，使得dc电源相对于接地连接有效地浮动。
23.因此，电功率供应系统18通过为制冷系统的ac马达20供电而用于为电动tru 14供电。
24.方便地，本文描述的功率供应系统18的优点不需要对tru 14的任何修改。因此，适应要经由dc电源电力供电的现有的设计是直接的。这可以包括适应现有运输制冷单元，以便例如通过移除柴油引擎和改进dc电源16连同电功率供应系统18来提供电动操作，而不需要改变马达20或以其它方式修改tru 14。
25.在上面的一些实现中，功率供应系统18整合到tru 14中，或者作为之前不存在的附加部分，或者替换现有tru设计中存在的其它功率供应系统。

技术特征：
1.一种用于电动运输制冷单元的电功率供应系统，其中，所述电功率供应系统用于向制冷系统提供ac功率，所述电功率供应系统包括：用于经由低电压线路和高电压线路提供dc电压的dc电源；用于接收所述dc电压并将其转换成三相ac电压以用于为所述制冷系统供电的逆变器；以及在所述逆变器与所述制冷系统之间的电磁兼容性emc过滤器；其中所述emc过滤器使用共模电流路径；其中dc链路在所述dc电源的所述高电压线路和所述低电压线路之间提供；以及其中所述共模电流路径耦合到所述dc链路以便为来自所述emc过滤器的共模电流提供浮动电流连接。2.如权利要求1中所述的电功率供应系统，其中，dc链路包括所述低电压线路和所述高电压线路之间的耦合件，所述耦合件包括至少第一电容器和第二电容器，其中所述共模电流路径耦合到所述dc链路的连接点在所述第一电容器和所述第二电容器之间。3.如权利要求1或2中所述的电功率供应系统，其中，所述共模电流路径包括从所述emc过滤器到所述dc链路的直接导电连接，在所述emc过滤器与所述dc链路之间没有其它组件。4.如权利要求1、2或3中所述的电功率供应系统，其中，所述共模电流路径不连接到所述交通工具底盘接地并且不连接到地。5.如任何前述权利要求中所述的电功率供应系统，其中，所述dc电源不具有到地的连接并且不具有到所述交通工具底盘接地的连接。6.一种电动运输制冷单元，所述电动运输制冷单元与如任何前述权利要求中所述的电功率供应系统组合或包括所述电功率供应系统。7.如权利要求6中所述的运输制冷单元，所述运输制冷单元用于温度和/或湿度受控的货品运输并且包括温度和/或湿度受控载货空间。8.一种冷藏交通工具，包括如权利要求7中所述的具有载货空间的所述运输制冷单元。9.如权利要求8中所述的冷藏交通工具，其中，所述交通工具是全电动的并且不包括内燃机。10.一种提供冷藏运输的方法，所述方法包括使用如权利要求1至5中任何一项的所述电功率供应系统以用于为电动运输制冷单元供电，其中所述电功率供应系统向所述运输制冷单元的制冷系统提供三相ac功率。11.一种制造运输制冷单元的方法，包括提供如权利要求1至5中任何一项所描述的电功率供应系统。12.如权利要求10或11中所述的方法，包括通过改进dc电源连同所述电功率供应系统来使现有运输制冷单元适应于电动操作。

技术总结
公开了一种用于电动运输制冷单元14的电功率供应系统18。电功率供应系统18用于向制冷系统提供AC功率，并且包括：用于经由低电压线路22和高电压线路24提供DC电压的DC电源16；用于接收DC电压并将其转换成三相AC电压以用于为制冷系统供电的逆变器26；以及在逆变器26和制冷系统之间的电磁兼容性EMC过滤器28。EMC过滤器28使用连接到DC链路32的共模电流路径30，其中DC链路在DC电源16的高电压线路24和低电压线路22之间提供。共模电流路径30因此耦合到DC链路32，以便为来自EMC过滤器28的共模电流提供浮动电流连接。提供浮动电流连接。提供浮动电流连接。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：开利公司
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/7/12