FR3102718A1 - Process for cooling elements of a vehicle equipped with an electric motor - Google Patents
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Abstract
Procédé de refroidissement d’éléments d’un véhicule équipé d’un moteur électrique La présente invention a pour objet un procédé de refroidissement (100) d’éléments d’un véhicule automobile, les éléments comprenant au moins un moteur électrique, une batterie pour alimenter en énergie électrique le moteur électrique, au moins un onduleur et un chargeur embarqué. Le véhicule électrique est pourvu d’au moins un premier circuit de refroidissement du moteur électrique qui comprend une première pompe et d’un deuxième circuit de refroidissement de la batterie qui comprend une deuxième pompe et qui est associé à une boucle de climatisation comprenant au moins un compresseur. Le procédé de refroidissement (100) comprend un mode post-refroidissement (103) qui est activé après l’un quelconque d’un mode roulage du véhicule automobile (102), d’un mode de recharge batterie (104) et d’un mode pré-conditionnement thermique d’un habitacle (105), le mode post-refroidissement (103) comprenant une première phase (201) de surveillance de températures respectives des éléments par rapport à des températures-seuils. Figure 4Method for cooling components of a vehicle equipped with an electric motor The subject of the present invention is a method for cooling (100) components of a motor vehicle, the components comprising at least one electric motor, a battery for supplying electrical energy to the electric motor, at least one inverter and an on-board charger. The electric vehicle is provided with at least a first circuit for cooling the electric motor which comprises a first pump and with a second circuit for cooling the battery which comprises a second pump and which is associated with an air conditioning circuit comprising at least a compressor. The cooling method (100) includes a post-cooling mode (103) which is activated after any one of a motor vehicle driving mode (102), a battery charging mode (104) and a thermal pre-conditioning mode of a passenger compartment (105), the post-cooling mode (103) comprising a first phase (201) of monitoring the respective temperatures of the elements with respect to threshold temperatures. Figure 4
Description
La présente invention concerne un procédé de refroidissement d’éléments d’un véhicule automobile équipé d’au moins un moteur électrique.The present invention relates to a method for cooling elements of a motor vehicle equipped with at least one electric motor.
Un véhicule automobile hybride est couramment équipé d’un moteur électrique et d’un moteur à combustion interne pour permettre un déplacement du véhicule automobile. Le moteur électrique est alimenté en énergie électrique par l’intermédiaire d’une batterie qui est apte à délivrer une haute tension au moteur électrique par l’intermédiaire d’au moins un onduleur. Le véhicule automobile est aussi équipé d’un chargeur embarqué qui sert d’interface entre la batterie et une prise de recharge électrique de la batterie.A hybrid motor vehicle is commonly equipped with an electric motor and an internal combustion engine to allow movement of the motor vehicle. The electric motor is supplied with electrical energy via a battery which is able to deliver a high voltage to the electric motor via at least one inverter. The motor vehicle is also equipped with an on-board charger which serves as an interface between the battery and an electrical charging socket for the battery.
Le moteur électrique, les onduleurs et le chargeur embarqué s’échauffent au fur et à mesure de leur utilisation. Aussi, le véhicule automobile est équipé d’un premier circuit de refroidissement à l’intérieur duquel circule un premier liquide caloporteur pour échanger des calories avec le moteur électrique, les onduleurs et le chargeur embarqué, puis évacuer ces calories récupérées par l’intermédiaire d’un radiateur que comprend aussi le premier circuit de refroidissement.The electric motor, inverters and on-board charger heat up as they are used. Also, the motor vehicle is equipped with a first cooling circuit inside which circulates a first heat transfer liquid to exchange calories with the electric motor, the inverters and the on-board charger, then evacuate these calories recovered by means of a radiator that also includes the first cooling circuit.
Pour refroidir la batterie, le véhicule automobile est pourvu d’un deuxième circuit de refroidissement à l’intérieur duquel circule un deuxième liquide caloporteur. Le deuxième circuit de refroidissement comprend un échangeur thermique qui est agencé de telle sorte qu’à l’intérieur de l’échangeur thermique le deuxième liquide caloporteur échange des calories avec un fluide réfrigérant circulant à l’intérieur d’une boucle de climatisation.To cool the battery, the motor vehicle is provided with a second cooling circuit inside which circulates a second heat transfer liquid. The second cooling circuit comprises a heat exchanger which is arranged such that inside the heat exchanger the second heat transfer liquid exchanges calories with a refrigerant fluid circulating inside an air conditioning loop.
