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FR2998720A1 - Method for checking cooler of battery system that is utilized for supplying power to e.g. electric car, involves assigning mapping with command that is selected from limited number of levels of flow volume for cooling battery system - Google Patents

Method for checking cooler of battery system that is utilized for supplying power to e.g. electric car, involves assigning mapping with command that is selected from limited number of levels of flow volume for cooling battery system Download PDF

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FR2998720A1
FR2998720A1 FR1261344A FR1261344A FR2998720A1 FR 2998720 A1 FR2998720 A1 FR 2998720A1 FR 1261344 A FR1261344 A FR 1261344A FR 1261344 A FR1261344 A FR 1261344A FR 2998720 A1 FR2998720 A1 FR 2998720A1
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FR
France
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cooling
battery system
flow
limited number
modules
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FR1261344A
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French (fr)
Inventor
Sebastien Filangi
Frederic Pailhoux
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Publication date
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Abstract

The method involves establishing a limited number of levels of flow volume for air blowers such that the air blowers cool modules (4) of cylindrical electrochemical cells that are arranged in a case. A mapping is assigned with a command that is selected from the limited number of levels of the flow volume for each air blower for cooling a battery system (1), where the limited number of levels of the flow volume does not exceed 20 levels and comprise values regularly spaced in order to cover a full range of flow. An independent claim is also included for an electric or hybrid car.

Description

99872 0 1 PROCEDE DE CONTROLE DE REFROIDISSEMENT D'UN SYSTEME DE BATTERIES, COMPORTANT DES PALIERS POUR LE DEBIT D'AIR La présente invention concerne un procédé de contrôle du dispositif 5 de refroidissement d'un système de batteries comportant des modules de cellules électrochimiques, ainsi qu'un véhicule hybride ou électrique mettant en oeuvre un tel procédé. Les véhicules hybrides ou électriques comportent généralement des accumulateurs d'énergie appelés par la suite batteries, comprenant des 10 cellules électrochimiques qui peuvent être réalisées suivant différentes technologies connues. Certaines technologies nécessitent un système de refroidissement pour assurer les performances, la durée de vie ainsi que la sécurité. En particulier les cellules au lithium-ion disposant d'une forte densité 15 d'énergie, nécessitent un suivi important de leurs conditions de fonctionnement, notamment la tension et la température, et un système de refroidissement comprenant un fluide caloporteur pour les maintenir dans une plage de température réduite. Ces cellules au lithium-ion comportent des moyens de mesure de la tension et de la température, le système de 20 refroidissement étant asservi en fonction des valeurs mesurées. Un procédé de contrôle du dispositif de refroidissement connu, présenté notamment par le document FR-A1-2930077, prend en compte l'écart entre la température de la batterie est celle du fluide caloporteur, ainsi que la vitesse du véhicule, pour déterminer le débit de ce fluide à appliquer afin de 25 réguler la température de cette batterie. Cependant dans le cas où l'air est utilisé pour refroidir un ensemble de modules formant un système de batteries, comportant chacun des cellules électrochimiques, un seul pulseur d'air peut être insuffisant pour obtenir un refroidissement homogène de ces modules. De plus un unique pulseur doit 30 comporter des dimensions suffisantes afin d'obtenir le flux d'air nécessaire, ce qui entraîne des contraintes importantes d'encombrement pour le placer.The present invention relates to a method for controlling the cooling device 5 of a battery system comprising electrochemical cell modules, and to a method for controlling the cooling device of a battery system comprising electrochemical cell modules. and a hybrid or electric vehicle implementing such a method. Hybrid or electric vehicles generally comprise energy accumulators, hereinafter referred to as batteries, comprising electrochemical cells that can be produced using various known technologies. Some technologies require a cooling system to ensure performance, service life and safety. In particular lithium-ion cells having a high energy density, require a significant monitoring of their operating conditions, in particular voltage and temperature, and a cooling system comprising a heat transfer fluid to maintain them in a reduced temperature range. These lithium-ion cells comprise means for measuring the voltage and the temperature, the cooling system being slaved according to the measured values. A method of controlling the known cooling device, presented in particular by the document FR-A1-2930077, takes into account the difference between the temperature of the battery is that of the heat transfer fluid, as well as the speed of the vehicle, to determine the flow rate. of this fluid to be applied in order to regulate the temperature of this battery. However, in the case where the air is used to cool a set of modules forming a battery system, each comprising electrochemical cells, a single air blower may be insufficient to obtain a homogeneous cooling of these modules. In addition, a single blower must have sufficient dimensions in order to obtain the necessary airflow, which entails considerable space constraints to place it.

