能量收集系统的制作方法

本文中公开的主题涉及制冷单元和相关联部件，并且更具体地，涉及一种用于制冷单元和相关联部件的能量收集系统。

很多物品需要在被供应有经调节空气流的货物空间中运输。通常，这种经调节空气是制冷的，但它也可以或替代地是加热的。为了在货物空间内实现可接受的温度均匀性，形成将理想地在货物空间的范围内一直持续的供应空气射流。这个射流通常由可从运输制冷单元(tru)的压缩机流体地接收冷却或加热空气的电动风扇产生。

为了确保在可接受参数内执行各种tru操作，通常有必要测量tru的各种特性。此类测量可以采取例如用于确定当前由tru提供的冷却程度的温度测量的形式，并且由远程无线温度传感器执行。这些远程无线温度传感器通常是电池供电的并且因此经常功率低或没电。

技术实现要素：

根据本公开的一方面，提供一种能量收集系统。所述能量收集系统包括：运输制冷单元(tru)；远程无线元件，其可操作地设置以对所述tru的特性作出响应；以及能量收集电路。所述远程无线元件包括电池和由所述电池供电的响应元件。所述能量收集电路联接到所述电池并被配置成从tru移动中生成电力。从所述tru移动中生成的所述电力被提供到以下中的至少一者：所述远程无线元件，以便为所述远程无线元件的操作供电，以及电池，以便对所述电池进行充电。

根据其他或替代实施方案，所述远程无线元件包括远程无线传感器。

根据其他或替代实施方案，所述电池包括可再充电电池。

根据其他或替代实施方案，所述电池包括锂离子电池。

根据其他或替代实施方案，所述tru移动包括振动和振荡。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集电路包括用于将所述tru移动转换成所述电力的压电材料。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集电路还包括用于激活所述压电材料的开关元件。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集电路还包括用于储存由所述压电材料生成的电荷的电容器。

根据本公开的另一方面，提供一种货物运输机，并且所述货物运输机包括：动力生成单元；拖车；运输制冷单元(tru)，其从所述动力生成单元中汲取动力以调节所述拖车的内部；远程无线元件，其可操作地设置以对所述tru的特性作出响应；以及能量收集电路。所述远程无线元件包括电池和由所述电池供电的响应元件。所述能量收集电路联接到所述电池并被配置成从tru移动中生成电力。从所述tru移动中生成的所述电力被提供到以下中的至少一者：所述远程无线元件，以便为所述远程无线元件的操作供电，以及电池，以便对所述电池进行充电。

根据其他或替代实施方案，所述动力生成单元包括卡车发动机，并且所述tru包括由所述卡车发动机驱动的压缩机。

根据其他或替代实施方案，所述远程无线元件包括远程无线传感器。

根据其他或替代实施方案，所述电池包括可再充电电池。

根据其他或替代实施方案，所述电池包括锂离子电池。

根据其他或替代实施方案，所述tru移动包括振动和振荡。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集电路包括用于将所述tru移动转换成所述电力的压电材料。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集电路还包括用于激活所述压电材料的开关元件。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集电路还包括用于储存由所述压电材料生成的电荷的电容器。

根据其他或替代实施方案，所述货物运输机还包括控制器，所述控制器可操作地联接到所述能量收集电路并被配置成激活所述能量收集电路。

根据本公开的又一方面，提供了一种操作能量收集系统的方法。所述方法包括：在远程无线元件处对运输制冷单元(tru)的特性作出响应，所述远程无线元件包括电池和由所述电池供电的响应元件；确定所述电池的剩余电量；以及在所述电池的所述剩余电量小于预定义水平的情况下，激活联接到所述电池的能量收集电路以从tru移动中生成电力。从所述tru移动中生成的所述电力被提供到以下中的至少一者：所述远程无线元件，以便为所述远程无线元件的操作供电，以及电池，以便对所述电池进行充电。

根据其他或替代实施方案，所述能量收集单元包括：压电材料，其用于将所述tru移动转换成所述电力；开关元件，其用于激活所述压电材料；以及电容器，其用于储存由所述压电材料生成的电荷。