La boucle de climatisation comprend un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant, un condenseur pour échanger des calories avec un flux d’air extérieur, un organe de détente, un évaporateur pour refroidir un flux d’air intérieur, et l’échangeur thermique.The air conditioning loop includes a compressor to compress the refrigerant fluid, a condenser to exchange calories with an external air flow, an expansion device, an evaporator to cool an internal air flow, and the heat exchanger.
Le moteur électrique, les onduleurs et le chargeur embarqué d’une part, et la batterie d’autre part sont fortement sollicités et s’échauffent par effet Joule. Or, un état thermique de ces éléments a un rôle direct sur leurs performances respectives, et en conséquence sur une disponibilité du moteur électrique notamment.The electric motor, the inverters and the on-board charger on the one hand, and the battery on the other hand are highly stressed and heat up by the Joule effect. However, a thermal state of these elements has a direct role on their respective performance, and consequently on the availability of the electric motor in particular.
Les documents FR2973298, US20180019485 et US8119301 décrivent des procédés de refroidissement de certains de ces éléments, batterie notamment, qui prennent en compte une température d’un air extérieur au véhicule automobile ou bien qui concernent un véhicule automobile équipé d’une pile à combustible.The documents FR2973298, US20180019485 and US8119301 describe methods for cooling some of these elements, battery in particular, which take into account an air temperature outside the motor vehicle or which relate to a motor vehicle equipped with a fuel cell.
La présente invention vient améliorer la situation en proposant un procédé de refroidissement qui permet un refroidissement de l’ensemble des éléments susvisés, lorsque le véhicule automobile est à l’arrêt.The present invention improves the situation by proposing a cooling method which allows cooling of all of the aforementioned elements, when the motor vehicle is stationary.
Plus particulièrement, la présente invention propose d’assurer une surveillance de température des éléments nécessaires à la propulsion du véhicule automobile par rapport à une température-seuil de chacun de ces éléments. Il est proposé en parallèle de surveiller des informations relatives à un état d’un superviseur des modes thermiques du véhicule automobile, et notamment un mode dans lequel un groupe motopropulseur du véhicule automobile se trouve.More particularly, the present invention proposes to ensure temperature monitoring of the elements necessary for the propulsion of the motor vehicle with respect to a threshold temperature of each of these elements. It is proposed in parallel to monitor information relating to a state of a supervisor of the thermal modes of the motor vehicle, and in particular a mode in which a powertrain of the motor vehicle is located.
L’ensemble de ces informations sont corrélées par un calculateur ou machine d’états qui permet de basculer d’un mode thermique à un autre et d’enclencher le procédé de refroidissement adapté à ce mode thermique. Une première pompe d’un premier circuit de refroidissement, une deuxième pompe d’un deuxième circuit de refroidissement et un compresseur d’une boucle de climatisation sont pilotés dans cette phase de vie spécifique et permettent d’assurer un post-refroidissement de ces éléments.All of this information is correlated by a computer or state machine which makes it possible to switch from one thermal mode to another and to initiate the cooling process adapted to this thermal mode. A first pump of a first cooling circuit, a second pump of a second cooling circuit and a compressor of an air conditioning loop are controlled in this specific life phase and make it possible to ensure post-cooling of these elements .
La mise en œuvre d’un tel procédé permet d’assurer une efficacité du post-refroidissement des éléments des deux circuits de refroidissement, avant d’atteindre une situation dans laquelle une utilisation du moteur électrique est impossible, ce qui permet de privilégier une disponibilité en mode électrique ou hybride du véhicule automobile, et d’augmenter une durabilité des dits éléments des circuits de refroidissement en leur évitant une surchauffe importante.The implementation of such a method makes it possible to ensure effective post-cooling of the elements of the two cooling circuits, before reaching a situation in which use of the electric motor is impossible, which makes it possible to favor availability in electric or hybrid mode of the motor vehicle, and to increase the durability of said elements of the cooling circuits by preventing them from overheating significantly.
