[发明专利]用于运输制冷单元的集成式冷却系统和方法

说明书

本发明涉及用于运输制冷单元的集成式冷却系统和方法，具体而言涉及一种用于运输制冷系统的集成式冷却系统和方法，该运输制冷系统包括：排热换热器；过冷器，其包括多个流动路径，过冷器可操作地联接到第一排出换热器；以及传热设备，其包括第一部分和第二部分，其中，第一部分可操作地联接到多个流动路径中的至少一个，并且，第二部分可操作地联接到热源。

对相关申请的交叉引用

本申请要求在2020年6月19日提交的序号为62/705,274的美国临时申请的权益，所述美国临时申请的内容特此以其整体并入。

技术领域

实施例大体上涉及运输制冷单元，并且更具体地涉及用于使运输制冷单元中的热源冷却的系统和方法。

背景技术

传统的制冷货物卡车或制冷拖拉机拖车(诸如，用于经由海路、铁道或公路而运输货物的那些)典型地包括被修改成包括位于卡车、拖车或货物容器的一端处的制冷系统的货物隔间。制冷机系统典型地包括在封闭的制冷剂回路中通过制冷剂管路来串联地连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。在一些情况下，功率单元(诸如，燃烧发动机)提供动力或驱动制冷单元的压缩机，并且可以是柴油动力式发动机、天然气动力式发动机或另一种类型的发动机。在许多拖拉机拖车运输制冷系统中，压缩机通过带驱动或通过机械轴间连结件而由发动机轴驱动。在其它系统中，制冷单元的发动机驱动生成电功率的发电机，这转而驱动压缩机。

使用电驱动系统(包括可以使内燃发动机和由储能装置(例如，电池)提供动力的电动马达组合的混合系统)的卡车、拖车或无发动机式运输制冷单元(TRU)可以具有一个或多个机载功率电子器件封装(PEP)。大体上，PEP包括用于对电功率进行控制和转换的系统和构件。

随着对备选的燃料交通工具和TRU中的电气系统的功率需求增加，存在使这样的系统的效率和可靠性最大化的不断增长的需要。另外，始终期望降低电气系统内的构件所要求的成本和空间，以便使交通工具和TRU的总成本和重量最小化。

PEP在操作期间生成热，该热必须被管理，以确保总体上安全并且可靠的操作。典型的PEP配备有用于冷却的散热器(例如，扩大的翅片表面)，这增加其中空间大体上有限的PEP的重量和尺寸。另外，大体上通过翅片上面的强制空气对流而帮助冷却。然而，PEP上面的强制空气循环增加冷凝物将积聚于功率电子器件包封件内部或外部(这可能损坏PEP系统和构件)的风险。于是，需要用于通过排除扩大的翅片和大的散热器并且排除对于不可靠的专门的强制空气循环的需要而管理PEP所产生的热的改进的系统和方法。

发明内容

随着制冷货物卡车、拖车以及容器越来越多地整体地或部分地被功率电子器件系统和构件供电，存在调整这样的系统的温度以确保安全并且可靠的操作的需要。功率电子器件封装(PEP)可以包括马达大体上要求的直流(DC)功率供应器、用以使DC功率转换成AC功率的直流到交流(DC/AC)逆变器(或功率逆变器)。一些交通工具(特别地，燃料原电池交通工具)还可以使用两个单独的电压源(诸如，电池和燃料原电池)来给驱动车轮的电动马达供电，并且照此，电池和/或燃料原电池也可以被包括在PEP中。还可以包括其它装置，诸如，典型地管理并且转移来自电压源的功率的功率转换器(例如，直流到直流(DC/DC))。

在将功率供应到卡车和/或容器时，PEP生成热。该热必须被耗散，以避免对PEP系统和构件过度加热和损坏。如下所述，运输制冷系统可以构造成允许PEP将所生成的热排出到工作流体(例如，制冷剂)。在一些实施例中，PEP可以构造成可操作地联接到制冷流动回路的区段。例如，在一个非限制性实施例中，PEP可以在过冷器制冷剂流动回路中定位成邻近于过冷器80。可以存储于容器(例如，传热设备120)中的PEP可以具有工作流体可以流过的通道。随着工作流体穿过(或在一些情况下，经过)PEP，来自PEP的热可以排出到工作流体。