On notera que dans le cas de modifications du nombre de modules ou de leurs dispositions, une étude aéraulique du circuit d'air est à refaire à chaque fois pour obtenir une répartition homogène des flux dans chaque module, afin de les maintenir tous dans des plages de température similaires. Il est connu par ailleurs d'utiliser un système de refroidissement comportant plusieurs pulseurs d'air afin de refroidir différents modules de cellules, et des conduits communs pour les flux d'air de ces pulseurs. Cependant les commandes des différents pulseurs ne peuvent pas se faire de manière indépendante entre elles, car les conduits communs entraînent des interférences entre les circulations d'air de chaque pulseur, et la gestion de l'ensemble devient alors compliquée. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.Note that in the case of changes in the number of modules or their provisions, a ventilation air flow study must be repeated each time to obtain a homogeneous distribution of flows in each module, to keep them all in ranges similar temperature. It is also known to use a cooling system comprising several air blowers in order to cool different cell modules, and common ducts for the air flows of these blowers. However the commands of the different blowers can not be done independently between them, because the common ducts cause interference between the air circulation of each blower, and the management of the whole becomes complicated. The present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art.

Elle propose à cet effet un procédé de contrôle d'un dispositif de refroidissement d'un système de batteries, comprenant différents modules de cellules électrochimiques, et plusieurs pulseurs d'air refroidissant par des circuits distincts ces modules, caractérisé en ce qu'il établit un nombre limité de paliers de débit volumique pour chaque pulseur d'air, et il associe à chaque besoin de refroidissement du système de batteries une cartographie définissant pour chaque pulseur une commande particulière choisie parmi le nombre limité de paliers de débit. Un avantage du procédé de refroidissement selon l'invention, est que l'on peut définir à l'avance par des simulations et des essais différentes cartographies simples correspondant chacune à une plage de besoin de refroidissement des cellules, en prenant en compte le nombre limité de paliers disponibles qui facilite cette définition, pour commander automatiquement l'ensemble des pulseurs en appliquant la cartographie sélectionnée par le besoin de refroidissement, afin d'obtenir de suite la bonne distribution des flux d'air qui optimise le refroidissement des cellules.It proposes for this purpose a control method of a cooling device of a battery system, comprising different modules of electrochemical cells, and several air blowers cooling by separate circuits these modules, characterized in that it establishes a limited number of volume flow rate increments for each air blower, and associates with each cooling need of the battery system a mapping defining for each blower a particular control selected from the limited number of flow stages. An advantage of the cooling method according to the invention is that it is possible to define in advance by simulations and tests different simple mappings each corresponding to a range of cooling need of the cells, taking into account the limited number available bearings which facilitates this definition, to automatically control all the blowers by applying the map selected by the need for cooling, in order to obtain the right distribution of the air flows which optimizes the cooling of the cells.

Le procédé de refroidissement selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le nombre limité de paliers de débit pour chaque pulseur d'air ne dépasse pas 20 paliers. Avantageusement, les paliers de débit pour chaque pulseur d'air comportent des valeurs régulièrement espacées afin de couvrir la plage de débit complète. En particulier, les paliers de débit peuvent comporter une gamme d'environ 16 paliers régulièrement répartis, pour atteindre un débit volumique maximum d'environ 8 à 10m3/h. Avantageusement, à chaque besoin de refroidissement du système de batteries défini par une demande de débit volumique, le procédé fait correspondre un débit volumique corrigé couvrant chacun une plage de ces demandes de débit, qui est pris parmi les paliers de débit volumique pour des pulseurs d'air. Avantageusement, le procédé établit la demande de débit volumique par une comparaison entre une température de consigne, et la température la plus élevée des cellules du système de batteries.The cooling method according to the invention may further comprise one or more of the following features, which may be combined with each other. Advantageously, the limited number of flow stages for each air blower does not exceed 20 steps. Advantageously, the flow stages for each air blower have regularly spaced values to cover the full flow range. In particular, the flow stages may comprise a range of about 16 evenly distributed bearings, to achieve a maximum flow rate of about 8 to 10m3 / h. Advantageously, for each cooling requirement of the battery system defined by a volume flow demand, the method corresponds to a corrected volume flow rate each covering a range of these flow rate demands, which is taken from the volume flow rate increments for pulsators of water. 'air. Advantageously, the method establishes the volume flow demand by a comparison between a set temperature, and the highest temperature of the cells of the battery system.