Un procédé de la présente invention est un procédé de refroidissement d’éléments d’un véhicule automobile. Les éléments comprennent au moins un moteur électrique, une batterie pour alimenter en énergie électrique le moteur électrique, au moins un onduleur et un chargeur embarqué. Le véhicule électrique est pourvu d’au moins un premier circuit de refroidissement du moteur électrique qui comprend une première pompe et d’un deuxième circuit de refroidissement de la batterie qui comprend une deuxième pompe et qui est associé à une boucle de climatisation comprenant au moins un compresseur.A method of the present invention is a method of cooling components of a motor vehicle. The elements comprise at least one electric motor, a battery for supplying electrical energy to the electric motor, at least one inverter and an on-board charger. The electric vehicle is provided with at least a first circuit for cooling the electric motor which comprises a first pump and with a second circuit for cooling the battery which comprises a second pump and which is associated with an air conditioning circuit comprising at least a compressor.
Selon la présente invention, le procédé de refroidissement comprend un mode post-refroidissement qui est activé après l’un quelconque d’un mode roulage du véhicule automobile, d’un mode de recharge batterie et d’un mode pré-conditionnement thermique d’un habitacle, le mode post-refroidissement comprenant une première phase de surveillance de températures respectives des éléments par rapport à des températures-seuils.According to the present invention, the cooling method comprises a post-cooling mode which is activated after any one of a driving mode of the motor vehicle, a battery charging mode and a thermal pre-conditioning mode of a passenger compartment, the post-cooling mode comprising a first phase of monitoring respective temperatures of the elements with respect to threshold temperatures.
Le procédé de la présente invention comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :The process of the present invention advantageously comprises any one at least of the following characteristics taken alone or in combination:
- la première phase est mise en œuvre pendant une première temporisation au cours de laquelle une mise en œuvre de la première pompe, de la deuxième pompe et du compresseur est réalisée si au moins une température respective des éléments est supérieure à une température-seuil.- the first phase is implemented during a first time delay during which an implementation of the first pump, the second pump and the compressor is carried out if at least one respective temperature of the elements is greater than a threshold temperature.
- au cours de la première temporisation, si les températures sont conjointement inférieures à la température-seuil, une deuxième phase du mode post-refroidissement est mise en œuvre pendant une deuxième temporisation au cours de laquelle un arrêt du compresseur est réalisé,- during the first time delay, if the temperatures are jointly below the threshold temperature, a second phase of the post-cooling mode is implemented during a second time delay during which the compressor is stopped,
- la deuxième phase est mise en œuvre à l’expiration de la première temporisation,- the second phase is implemented when the first timer expires,
- une troisième phase du mode post-refroidissement succédant à la deuxième phase est mise en œuvre pendant une troisième temporisation à la fin de laquelle une information d’alerte d’une fin du mode post-refroidissement est adressée à un superviseur des modes thermiques,- a third phase of the post-cooling mode succeeding the second phase is implemented during a third time delay at the end of which an alert information of an end of the post-cooling mode is sent to a supervisor of the thermal modes,
- un mode arrêt du véhicule automobile succède à la troisième phase,- a stop mode of the motor vehicle succeeds the third phase,
- le véhicule automobile est équipé d’un premier calculateur qui est apte à piloter une mise en œuvre de la première pompe, de la deuxième pompe et du compresseur,- the motor vehicle is equipped with a first computer which is able to control an implementation of the first pump, of the second pump and of the compressor,
- le véhicule automobile est équipé d’un deuxième calculateur comportant un superviseur des modes thermiques apte à contrôler le mode du véhicule automobile,- the motor vehicle is equipped with a second computer comprising a thermal mode supervisor capable of controlling the mode of the motor vehicle,
La présente invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’un tel premier calculateur et d’un tel deuxième calculateur pour la mise en œuvre d’un tel procédé de refroidissement.The present invention also relates to a motor vehicle equipped with such a first computer and such a second computer for the implementation of such a cooling method.
Le véhicule automobile est notamment un véhicule hybride équipé d’un moteur à combustion interne.The motor vehicle is in particular a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine.
Sur les figures 1 et 2, un véhicule automobile est équipé d’au moins un moteur électrique 1 pour permettre un déplacement du véhicule automobile. Le véhicule automobile est aussi préférentiellement équipé d’un moteur à combustion interne, non représenté sur les figures, pour permettre une propulsion du véhicule automobile. Autrement dit, le véhicule automobile est préférentiellement un véhicule hybride.In Figures 1 and 2, a motor vehicle is equipped with at least one electric motor 1 to allow movement of the motor vehicle. The motor vehicle is also preferably equipped with an internal combustion engine, not shown in the figures, to allow propulsion of the motor vehicle. In other words, the motor vehicle is preferably a hybrid vehicle.
