专利名称：一种用于电动汽车空调的磁制冷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车空调技术，尤其是涉及一种用于电动汽车空调的磁制冷装置。
背景技术：
目前，电动汽车主要沿用传统的气体压缩-膨胀制冷系统，由于这种制冷方式的热效率只能达到卡诺循环的5% 10%，所以使用空调后会导致电动车的续航里程大幅度下降。而且，由于目前大气层臭氧空洞和温室效应的加剧，人们对环境保护的要求越来越高，传统的氟制冷剂已经越来越不适应环保的要求，必须要用其它的无污染制冷方式替代它才行。磁制冷是一项绿色环保的制冷技术，与传统制冷相比，磁制冷是采用磁性物质作为制冷工质，对大气层无破坏臭氧层作用和温室效应。另外磁制冷的单位制冷率高，理论上可以达到卡诺循环的30% 60%，是气体压缩-膨胀制冷方式的3倍以上。因此，研究在电动车上使用的磁制冷设备，是具有重要意义和广泛应用前景的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种用于电动汽车空调的磁制冷装置，其目的是提高电动汽车空调的制冷效率的同时降低功耗和噪
曰°本实用新型的技术方案是该种用于电动汽车空调的磁制冷装置，包括磁制冷模块、空调HVAC总成、空调管路、空调换热器和循环系统，所述的磁制冷系统通过空调管路与空调HVAC总成连接，所述的空调换热器通过空调管路与循环水泵和磁制冷模块连接，所述的循环水泵通过空调管路与磁制冷模块连接，所述的磁制冷模块、空调HVAC总成、空调管路、空调换热器和循环系统形成一个闭合回路。所述的磁制冷模块与空调HVAC总成之间有两条空调管路，其中一个空调管路内是冷水，另一个空调管路内是室温水。所述的磁制冷模块与空调换热器之间的空调管路内是热水。具有上述结构的一种用于电动汽车空调的磁制冷装置及其控制方法具有以下优占.
^ \\\ ·1.该种用于电动汽车空调的磁制冷装置由于采用液体蓄冷剂(水)传热，磁制冷系统不存在高低压区域，相对于目前蒸汽压缩制冷法的系统，其管路和换热器都可以简化， 无需目前采用的高强度耐压管路和换热器，管路对接结构也不需要高精度密封结构，可以用很简单的汽车热水管，利用卡箍连接即可。2.该种用于电动汽车空调的磁制冷装置使用的蓄冷剂为水(或水-乙二醇溶液)，成本低廉，补充方便，对环境无任何污染，符合当前社会对绿色环保的要求。 3.该种用于电动汽车空调的磁制冷装置制冷效率高，功耗低，噪音振动小，对整车影响小，整个系统的运动部件只有水泵和磁制冷机内的驱动电机，所需功率小，控制简单可罪。4.该种用于电动汽车空调的磁制冷装置中的磁制冷机重量轻，体积小，寿命长，可回收利用率高，同时安装和维修方便。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为室温磁制冷工作原理图。图2为磁卡诺循环示意图。图3为卡诺型磁制冷机的示意图。图4为本实用新型的结构示意图。在
图1-4中，1 磁制冷模块；2 空调HVAC总成；3 空调管路；4 空调换热器；5 循环水泵；6 磁体；7 蓄冷筒；8 钆板。
具体实施方式
磁热效应(也叫磁卡效应)是指磁制冷工质在等温磁化时向外界放出热量，而绝热去磁时温度降低，从外界吸收热量的现象。传统的磁制冷装置主要应用在极低温制冷领域(4. 2 20K)。近年来，随着人们对稀土元素的研究，发现了几种具有巨磁卡效应的物质， 使得磁制冷技术在室温制冷中的应用成为可能，已经有很多研究机构试制出了室温磁制冷机组了。
图1所示为室温磁制冷工作原理图，金属钆(Gd)在200 300K条件下的图。如图若按卡诺循环制冷，图中12341，则温降很小。磁卡诺循环是用绝热去磁和绝热磁化过程连接两个等温过程，如附图2所示。在这个循环中，外部对制冷工质所做的功相当于四边形ABCD的面积。下面以最简单的磁卡诺循环为例对绝热去磁制冷过程进行说明，如附图3所示。 等温磁化过程(图2中的AB过程)热开关I闭合、II断开，磁场施加于磁工质，使熵减小， 通过高温热源与磁工质的热端连接，热量从磁工质传入高温热源。绝热去磁过程(图2中的BC过程)热开关I断开、II仍断开，逐渐移去磁场，磁工质内自旋系统逐渐无序，在去磁过程中消耗内能，使磁工质温度下降到低温热源温度。等温去磁过程(图2中的⑶过程)11闭合、I仍断开，磁场继续减弱，磁工质从低温热源吸热。绝热磁化过程(图2中的DA过程)11断开、I仍断开，施加一较小磁场，磁工质温度逐渐上升到高温热源温度。由于室温附近磁性离子系统的热运动大大加强，磁性工质的磁有序度难以形成， 在受外磁场作用前后的磁熵变大大减小，同时强磁场的产生也受到许多条件的限制，磁热效应也大减弱。为了进一步提高室温磁制冷机的效率，通常主要应用磁埃里克森循环制冷机如