从结合附图进行的以下描述中，这些以及其他优点和特征将更加显而易见。

附图说明

在本说明书结尾处的权利要求中具体指出并明确要求保护被视为本公开的主题。从以下结合附图进行的详细描述中，本公开的上述以及其他特征和优点显而易见，在附图中：

图1是根据实施方案的卡车的侧视图；

图2是根据实施方案的远程无线元件的示意图；

图3是根据实施方案的能量收集电路的电路图；

图4是图3的能量收集电路的压电材料的透视图；以及

图5是示出操作能量收集电路的方法的流程图。

具体实施方式参考附图以示例方式说明了本公开的实施方案以及优点和特征。

具体实施方式

能量消耗问题是在诸如货物运输等各种技术中越来越重要的问题。因此，正在增加运输制冷单元(tru)的效率以便在维持或改进tru性能能力的同时消耗更少能量。然而，这些努力的结果就是向如无线远程元件(例如，无线远程传感器和无线远程附件)的一些相关联部件提供它们自己的能量来源。这些能量来源通常是需要定期地更换或再充电的电池。

因此，如下文将描述，压电材料用于将在tru周围的局部环境中的通常浪费的移动(例如，振动或振荡)能量转换成可用的电能。这可以用来改进tru的效率或者对远程无线元件的电池进行再充电。

参考图1，提供了空气供应系统10，以便与卡车或货物运输机1一起使用。如图1所示，货物运输机1可以包括：重型卡车(rig)2，所述重型卡车由具有动力生成单元(诸如发动机210)的驾驶室部分21和其中可以坐下驾驶员和一个或多个乘客的客舱形成；以及平板部分22；拖车4；tru5；以及沿着重型卡车2和拖车4的纵向轴线设置的多个轮轴和车轮组件6。平板部分22在尾部方向上从驾驶室部分21的后部延伸并且具有上表面，拖车4的前端可以牢固地安置在所述上表面上。多个轮轴和车轮组件6可以设置为重型卡车2和拖车4的部件。

拖车4是大体上细长的矩形主体或封闭件，并且包括底壁40、与底壁40相对的顶壁41、在底壁40与顶壁41之间基本上竖直地延伸的相对侧壁42、前端壁43，以及后端壁44。前端壁43和后端壁44彼此相对，并且在底壁40与顶壁41之间基本上竖直地延伸且在侧壁42之间基本上水平地延伸。拖车4可为基本上中空的，并且因此能够存放任何类型的货物，其中底壁40、顶壁41、侧壁42以及前端壁43和后端壁44限定内部45。后端壁44例如可以包括舱口，通过所述舱口可接近内部45。

继续参考图1并且另外参考图2和图3，tru5大体上被配置成生成流体流的射流以冷却或加热拖车4的内部45并且可以相对于内部45设在各种位置处。然而，为了清楚和简洁起见，以下描述将仅涉及tru5设在拖车4的前端壁43处的情况，其中通过限定在前端壁4中的开口46接近内部45。在任何情况下，tru5可以包括压缩机501并且可以被配置成从动力生成单元的发动机210汲取动力以调节内部45。

尽管本文中将tru5描述为总体上由发动机210和动力生成单元提供动力，但应理解，这不是必需的。实际上，根据替代实施方案，总体上至少相对于发动机210或动力生成单元，tru5可以是自主的。在此类情况下，tru5可以包括tru5发动机或者某一其他原动力装置。

如图1至图3所示，货物运输机1还可以包括远程无线元件60和作为能量收集系统的一部分的能量收集电路70，tru5、远程无线元件60和能量收集电路70都是所述能量收集系统的部件。

远程无线元件60可操作地设置以对tru5的特性作出响应并且包括电池61和通常由电池61供电的响应元件62。电池61可以是任何类型的可再充电电池，并且在一些情况下可以设置为例如锂离子电池(但应理解，其他类型的电池是可能的)。响应元件62在远程无线元件60是远程无线传感器的情况下可以设置为传感器，或者在远程无线元件60是远程无线附件的情况下可以设置为附件单元。能量收集电路70联接到电池61并且被配置成从tru5的移动中生成电力。tru5的移动可以包括与具体地tru5和总体上货物运输机1的各种操作相关联的振动移动和/或振荡移动，因为货物运输机1沿着道路表面移动并且因此振动(即，道路振动)。所生成的电力随后可以提供到远程无线元件60和电池61中的至少一者。这样提供从tru5的移动中生成的电力可以用来为远程无线元件60的操作供电。类似地，这样提供从tru5的移动中生成的电力可以用来对电池61进行充电。