Le moteur électrique 1 est alimenté en énergie électrique par l’intermédiaire d’au moins une batterie 2 qui est apte à délivrer une haute tension au moteur électrique 1 par l’intermédiaire d’au moins un onduleur 3, 4. De préférence, le véhicule automobile est équipé d’un onduleur avant 3 situé en une zone avant Z1 du véhicule automobile et d’un onduleur arrière 4 placé en une zone arrière Z2 du véhicule automobile.The electric motor 1 is supplied with electrical energy via at least one battery 2 which is capable of delivering a high voltage to the electric motor 1 via at least one inverter 3, 4. Preferably, the motor vehicle is equipped with a front inverter 3 located in a front zone Z1 of the motor vehicle and a rear inverter 4 placed in a rear zone Z2 of the motor vehicle.
Le véhicule automobile est aussi équipé d’un chargeur embarqué 5 qui sert d’interface entre la batterie 2 et une prise de recharge électrique de la batterie 2. Le chargeur embarqué 5 est notamment apte à convertir un courant alternatif en un courant continu pour charger la batterie 2. Le chargeur embarqué 5 est couramment dénommé par l’acronyme anglo-saxon chargeur OBC/DCDC.The motor vehicle is also equipped with an on-board charger 5 which serves as an interface between the battery 2 and an electrical charging socket for the battery 2. The on-board charger 5 is in particular capable of converting an alternating current into a direct current in order to charge the battery 2. The on-board charger 5 is commonly referred to by the Anglo-Saxon acronym OBC/DCDC charger.
Le moteur électrique 1, les onduleurs 3, 4 et le chargeur embarqué 5 tendent à s’échauffer au fur et à mesure de leur utilisation. Aussi, le véhicule automobile est équipé d’un premier circuit de refroidissement 11 à l’intérieur duquel circule un premier liquide caloporteur 21, tel que de l’eau glycolée ou analogue, pour échanger des calories avec le moteur électrique 1, les onduleurs 3, 4 et le chargeur embarqué 5, puis évacuer ces calories récupérées. Le premier circuit de refroidissement 11 comprend à cet effet une première pompe 31 pour faire circuler le premier fluide caloporteur 21 à l’intérieur du premier circuit de refroidissement 11.The electric motor 1, the inverters 3, 4 and the on-board charger 5 tend to heat up as they are used. Also, the motor vehicle is equipped with a first cooling circuit 11 inside which circulates a first heat transfer liquid 21, such as glycol water or the like, to exchange calories with the electric motor 1, the inverters 3 , 4 and the on-board charger 5, then evacuate these recovered calories. The first cooling circuit 11 comprises for this purpose a first pump 31 to circulate the first heat transfer fluid 21 inside the first cooling circuit 11.
Le premier circuit de refroidissement 11 comprend aussi un radiateur 6 qui est agencé pour échanger de calories avec un premier flux d’air extérieur 41 et refroidir de ce fait le premier fluide caloporteur 21 présent à l’intérieur du radiateur 6. Le radiateur 6 est par exemple équipé d’un groupe moto-ventilateur 7 pour faire circuler le premier flux d’air extérieur 41 à travers le radiateur 6 et d’au moins un volet 8 pour autoriser ou interdire une telle circulation.The first cooling circuit 11 also includes a radiator 6 which is arranged to exchange calories with a first flow of outside air 41 and thereby cool the first heat transfer fluid 21 present inside the radiator 6. The radiator 6 is for example equipped with a fan motor unit 7 to circulate the first flow of outside air 41 through the radiator 6 and at least one flap 8 to authorize or prohibit such circulation.