Selon un mode de réalisation, la comparaison entre la température de consigne et la température la plus élevée des cellules, est multipliée par une valeur de gain proportionnelle pour donner la demande de débit volumique. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile du type électrique ou hybride, comportant pour la traction un système de batteries équipé d'un dispositif de refroidissement, comprenant différents modules de cellules électrochimiques, et plusieurs pulseurs d'air refroidissant par des circuits distincts ces modules, ce véhicule comportant des moyens mettant en oeuvre un procédé de contrôle du refroidissement comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes.According to one embodiment, the comparison between the set temperature and the highest temperature of the cells is multiplied by a proportional gain value to give the volume flow demand. The invention also relates to a motor vehicle of the electric or hybrid type, comprising for traction a battery system equipped with a cooling device, comprising different modules of electrochemical cells, and several air blowers cooling by separate circuits. these modules, this vehicle comprising means implementing a cooling control method comprising any one of the preceding characteristics.

Avantageusement, chaque module comporte son propre pulseur d'air, les flux d'air sortant de ces modules étant ensuite récupérés par des collecteurs communs. En particulier, les cellules électrochimiques peuvent comporter une technologie du type lithium-ion. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'un système de batteries de véhicule automobile utilisé pour la traction, comportant des modules de cellules électrochimiques disposant d'un pulseur individuel ; - la figure 2 est une vue intérieure d'un module ; - la figure 3 est un schéma présentant le principe de régulation du procédé selon l'invention ; et - la figure 4 présente pour les modules en fonction du temps, des courbes de température et de débit d'air. Les figures 1 et 2 présentent un système de batteries 1 prévu pour alimenter une machine électrique de traction d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comportant un support formant un plateau 2 recevant dessus des modules de batteries indépendants 4 disposés suivant deux rangés symétriques par rapport à un axe principal de ce système. Les modules 4 sont similaires, comprenant chacun une forme parallélépipédique allongée suivant une direction transversale à l'axe de symétrie du système de batteries. Chaque rangée de modules 4 comporte des groupes de deux ou trois modules accolés entre eux, chaque groupe étant recouvert par un capot non représenté, comprenant sur le dessus une entrée d'air de refroidissement de ces modules.Advantageously, each module has its own air blower, the air flows leaving these modules are then recovered by common collectors. In particular, the electrochemical cells may comprise a lithium-ion type technology. The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example and in a nonlimiting manner, with reference to the appended drawings, in which: FIG. a view of a motor vehicle battery system used for traction, comprising electrochemical cell modules having an individual pulsator; FIG. 2 is an internal view of a module; FIG. 3 is a diagram showing the regulation principle of the method according to the invention; and FIG. 4 shows, for the modules as a function of time, temperature and air flow curves. FIGS. 1 and 2 show a battery system 1 designed to power an electric traction machine of an electric or hybrid motor vehicle, comprising a support forming a plate 2 receiving on top of independent battery modules 4 arranged in two symmetrical rows relative to each other; to a main axis of this system. The modules 4 are similar, each comprising an elongate parallelepipedal shape in a direction transverse to the axis of symmetry of the battery system. Each row of modules 4 comprises groups of two or three modules contiguous to each other, each group being covered by a not shown hood, comprising on the top a cooling air inlet of these modules.

