一种冷链集装箱及其变频制冷控制系统的制作方法

1.本发明涉及交通工程技术领域，尤其涉及一种冷链集装箱及其变频制冷控制系统。


背景技术：

2.冷藏集装箱是专为运输要求保持一定温度的冷冻货或低温货而设计的集装箱。冷链集装箱是冷藏集装箱的一种，有制冷功能。
3.目前，冷链集装箱的制冷系统多采用定频方案，然而，定频制冷系统的控温精度不高，能耗大，导致冷链集装箱的使用成本较大；由于在移动场景下，运输工具(货车、货轮等)在行驶过程中不可避免地存在晃动的情况，加上路面路况等因素导致运输的不稳定，变频制冷时压缩机相对定频方案所带来的更高的转速，更加剧了液击风险。
4.并且，目前冷链集装箱在运输工具更换和供能设备停运等转运情况下，由于没有其他供能方式，存在转运导致储藏物品损坏的问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，提供一种冷链集装箱及其变频制冷控制系统。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种冷链集装箱变频制冷控制系统，包括：
7.变频制冷单元，包括依次连接的电压输入端、滤波电路、整流电路、逆变电路和制冷装置；
8.采集单元，用于采集系统信号；所述系统信号包括集装箱内温度信号、气态冷媒压力信号、湿度信号、运行电压信号和运行电流信号；
9.控制单元，与所述电压输入端相连，用于接收所述采集单元采集的所述系统信号，根据所述系统信号输出控制信号至所述逆变电路；
10.储能单元，设于所述逆变电路之前，用于在所述电压输入端无电压输入时向所述制冷装置提供第一工作电压。
11.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，所述制冷装置包括储液罐和抽真空装置，所述储液罐用于储存冷媒，所述抽真空装置用于对所述储液罐内部进行抽真空处理。
12.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，还包括接触器，所述接触器的操作端连接在所述电压输入端和所述滤波电路之间，所述接触器的信号接收端连接所述控制单元。
13.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，所述控制单元还用于检测所述电压输入端输入的电压相序是否正确，若是，则所述控制单元控制系统正常运行，若否，则所述控制单元发送换相信号至所述信号接收端，控制所述接触器实现自动换相。
14.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，还包括显示单元，所述显示单元连接所述控制单元，用于输入外部信息和/或读取内部信息。
15.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，还包括通信单元，所述通信单元用于发送系统状态信息至远程监控设备。
16.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，还包括变压单元，所述变压单元连接在所述电压输入端和所述控制单元之间，用于向所述控制单元提供第二工作电压。
17.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，还包括二次电池，所述二次电池用于储存所述变压单元提供的所述第二工作电压，并在所述电压输入端无电压输入时向所述控制单元提供第二工作电压。
18.优选地，在本发明所构造的冷链集装箱变频制冷控制系统中，还包括驱动电路，所述控制单元和所述逆变电路之间设有驱动电路，所述控制单元输出所述控制信号至所述驱动电路，所述驱动电路驱动所述逆变电路控制所述制冷装置进行变频制冷。
19.本发明还构造了一种冷链集装箱，包括上述任一项所述的冷链集装箱变频制冷控制系统。
20.通过实施本发明，具有以下有益效果：
21.本发明所提供的冷链集装箱及其变频制冷控制系统，该系统包括变频制冷单元、储能单元、控制单元和用于采集系统信号采集单元；变频制冷单元包括依次连接的电压输入端、滤波电路、整流电路、逆变电路和制冷装置；控制单元与电压输入端相连，用于接收采集单元采集的系统信号，根据系统信号输出控制信号至逆变电路；储能单元设于逆变电路之前，用于在电压输入端无电压输入时向制冷装置提供第一工作电压；系统信号包括集装箱内温度信号、气态冷媒压力信号、湿度信号、运行电压信号和运行电流信号。该系统通采集各种系统信号，对系统内的各项信号进行监控，并通过控制单元来进行对应的运行调整。该系统可实现冷链集装箱的精确控温、经济节能和断电保温。
附图说明
22.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
23.图1是本发明第一实施例的冷链集装箱变频制冷控制系统的系统结构示意图；
24.图2是本发明另一个实施例的冷链集装箱变频制冷控制系统的系统结构示意图。
具体实施方式
25.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
26.需要说明的是，附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件单元或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
27.本发明所述的冷链集装箱是指带有制冷功能的用于冷链运输的冷藏集装箱。
28.参见图1，本发明的第一实施例公开了一种冷链集装箱变频制冷控制系统，该系统
包括变频制冷单元、采集单元、控制单元和储能单元。
29.变频制冷单元包括依次连接的电压输入端、滤波电路、整流电路、逆变电路和制冷装置。采集单元用于采集系统信号。控制单元与电压输入端相连，用于接收采集单元采集的系统信号，根据系统信号输出控制信号至逆变电路。储能单元设于逆变电路之前，用于在电压输入端无电压输入时向制冷装置提供第一工作电压。