A l’intérieur du premier circuit de refroidissement 11, le premier fluide caloporteur 21 circule depuis le moteur électrique 1, où le premier fluide caloporteur 21 se charge en calories, vers le radiateur 6 à l’intérieur duquel le premier fluide caloporteur 21 cède des calories au premier flux d’air extérieur 41. Puis, le premier fluide caloporteur 21 circule vers la première pompe 31, puis le premier fluide caloporteur 21 circule vers l’onduleur avant 3 au contact duquel le premier fluide caloporteur 21 se charge en calories, puis le premier fluide caloporteur 21 circule vers le chargeur embarqué 5 auprès duquel le premier fluide caloporteur 21 se charge en calories, puis le premier fluide caloporteur 21 circule vers l’onduleur arrière 4 où le premier fluide caloporteur 21 se charge en calories pour retourner ensuite au moteur électrique 1. Autrement dit, le premier circuit de refroidissement 11 est agencé de manière à ce que le premier fluide caloporteur 21 capte des calories au moteur électrique 1, aux onduleurs 3, 4 et au chargeur embarqué 5 et cède des calories au premier flux d’air extérieur 41 au niveau du radiateur 6. Le premier circuit de refroidissement 11 est couramment dénommé circuit basse température.Inside the first cooling circuit 11, the first heat transfer fluid 21 circulates from the electric motor 1, where the first heat transfer fluid 21 is loaded with calories, towards the radiator 6 inside which the first heat transfer fluid 21 yields calories to the first flow of outside air 41. Then, the first heat transfer fluid 21 circulates towards the first pump 31, then the first heat transfer fluid 21 circulates towards the front inverter 3 in contact with which the first heat transfer fluid 21 is loaded with calories, then the first heat transfer fluid 21 circulates towards the on-board charger 5 from which the first heat transfer fluid 21 is charged with calories, then the first heat transfer fluid 21 circulates towards the rear inverter 4 where the first heat transfer fluid 21 is charged with calories to then return to the electric motor 1. In other words, the first cooling circuit 11 is arranged so that the first heat transfer fluid 21 captures calories from the electric motor 1, the inverters 3, 4 and the on-board charger 5 and transfers calories to the first flow of outside air 41 at the level of the radiator 6. The first cooling circuit 11 is commonly referred to as a low temperature circuit.
On note par ailleurs que le chargeur embarqué 5, l’onduleur arrière 4 et le moteur électrique 1 sont préférentiellement situés à l’intérieur de la zone arrière Z2 du véhicule automobile tandis que le radiateur 6, la première pompe 31 et l’onduleur avant 3 sont notamment placés à l’intérieur de la zone avant Z1 du véhicule automobile.It is also noted that the on-board charger 5, the rear inverter 4 and the electric motor 1 are preferably located inside the rear zone Z2 of the motor vehicle while the radiator 6, the first pump 31 and the front inverter 3 are in particular placed inside the front zone Z1 of the motor vehicle.
Pour refroidir la batterie 2, le véhicule automobile est pourvu d’un deuxième circuit de refroidissement 12 à l’intérieur duquel circule un deuxième liquide caloporteur 22, eau glycolé ou analogue. Le deuxième circuit de refroidissement 22 comprend une deuxième pompe 32 pour faire circuler le deuxième liquide caloporteur 22 à l’intérieur du deuxième circuit de refroidissement 12 et un échangeur thermique 9 qui est agencé de telle sorte qu’à l’intérieur de l’échangeur thermique 9 le deuxième liquide caloporteur 22 échange des calories avec un fluide réfrigérant 23, dioxyde de carbone ou analogue, circulant à l’intérieur d’une boucle de climatisation 13.To cool the battery 2, the motor vehicle is provided with a second cooling circuit 12 inside which circulates a second heat transfer liquid 22, glycol water or the like. The second cooling circuit 22 comprises a second pump 32 for circulating the second heat transfer liquid 22 inside the second cooling circuit 12 and a heat exchanger 9 which is arranged such that inside the heat exchanger thermal 9 the second heat transfer liquid 22 exchanges calories with a coolant 23, carbon dioxide or the like, circulating inside an air conditioning loop 13.
A l’intérieur du deuxième circuit de refroidissement 12, le deuxième liquide caloporteur 22 circule depuis la batterie 2, où le deuxième fluide caloporteur 22 se charge en calories, vers la deuxième pompe 32, puis vers l’échangeur thermique 9 à l’intérieur duquel le deuxième fluide caloporteur 22 cède des calories au fluide réfrigérant 23 présent à l’intérieur de l’échangeur thermique 9, puis retourne vers la batterie 2. Autrement dit, le deuxième circuit de refroidissement 12 est agencé de manière à ce que le deuxième fluide caloporteur 22 capte des calories à la batterie 2 et cède des calories au fluide réfrigérant 23 au niveau de l’échangeur thermique 9. Le deuxième circuit de refroidissement 12 est couramment dénommé circuit très basse température.Inside the second cooling circuit 12, the second heat transfer liquid 22 circulates from the battery 2, where the second heat transfer fluid 22 is loaded with calories, to the second pump 32, then to the heat exchanger 9 inside which the second heat transfer fluid 22 transfers calories to the refrigerant fluid 23 present inside the heat exchanger 9, then returns to the battery 2. In other words, the second cooling circuit 12 is arranged so that the second heat transfer fluid 22 captures heat from battery 2 and transfers heat to coolant 23 at heat exchanger 9. Second cooling circuit 12 is commonly referred to as a very low temperature circuit.