Chaque module 4 comporte à son extrémité arrière opposée à l'axe de symétrie, une entrée d'air de refroidissement 24, et à l'autre extrémité un ventilateur 6 qui aspire l'air venant de cette entrée, pour le refouler vers un collecteur 8 posé à plat sur le plateau 2. Le système de batteries 1 comporte pour chaque rangée de modules 4 un collecteur 8 qui est commun pour l'ensemble de ces modules. La liaison entre chaque ventilateur 6 et le collecteur 8, est assurée par un soufflet 12 qui permet de compenser des défauts d'alignement. Les flux d'air de refroidissement circulant dans chaque collecteur 8 se rassemblent vers l'extrémité du plateau 2 dans une tubulure commune 14 qui est tournée vers le côté du véhicule, afin d'expulser cet air chaud vers l'extérieur. Le module 4 présenté figure 2 comporte un boîtier 20 contenant des cellules électrochimiques cylindriques 22 qui sont disposées debout en quinconce, suivant deux rangées. Le flux d'air de refroidissement présenté par des flèches, aspiré par le pulseur 6 disposé du côté avant, entre par l'entrée d'air arrière 24 pour permettre à l'air frais de traverser ce module suivant sa longueur afin de circuler au plus près de chacune des cellules 22, en les contournant toutes grâce à leur disposition en quinconce. On réalise ainsi un refroidissement suffisamment homogène de toutes les cellules 22 d'un même module 4.Each module 4 has at its rear end opposite the axis of symmetry, a cooling air inlet 24, and at the other end a fan 6 which draws air from this inlet, to drive it back to a collector The battery system 1 comprises for each row of modules 4 a collector 8 which is common for all of these modules. The connection between each fan 6 and the collector 8 is provided by a bellows 12 which compensates for misalignment. The cooling air flows flowing in each manifold 8 collect towards the end of the plate 2 in a common pipe 14 which is turned towards the side of the vehicle, in order to expel this hot air to the outside. The module 4 shown in FIG. 2 comprises a casing 20 containing cylindrical electrochemical cells 22 which are arranged standing in a staggered manner, along two rows. The flow of cooling air presented by arrows, sucked by the blower 6 arranged on the front side, enters through the rear air inlet 24 to allow fresh air to pass through this module along its length in order to flow to the closer to each of the cells 22, bypassing them all thanks to their staggered arrangement. This provides sufficiently homogeneous cooling of all the cells 22 of the same module 4.

Le débit d'air de refroidissement nécessaire pour chaque module 4, qui est donné par son pulseur 6, doit être adapté en fonction de l'énergie calorifique dégagée par les cellules électrochimiques 22 en cours de fonctionnement. Toutefois, l'ensemble des pulseurs 6 refoulant l'air dans un collecteur commun 8, il y a des interférences dans ce collecteur entre les différents débits venant de chaque pulseur. Il faut alors adapter individuellement la puissance électrique de ces pulseurs 6 pour obtenir dans chaque module 4 le débit d'air demandé. La figure 3 présente le principe de régulation du procédé de contrôle du système de refroidissement, comportant l'établissement d'une température 30 de consigne 30 pour les modules 4, qui dépend notamment des informations 2 99 8 720 6 données par leurs capteurs de température et de courant, afin d'optimiser le fonctionnement des cellules 22. La température de consigne 30 est délivrée à un comparateur 32, qui la compare avec la température la plus élevée Tmax des cellules 22 du 5 système de batteries 1, pour donner un écart de consigne E. Cet écart de consigne c est délivré à un correcteur proportionnel 34 qui le multiplie par une valeur de gain proportionnel K. Le correcteur proportionnel 34 donne un débit volumique Qv par pulseur, qui est délivré à une fonction de correction 36 qui arrondit ce débit à 10 la valeur la plus proche parmi un nombre limité de paliers de débit définis préalablement, pour obtenir un débit volumique corrigé Qv cor. Pour simplifier les calculs, le nombre de paliers de débit ne dépasse pas 20. Avantageusement, on choisit pour une gamme de débit allant jusqu'à 8m3/h pour chaque module 4, 16 paliers pour les débits volumiques corrigés 15 Qv cor allant de 0.5 à 8m3/h, qui sont régulièrement espacés suivant un pas de 0.5 m3/h. De cette manière on limite le nombre de choix disponibles, ce qui facilite les calculs et réduit le temps mis pour les effectuer. On simplifie aussi le calculateur nécessaire pour contenir les données en mémoire et pour réaliser ces calculs.The cooling air flow required for each module 4, which is given by its blower 6, must be adapted according to the heat energy released by the electrochemical cells 22 during operation. However, all the blowers 6 pushing the air in a common collector 8, there is interference in this collector between the different flow rates from each blower. It is then necessary to individually adapt the electric power of these blowers 6 to obtain in each module 4 the requested air flow rate. FIG. 3 shows the control principle of the control method of the cooling system, comprising the establishment of a set temperature 30 for the modules 4, which depends in particular on the information given by their temperature sensors. and current, in order to optimize the operation of the cells 22. The set temperature 30 is delivered to a comparator 32, which compares it with the highest temperature Tmax of the cells 22 of the battery system 1, to give a difference setpoint E. This setpoint deviation c is delivered to a proportional corrector 34 which multiplies it by a proportional gain value K. The proportional corrector 34 gives a flow rate Qv per blower, which is delivered to a correction function 36 which rounds this flow rate to the nearest value among a limited number of previously defined flow rate steps, to obtain a corrected volume flow Qv cor. To simplify the calculations, the number of flow rate steps does not exceed 20. Advantageously, for a flow range of up to 8m3 / h for each module 4, 16 steps are chosen for corrected volume flow rates 15 Qv cor ranging from 0.5 at 8m3 / h, which are regularly spaced following a step of 0.5 m3 / h. In this way we limit the number of choices available, which facilitates the calculations and reduces the time taken to perform them. It also simplifies the calculator needed to hold the data in memory and to perform these calculations.