30.为了可以精确获取冷链集装箱的运行状态，及时通过冷链集装箱变频制冷控制系统对冷链集装箱的制冷进行调整，通过采集单元采集各种系统信号，对系统内的各项信号进行监控，并通过控制单元来进行相应的系统运行调整，系统信号包括集装箱内温度信号、气态冷媒压力信号、湿度信号、运行电压信号和运行电流信号。采集单元还进一步用于采集冷链集装箱外部的相关系统信号，如，外部温度信号、外部湿度信号、采集旁路结霜状态信号和外部大气压力信号。
31.当采集单元采集到这些系统信号和相关系统信号以后，控制单元获取这些采集单元采集到的系统信号和相关系统信号，用于对整个冷链集装箱变频制冷控制系统进行控制，例如，监测到旁路出现结霜，输出除霜信号；监测到气态冷媒压力大于临界值，输出液击风险信号。系统中的其余各个单元和设备处理这些控制信号。参见图2，在另外一些实施例中，采集单元包括电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、湿度采集模块、结霜采集模块和压力采集模块等。储能系统中包括bms电池管理模块。
32.进一步地，为了更好地防止液击，制冷装置包括储液罐和抽真空装置，储液罐用于储存冷媒，抽真空装置用于对储液罐内部进行抽真空处理。在冷链集装箱变频制冷控制系统运行之前，对储液罐内部进行抽真空在处理，可以使得蒸发器端的冷媒完全气化。
33.进一步地，为了更好地实现变频功能，该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括接触器，接触器的操作端连接在滤波电路和整流电路之间，接触器的信号接收端连接控制单元。在另一些实施例中，接触器的操作端连接在电压输入端和滤波电路之间，接触器的信号接收端连接控制单元。控制单元还用于检测电压输入端输入的电压相序是否正确，若是，则控制单元控制系统正常运行，若否，则控制单元控制接触器实现自动换相。控制单元通过控制接触器的通断实现变频制冷所需的自动换相功能。
34.进一步地，为了更好地查看冷链集装箱的运行信息，该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括连接控制单元的显示单元，用于输入外部信息和/或读取内部信息。显示单元从控制单元读取采集单元所采集到的系统信号，还从控制单元读取控制单元中记录的历史系统信号，显示单元可以包括输入模块，用于输入查询系统信号和/或历史系统信号的命令，将上述系统信号和历史系统信号输出为数据包，并通过硬件接口导出到系统外部。显示单元的输入模块还可以用于输入控制信号，设置系统信号的阈值或者设置冷链集装箱变频制冷控制系统的目标温度、目标湿度。
35.进一步地，为了实现远程监控/操控该冷链集装箱变频制冷控制系统，该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括通信单元，通信单元用于发送系统状态信息至远程监控设备/远程监控中心。通信单元包括4g模块、5g模块、wi-fi模块中的至少一种，可以实现物联网功能，使远程监控设备/远程监控中心实时监控冷链集装箱变频制冷系统内的各种系统状态信息，以及时应对突发状况或其他问题。系统状态信息包括环境信息，还包括相关信息、当前工作状态信息、故障信息、运行日志和货物信息。该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括
定位单元，联合所述通信单元可以向远程监控设备/远程监控中心提供冷链集装箱所处的地理位置信息。
36.进一步地，该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括变压单元，变压单元连接在电压输入端和控制单元之间，用于向控制单元提供第二工作电压。在一些实施例中，变压单元和控制单元之间还设有一个开关电源。
37.进一步地，为了使控制单元在无电压输入时正常工作，该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括二次电池，二次电池用于储存变压单元提供的第二工作电压，并在电压输入端无电压输入时向控制单元提供第二工作电压。
38.进一步地，该冷链集装箱变频制冷控制系统还包括驱动电路，控制单元和逆变电路之间设有驱动电路，控制单元输出控制信号至驱动电路，驱动电路驱动逆变电路控制制冷装置进行变频制冷。在一些实施例中，所述控制单元通过485通信接口连接所述驱动电路。在另一些实施例中，制冷装置还包括蒸发器风机和冷凝器风机，控制单元连接并控制制冷装置，控制单元控制蒸发器风机的运行和冷凝器风机的运行。
39.本发明的第二实施例公开了一种冷链集装箱，包括第一实施例中的冷链集装箱变频制冷控制系统。
40.通过实施本发明，具有以下有益效果：
41.本发明所提供冷链集装箱及其变频制冷控制系统，该系统包括变频制冷单元、储能单元、控制单元和用于采集系统信号采集单元；变频制冷单元包括依次连接的电压输入端、滤波电路、整流电路、逆变电路和制冷装置；控制单元与电压输入端相连，用于接收采集单元采集的系统信号，根据系统信号输出控制信号至逆变电路；储能单元设于逆变电路之前，用于在电压输入端无电压输入时向制冷装置提供第一工作电压；系统信号包括集装箱内温度信号、气态冷媒压力信号、湿度信号、运行电压信号和运行电流信号。该系统通采集各种系统信号，对系统内的各项信号进行监控，并通过控制单元来进行对应的运行调整。该系统可实现冷链集装箱的精确控温、经济节能和断电保温。
42.可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述实施例或技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，即“在一些实施例”所描述的实施例可与上下任一实施例进行自由组合；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。