La boucle de climatisation 13 comprend un compresseur 10 pour comprimer le fluide réfrigérant 23, un condenseur 14 pour échanger des calories avec un deuxième flux d’air extérieur 42 à pression constante, un organe de détente 15 à l’intérieur duquel le fluide réfrigérant 23 subit une détente, un évaporateur 16 pour refroidir un flux d’air intérieur 43 destiné à être délivré à l’intérieur d‘un habitacle du véhicule automobile, et l’échangeur thermique 9. L’évaporateur 16 et l’échangeur thermique 9 sont montés en parallèle l’un de l’autre.The air conditioning loop 13 comprises a compressor 10 to compress the refrigerant fluid 23, a condenser 14 to exchange calories with a second flow of outside air 42 at constant pressure, an expansion device 15 inside which the refrigerant fluid 23 undergoes expansion, an evaporator 16 for cooling an interior air flow 43 intended to be delivered inside a passenger compartment of the motor vehicle, and the heat exchanger 9. The evaporator 16 and the heat exchanger 9 are mounted in parallel to each other.
A l’intérieur de la boucle de climatisation 13, le fluide réfrigérant 23 circule depuis le compresseur 10 vers le condenseur 14, puis vers l’organe de détente 15, puis, soit vers l’échangeur thermique 9, soit vers l’évaporateur 16, puis retourne au compresseur 10.Inside the air conditioning loop 13, the refrigerant 23 circulates from the compressor 10 to the condenser 14, then to the expansion device 15, then either to the heat exchanger 9 or to the evaporator 16 , then returns to Compressor 10.
Le moteur électrique 1, les onduleurs 3, 4 et le chargeur embarqué 5 d’une part, et la batterie 2 d’autre part sont fortement sollicités et s’échauffent par effet Joule. Or, un état thermique d’éléments 1, 2, 3, 4, 5, tels que le moteur électrique 1, la batterie 2, les onduleurs 3, 4 et le chargeur embarqué 5, a un rôle direct sur leurs performances respectives, et en conséquence sur une disponibilité du moteur électrique 1 notamment.The electric motor 1, the inverters 3, 4 and the on-board charger 5 on the one hand, and the battery 2 on the other hand are highly stressed and heat up by the Joule effect. However, a thermal state of elements 1, 2, 3, 4, 5, such as the electric motor 1, the battery 2, the inverters 3, 4 and the on-board charger 5, has a direct role on their respective performance, and consequently on an availability of the electric motor 1 in particular.
Le premier circuit de refroidissement 11, le deuxième circuit de refroidissement 12 et la boucle de climatisation 13 forment conjointement un système de refroidissement 50 dont une mise en œuvre est contrôlée par un système de contrôle-commande 60 illustré sur la figure 3. Le système de contrôle-commande 60 est embarqué à l’intérieur d’un premier calculateur 61, tel qu’un calculateur du chargeur embarqué 5, qui est apte à piloter une mise en œuvre de la première pompe 31, de la deuxième pompe 32 et du compresseur 10.The first cooling circuit 11, the second cooling circuit 12 and the air conditioning loop 13 together form a cooling system 50, one implementation of which is controlled by a control-command system 60 illustrated in FIG. 3. The cooling system control-command 60 is embedded inside a first computer 61, such as a computer of the on-board charger 5, which is capable of controlling an implementation of the first pump 31, of the second pump 32 and of the compressor 10.
Le véhicule automobile est équipé d’un superviseur des modes thermiques 63 qui est embarqué à l’intérieur d’un deuxième calculateur 62, tel qu’une unité de contrôle du véhicule automobile couramment dénommé d’après l’acronyme anglo-saxon VCU. Le superviseur des modes thermiques 63 renseigne le premier calculateur 61 sur des modes du véhicule automobile tel qu’un mode arrêt du véhicule automobile 101, un mode roulage du véhicule automobile 102, un mode post-refroidissement 103, un mode de recharge batterie 104 et un mode pré-conditionnement thermique de l’habitacle 105.The motor vehicle is equipped with a thermal mode supervisor 63 which is embedded inside a second computer 62, such as a motor vehicle control unit commonly referred to by the acronym VCU. The thermal mode supervisor 63 informs the first computer 61 about modes of the motor vehicle such as a stop mode of the motor vehicle 101, a driving mode of the motor vehicle 102, a post-cooling mode 103, a battery charging mode 104 and a thermal pre-conditioning mode of the passenger compartment 105.