20 Le débit volumique corrigé Qv cor est délivré à une fonction de cartographies 38, qui choisit la cartographie correspondant à cette valeur pour donner au système de batteries 1 une consigne individuelle de pilotage de chacun des pulseurs 6 en fonction de son positionnement dans ce système de batteries. En particulier la commande des pulseurs 6 peut être 25 du type « Pulse Width Modulation » (PWM), la consigne individuelle de pilotage des pulseurs indique alors une largeur des créneaux d'impulsion de courant, pour obtenir une puissance électrique variable. Chaque pulseur 6 fonctionne avec la puissance électrique spécifique dépendant de sa consigne de pilotage, de manière à obtenir rapidement et 30 de manière uniforme pour tous les modules 4 le débit volumique Qv cor prévu pour les refroidir, malgré le positionnement de ce module et les interférences dues à la mise en commun des différents flux d'air dans les collecteurs 8. Avantageusement, l'établissement des cartographies de la fonction de cartographies 38 est réalisé par une modélisation du système aéraulique et des simulations numériques, avec des validations par différents essais, pour établir les différentes cartographies correspondant chacune à un débit volumique corrigé Qv cor, qui couvre une plage de débits réels Qv. Le système de batteries 1 comprenant des capteurs de température des différentes cellules électrochimiques 22, délivre ces informations à une 10 fonction de température maximale 40, qui sélectionne la température des cellules la plus élevée Tmax pour la fournir au comparateur 32. La figure 4 présente en fonction du temps exprimé en seconde, la température des cellules 50 exprimée en °C, et le débit volumique corrigé Qv cor 52 pour chaque pulseur 6 exprimé en m3/h, qui est choisi parmi une 15 gamme de valeurs espacées chacune d'un pas de 0.5m3/h. La courbe de température 50 comporte au départ des pics d'élévation de température des cellules montant jusqu'à 42°C, qui demande pour le refroidissement des débits d'air élevés où la puissance maximum des pulseurs est requise. Le débit maximum de 9.5m3/h est atteint.The corrected volumetric flow rate Qv cor is delivered to a mapping function 38, which chooses the mapping corresponding to this value to give the battery system 1 an individual control setpoint for each of the blowers 6 as a function of its positioning in this system. batteries. In particular, the control of the blowers 6 can be of the "Pulse Width Modulation" (PWM) type, the individual blower control setpoint then indicates a width of the pulse current pulses, in order to obtain a variable electrical power. Each blower 6 operates with the specific electrical power dependent on its control setpoint, so as to obtain quickly and uniformly for all the modules 4 the volume flow Qv cor intended to cool them, despite the positioning of this module and interference due to the pooling of the different air flows in the collectors 8. Advantageously, the mapping of the mapping function 38 is performed by a modeling of the aeraulic system and numerical simulations, with validations by different tests, to establish the different maps each corresponding to a corrected volume flow Qv cor, which covers a range of actual flows Qv. The battery system 1 comprising temperature sensors of the different electrochemical cells 22, delivers this information to a maximum temperature function 40, which selects the highest cell temperature Tmax for supplying it to the comparator 32. FIG. time function expressed in seconds, the temperature of the cells 50 expressed in ° C, and the corrected volume flow rate Qv cor 52 for each blower 6 expressed in m3 / h, which is chosen from a range of values each spaced apart by one step 0.5m3 / h. The temperature curve 50 initially has rising temperature peaks of the cells rising up to 42 ° C, which requires for cooling high airflows where the maximum power of the blowers is required. The maximum flow rate of 9.5m3 / h is reached.