图1中12341所示。它由四个过程组成1_2为等温磁化；2_3为等磁场过程(温度降低)；3-4为等温退磁(吸热制冷)；4-1为等磁场过程(温度上升)。[0028]将金属钆板8 (磁材料)浸在蓄冷筒7的蓄冷液体(水+乙二醇溶液)中。利用磁体6周围的磁场变化配合蓄冷筒7上下运动实现循环。图中示出了一个周期的变化过程。 经过多次反复，筒体上部达到321，下部达到MI。利用这个原理，将蓄冷液体通过换热器和水泵组成一个循环系统，就能够成为可以实际使用的空调系统。图4为本实用新型的用于电动汽车空调的磁制冷装置的结构示意图，该种磁制冷装置包括磁制冷模块1、空调HVAC总成2、空调管路3、空调换热器4和循环系统5，磁制冷系统1通过空调管路3与空调HVAC总成2连接，空调换热器4通过空调管路3与循环水泵 5和磁制冷模块1连接，循环水泵5通过空调管路3与磁制冷模块1连接，磁制冷模块1、空调HVAC总成2、空调管路3、空调换热器4和循环系统5形成一个闭合回路。磁制冷模块1与空调HVAC总成2之间有两条空调管路3，其中一个空调管路3内是冷水，另一个空调管路3内是室温水；磁制冷模块1与空调换热器4之间的空调管路3内是热水。利用上述磁制冷装置进行控制的方法是由磁制冷模块1产生冷水或者热水，然后通过循环水泵5增加流动，实现空调的制冷或者制热，从而实现对车内空气进行降温和加热。当需要制冷时，将热水通往空调换热器4散热，冷水通往空调HVAC总成2中的换热器进行制冷降温，起到空调降温的效果。当需要采暖的时候，转换循环水泵5的泵水方向，或者在空调管路3中增加一个四通换向阀，将冷水通往空调换热器4吸收空气的热量，将热水通往空调HVAC总成2中的换热器，对车内空气进行加热。该种用于电动汽车空调的磁制冷装置由于采用液体蓄冷剂(水)传热，磁制冷系统不存在高低压区域，相对于目前蒸汽压缩制冷法的系统，其管路和换热器都可以简化，无需目前采用的高强度耐压管路和换热器，管路对接结构也不需要高精度密封结构，可以用很简单的汽车热水管，利用卡箍连接即可。同时，采用水(或水-乙二醇溶液)作为蓄冷剂， 成本低廉，补充方便，对环境无任何污染，符合当前社会对绿色环保的要求。
权利要求1.一种用于电动汽车空调的磁制冷装置，其特征在于所述的磁制冷装置包括磁制冷模块(1)、空调HVAC总成O)、空调管路(3)、空调换热器(4)和循环系统(5)，所述的磁制冷系统(1)通过空调管路(3)与空调HVAC总成(2)连接，所述的空调换热器(4)通过空调管路C3)与循环水泵( 和磁制冷模块(1)连接，所述的循环水泵( 通过空调管路(3) 与磁制冷模块(1)连接，所述的磁制冷模块(1)、空调HVAC总成O)、空调管路(3)、空调换热器(4)和循环系统( 形成一个闭合回路。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车空调的磁制冷装置，其特征在于所述的磁制冷模块(1)与空调HVAC总成(2)之间有两条空调管路(3)，其中一个空调管路(3)内是冷水，另一个空调管路(3)内是室温水。
3.根据权利要求2所述的一种用于电动汽车空调的磁制冷装置，其特征在于所述的磁制冷模块(1)与空调换热器(4)之间的空调管路(3)内是热水。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电动汽车空调的磁制冷装置及其控制方法，包括磁制冷模块、空调HVAC总成、空调管路、空调换热器和循环系统，磁制冷系统通过空调管路与空调HVAC总成连接，空调换热器通过空调管路与循环水泵和磁制冷模块连接，循环水泵通过空调管路与磁制冷模块连接，磁制冷模块、空调HVAC总成、空调管路、空调换热器和循环系统形成一个闭合回路。其控制方法是由磁制冷模块产生冷水或者热水，然后通过循环水泵增加流动，实现空调的制冷或制热，从而实现对车内空气进行降温和加热。该种磁制冷装置制冷效率高，功耗低，噪音振动小，对整车影响小，整个系统的运动部件只有水泵和磁制冷机内的驱动电机，所需功率小，控制简单可靠。
文档编号F25B21/00GK202304066SQ20112034450
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者张海燕, 潘华, 赵军, 陈国龙 申请人:芜湖博耐尔汽车电气系统有限公司