Il est possible de passer du mode arrêt du véhicule automobile 101 au mode roulage du véhicule automobile 102, du mode arrêt du véhicule automobile 101 au mode de recharge batterie 104 ainsi que du mode arrêt du véhicule automobile 101 au mode pré-conditionnement thermique de l’habitacle 105.It is possible to switch from the stop mode of the motor vehicle 101 to the driving mode of the motor vehicle 102, from the stop mode of the motor vehicle 101 to the battery charging mode 104 as well as from the stop mode of the motor vehicle 101 to the thermal pre-conditioning mode of the vehicle. cockpit 105.
Il est également possible de passer du mode roulage du véhicule automobile 102 au mode post-refroidissement 103, du mode de recharge batterie 104 au mode post-refroidissement 103 et du mode pré-conditionnement thermique de l’habitacle 105 au mode post-refroidissement 103.It is also possible to switch from the driving mode of the motor vehicle 102 to the post-cooling mode 103, from the battery charging mode 104 to the post-cooling mode 103 and from the thermal pre-conditioning mode of the passenger compartment 105 to the post-cooling mode 103 .
En effet, on comprend qu’une absence de refroidissement et/ou de post-refroidissement de ces éléments 1, 2, 3, 4, 5 conduit à un endommagement de ces éléments 1, 2, 3, 4, 5, voire à une surchauffe aggravée de ces éléments 1, 2, 3, 4, 5. On comprend que le post-refroidissement de ces éléments 1, 2, 3, 4, 5 est un refroidissement qui intervient après un arrêt du véhicule automobile, qui se trouve donc immobilisé.Indeed, it is understood that a lack of cooling and/or post-cooling of these elements 1, 2, 3, 4, 5 leads to damage to these elements 1, 2, 3, 4, 5, or even to a aggravated overheating of these elements 1, 2, 3, 4, 5. It is understood that the post-cooling of these elements 1, 2, 3, 4, 5 is a cooling which occurs after the motor vehicle has stopped, which is therefore immobilized.
Aussi, la présente invention propose un procédé de refroidissement 100 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 qui comprend systématiquement le mode post-refroidissement 103 des éléments 1, 2, 3, 4, 5, après le mode roulage du véhicule automobile 102, après le mode recharge batterie 104 et/ou après le mode pré-conditionnement thermique de l’habitacle 105 du véhicule automobile.Also, the present invention proposes a cooling method 100 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 which systematically includes the post-cooling mode 103 of the elements 1, 2, 3, 4, 5, after the driving mode of the motor vehicle 102, after the battery recharge mode 104 and/or after the thermal pre-conditioning mode of the passenger compartment 105 of the motor vehicle.
Par exemple, lorsque le véhicule automobile est à l’arrêt et lorsque le véhicule automobile est branché pour le rechargement de la batterie 2, le mode recharge batterie 104 est activé. Ainsi, le système de refroidissement 50 permet un refroidissement des éléments 1, 2, 3, 4, 5. A la fin de la recharge de la batterie 2, le mode post-refroidissement 103 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 est obligatoirement activé avant de passer en mode arrêt du véhicule automobile 101.For example, when the motor vehicle is stationary and when the motor vehicle is plugged in to recharge the battery 2, the battery recharge mode 104 is activated. Thus, the cooling system 50 allows cooling of the elements 1, 2, 3, 4, 5. At the end of the recharging of the battery 2, the post-cooling mode 103 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 is necessarily activated before going into stop mode of the motor vehicle 101.
Par exemple encore, lorsque le véhicule automobile est à l’arrêt et lorsque qu’une demande de pré-conditionnement de la cabine du véhicule automobile par un utilisateur du véhicule automobile est effectuée, le mode pré-conditionnement thermique de l’habitacle 105 est activé. A la fin du pré-conditionnement thermique de l’habitacle, le mode post-refroidissement 103 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 est obligatoirement activé avant de passer en mode arrêt du véhicule automobile 101.For example again, when the motor vehicle is stationary and when a request for pre-conditioning of the cabin of the motor vehicle by a user of the motor vehicle is made, the thermal pre-conditioning mode of the passenger compartment 105 is activated. At the end of the thermal pre-conditioning of the passenger compartment, the post-cooling mode 103 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 is necessarily activated before switching to stop mode of the motor vehicle 101.
