[发明专利]一种用于电动汽车空调的磁制冷装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车空调技术，尤其是涉及一种用于电动汽车空调的磁制冷装置及其控制方法。

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。

发明内容

本发明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及其控制方法，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音。

本发明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。

利用上述的磁制冷装置进行控制的方法，具体为：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散热，冷水通往空调HVAC总成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，转换循环水泵的泵水方向，将冷水通往空调换热器吸收空气的热量，将热水通往空调HVAC总成中的换热器，对车内空气进行加热。

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点：

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，控制简单可靠。

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。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

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为本发明的结构示意图。

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。

空调HVAC总成：HVAC-Heater，ventilation and air conditioning，中文含义是供暖，通风和空调系统。

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。