如图3所示，能量收集电路70可以包括用于将tru5的移动和道路振动转换成电力的压电材料71、开关元件72、二极管73、电阻元件74，以及电容器75。更详细地说，能量收集电路70包括从压电材料71延伸到电池61的负引线的第一电路迹线76、从电池61的正引线延伸到压电材料71的第二电路迹线77，以及将第一电路迹线76和第二电路迹线77连接在一起的第三电路迹线78。

开关元件72沿着第一电路迹线76可操作地设置在第一电路迹线76和第三电路迹线78之间的连接与电池61之间。电阻元件74和二极管73沿着第二电路迹线77串联地布置在电池61的正引线与压电材料71之间。第三电路迹线78在二极管73与电阻元件74之间连接到第二电路迹线76。电容器75沿着第三电路迹线78的中心部分可操作地设置。

利用上述布置，开关元件72被设置并配置成激活压电材料71以操作远程无线元件60或对电池61进行充电，而电容器75被设置并配置成储存由压电材料71生成的电荷。

能量收集电路70还可以包括控制器80，所述控制器联接到电池61和开关元件72并且因此被设置并配置成激活能量收集电路70。具体地，控制器80被配置成确定施加到电池61的负载和电池61的剩余电量中的至少一者并且通过基于确定的结果使开关元件72闭合来激活能量收集电路70。也就是说，当施加到电池61的负载大于电池61的容量时或者当预期所述负载将在给定时间段内耗尽电池61时，控制器80使开关元件72闭合。或者，当电池61的剩余电量低于预定义水平时，控制器80可以使开关元件72闭合。在前一种情况下，由压电材料71生成的电力可以用来补充由电池61向负载提供的电力。在后一种情况下，由压电材料71生成的电力可以用来对电池61进行再充电。

参考图4，压电材料71可以设置为压电材料组件710的一部分。如图4所示，压电材料组件710可以包括压电材料部分711、具有安装件713的压电材料夹具712、引线714。压电材料部分711可以是推荐用于能量收集和感测应用的双层压电材料产品。压电材料部分711表现出作为谐振致动器的良好性能，并且具有多个压电层以及安装和对准孔。压电材料夹具712和安装件713用来将压电材料部分711固定到tru5，例如，使得tru5的移动(例如，其振动和振荡)传输到压电材料部分711。引线714将压电材料部分711电连接到第一电路迹线76和第二电路迹线77。

参考图5，提供了操作上述能量收集系统的方法。如图5所示，所述方法包括：在远程无线元件60处对tru的特性作出响应(框501)；确定电池61的剩余电量(框502)；以及在电池61的剩余电量小于预定义水平的情况下，激活能量收集电路70(框503)。如上文说明，这样激活能量收集电路70将允许压电材料71从tru5的移动中生成电力。从tru的移动中生成的电力被提供到以下中的至少一者：远程无线元件60，以便为远程无线元件60的操作供电，以及电池61，以便对电池61进行充电。这样提供从tru的移动中生成的电力可以在不需要从具体地发动机210或从总体上动力生成单元汲取动力的情况下完成。

使用本文中描述的能量收集系统允许使用自由能量来改进tru5的效率和/或使tru5的一些相关联传感器、附件或部件进入部分或完全自主条件。

尽管只结合有限数量的实施方案详细提供了本公开，但应容易理解，本公开并不限于此类公开的实施方案。相反，可以对本公开进行修改以并入在此之前未描述但与本公开的精神和范围相称的任何数量的变化、变更、替代或等效布置。另外，尽管已经描述了本公开的各种实施方案，但应理解，(多个)示例性实施方案可以只包括所述示例性方面中的一些。因此，本公开不应被视为受限于前述描述，而只受限于所附权利要求的范围。