20 On a ensuite une régulation de la température autour de la valeur de 40.4°C, avec un petit écart de l'ordre de 0.1 °C, ce qui montre que l'utilisation d'un nombre limité de paliers pour le débit volumique des pulseurs est suffisante pour obtenir une régulation assez précise. On obtient ainsi un système de batteries comportant pour chaque 25 module des petit pulseurs comprenant un encombrement réduit, qui peuvent être choisis facilement dans des gammes de fabrication standard produites en grande série, dans des conditions économiques intéressantes. L'utilisation de collecteurs communs pour recevoir les flux d'air de refroidissement de chaque module permet de simplifier la conception et la 30 fabrication du système de batteries, le procédé de refroidissement suivant l'invention permettant d'obtenir de manière simple et efficace un contrôle suffisamment précis des débits d'air dans ces différents modules quelque soit le positionnement. Les performances ainsi que la durée de vie des cellules électrochimiques sont préservées. De plus en cas de variante du nombre de modules ou de leurs dispositions, il est facile de modifier les cartographies grâce au choix limité de paliers de débit volumique. Le procédé de contrôle suivant l'invention est avantageusement utilisé pour des systèmes de batteries comportant des cellules électrochimiques au lithium-ion nécessitant des conditions de fonctionnement précises. Il peut aussi être utilisé avec tous types de cellules demandant une régulation de la température.The temperature is then controlled around 40.4 ° C, with a small difference of about 0.1 ° C, which shows that the use of a limited number of bearings for the volume flow of the pulsators is sufficient to obtain a fairly precise regulation. A battery system is thus obtained comprising for each module small blowers with a small footprint, which can be easily selected in standard production lines produced in large series, under advantageous economic conditions. The use of common collectors to receive the cooling air flow of each module makes it possible to simplify the design and manufacture of the battery system, the cooling method according to the invention making it possible to obtain in a simple and effective manner a sufficiently precise control of airflows in these different modules whatever the positioning. The performances as well as the lifetime of the electrochemical cells are preserved. Moreover, in the case of a variant of the number of modules or their arrangements, it is easy to modify the mappings thanks to the limited choice of volume flow rate levels. The control method according to the invention is advantageously used for battery systems comprising lithium-ion electrochemical cells requiring precise operating conditions. It can also be used with all types of cells requiring temperature control.

Claims (10)

REVENDICATIONS1 - Procédé de contrôle d'un dispositif de refroidissement d'un système de batteries (1), notamment pour la traction d'un véhicule électrique ou hybride, comprenant différents modules (4) de cellules électrochimiques (22), et plusieurs pulseurs d'air (6) refroidissant par des circuits distincts ces modules, caractérisé en ce qu'il établit un nombre limité de paliers de débit volumique pour chaque pulseur d'air (6), et il associe à chaque besoin de refroidissement du système de batteries (1) une cartographie (38) définissant pour chaque pulseur une commande particulière choisie parmi le nombre limité de paliers de débit.CLAIMS1 - A method for controlling a cooling device of a battery system (1), in particular for the traction of an electric or hybrid vehicle, comprising different modules (4) of electrochemical cells (22), and several pulsators of air (6) cooling by separate circuits these modules, characterized in that it establishes a limited number of volume flow steps for each air blower (6), and it associates with each cooling need of the battery system (1) a mapping (38) defining for each blower a particular command selected from the limited number of flow stages. 2 - Procédé de contrôle du refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre limité de paliers de débit pour chaque pulseur d'air (6) ne dépasse pas 20 paliers.2 - A method of controlling the cooling according to claim 1, characterized in that the limited number of flow bearings for each air blower (6) does not exceed 20 steps. 3 - Procédé de contrôle du refroidissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les paliers de débit pour chaque pulseur d'air (6) comportent des valeurs régulièrement espacées afin de couvrir la plage de débit complète.3 - Process control cooling according to claim 1 or 2, characterized in that the flow bearings for each air blower (6) have regularly spaced values to cover the full flow range. 4 - Procédé de contrôle du refroidissement selon les revendications 2 20 et 3, caractérisé en ce que les paliers de débit comportent une gamme d'environ 16 paliers régulièrement répartis, pour atteindre un débit volumique maximum d'environ 8 à 10m3/h.4 - Cooling control method according to claims 2 and 3, characterized in that the flow bearings comprise a range of about 16 evenly distributed bearings, to achieve a maximum volume flow of about 8 to 10m3 / h. 5 - Procédé de contrôle du refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à chaque besoin de 25 refroidissement du système de batteries (1) défini par une demande de débit volumique (Qv), il fait correspondre un débit volumique corrigé (Qv cor) couvrant chacun une plage de ces demandes de débit, qui est pris parmi les paliers de débit volumique des pulseurs d'air (6).5 - Cooling control method according to any one of the preceding claims, characterized in that at each cooling need of the battery system (1) defined by a volume flow demand (Qv), it matches a flow rate corrected volume (Qv cor) each covering a range of these flow demands, which is taken from the volume flow rate increments of the air blowers (6). 6 - Procédé de contrôle du refroidissement selon la revendication 5, 30 caractérisé en ce qu'il établit la demande de débit volumique (Qv) par unecomparaison entre une température de consigne (30), et la température la plus élevée (Tmax) des cellules (22) du système de batteries (1).6 - Cooling control method according to claim 5, characterized in that it establishes the volume flow demand (Qv) by a comparison between a set temperature (30), and the highest temperature (Tmax) cells (22) of the battery system (1). 7 - Procédé de contrôle du refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la comparaison entre la température de consigne (30) et la température la plus élevée (Tmax) des cellules (22), est multipliée par une valeur de gain proportionnelle pour donner la demande de débit volumique (Qv).7 - Cooling control method according to claim 6, characterized in that the comparison between the set temperature (30) and the highest temperature (Tmax) of the cells (22) is multiplied by a proportional gain value for give the volume flow demand (Qv). 8 - Véhicule automobile du type électrique ou hybride, comportant pour la traction un système de batteries (1) équipé d'un dispositif de refroidissement, comprenant différents modules (4) de cellules électrochimiques (22) ainsi que plusieurs pulseurs d'air (6) refroidissant par des circuits distincts ces modules, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de contrôle du refroidissement réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.8 - Motor vehicle of the electric or hybrid type, comprising for traction a battery system (1) equipped with a cooling device, comprising different modules (4) of electrochemical cells (22) as well as several air blowers (6). ) Cooling by separate circuits these modules, characterized in that it comprises means implementing a cooling control method carried out according to any one of the preceding claims. 9 - Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque module (4) comporte son propre pulseur d'air (6), les flux d'air sortant de ces modules étant ensuite récupérés par des collecteurs communs (8).9 - Motor vehicle according to claim 8, characterized in that each module (4) has its own air blower (6), the air flows out of these modules are then recovered by common collectors (8). 10 - Véhicule automobile selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les cellules électrochimiques (22) comportent une technologie du type lithium-ion.10 - Motor vehicle according to claim 8 or 9, characterized in that the electrochemical cells (22) comprise a lithium-ion type technology.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050269994A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 Teruo Ishishita Cooling device of power supply
US20070072061A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Hideo Shimizu Power supply unit and method for cooling battery contained therein
US20070120537A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Controller for rechargeable battery and temperature estimation method and deterioration determination method for rechargeable battery
US20070298315A1 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Battery cooling device, battery cooling air flow control device, and computer readable medium
US20080251246A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 Honda Motor Co., Ltd. Cooling Structure For Batteries and Electrical Units
US20090249803A1 (en) * 2006-12-14 2009-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus and method for cooling electrical equipment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050269994A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 Teruo Ishishita Cooling device of power supply
US20070072061A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Hideo Shimizu Power supply unit and method for cooling battery contained therein
US20070120537A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Controller for rechargeable battery and temperature estimation method and deterioration determination method for rechargeable battery
US20070298315A1 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Battery cooling device, battery cooling air flow control device, and computer readable medium
US20090249803A1 (en) * 2006-12-14 2009-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus and method for cooling electrical equipment
US20080251246A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 Honda Motor Co., Ltd. Cooling Structure For Batteries and Electrical Units

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