Par exemple encore, après chaque roulage du véhicule automobile, le mode post-refroidissement 103 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 est obligatoirement activé avant de passer en mode arrêt du véhicule automobile 101.For example again, after each drive of the motor vehicle, the post-cooling mode 103 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 is necessarily activated before switching to stop mode of the motor vehicle 101.
A partir des informations transmises au premier calculateur 61 par le superviseur des modes thermiques 63, qui détecte le véhicule automobile est en phase de désactivation, en fin de recharge batterie ou en fin de pré-conditionnement de l’habitacle, le mode post-refroidissement 103 est activé.From the information transmitted to the first computer 61 by the thermal mode supervisor 63, which detects the motor vehicle is in the deactivation phase, at the end of battery charging or at the end of pre-conditioning of the passenger compartment, the post-cooling mode 103 is activated.
Le mode post-refroidissement 103 comprend une première phase 201, suivie d’une deuxième phase 202 qui est elle-même suivie d’une troisième phase 203.The post-cooling mode 103 comprises a first phase 201, followed by a second phase 202 which is itself followed by a third phase 203.
En se reportant également sur la figure 4, au cours de la première phase 201, une première temporisation 210 est activée. La première temporisation 210 est par exemple de l’ordre de 590 secondes. Une première information 301 informe le deuxième calculateur 62, et plus particulièrement le superviseur des modes thermiques 63, qu’une demande de post-refroidissement est en cours. La première phase 201 comporte une phase de surveillance 400 de températures respectives T1, T2, T3, T4, T5 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 par rapport à des températures-seuils T’1, T’2, T’3, T’4, T’5, tel que cela est illustré sur la figure 5. Ainsi, on compare une première température T1 du moteur électrique 1 à une première température-seuil T’1, et on compare une deuxième température T2 de la batterie 2 à une deuxième température-seuil T’2, et on compare une troisième température T3 de l’onduleur avant 3 à une troisième température-seuil T’3, et on compare une quatrième température T4 de l’onduleur arrière 4 à une quatrième température-seuil T’4, et on compare une cinquième température T5 du chargeur embarqué 5 à une cinquième température-seuil T’5.Referring also to Figure 4, during the first phase 201, a first timer 210 is activated. The first time delay 210 is for example of the order of 590 seconds. A first piece of information 301 informs the second computer 62, and more particularly the thermal mode supervisor 63, that a post-cooling request is in progress. The first phase 201 comprises a monitoring phase 400 of respective temperatures T1, T2, T3, T4, T5 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 with respect to threshold temperatures T'1, T'2, T' 3, T'4, T'5, as illustrated in FIG. 5. Thus, a first temperature T1 of the electric motor 1 is compared with a first threshold temperature T'1, and a second temperature T2 of the battery 2 with a second temperature-threshold T'2, and a third temperature T3 of the front inverter 3 is compared with a third temperature-threshold T'3, and a fourth temperature T4 of the rear inverter 4 is compared with a fourth threshold temperature T'4, and a fifth temperature T5 of the on-board charger 5 is compared with a fifth threshold temperature T'5.
Tant que, lors d’une première phase d’analyse 401, la deuxième température T2 de la batterie 2 n’est pas inférieure à la deuxième température-seuil T’2, et tant que la troisième température T3 de l’onduleur avant 3 n’est pas inférieure à une troisième température-seuil T’3, et tant que la quatrième température T4 de l’onduleur arrière 4 n’est pas inférieure à la quatrième température-seuil T’4, et tant que, de plus, lors d’une deuxième phase d’analyse 402, de plus, la première température T1 du moteur électrique 1 n’est pas inférieure à la première température-seuil T’1, et la cinquième température T5 du chargeur embarqué 5 n’est pas inférieure à la cinquième température-seuil T’5, alors la première information 301 qu’une demande de post-refroidissement est en cours est maintenue. Autrement dit, la première temporisation 210 est maintenue tant que les températures T1, T2, T3, T4, T5 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 ne sont pas inférieures respectivement aux températures-seuils T’1, T’2, T’3, T’4, T’5. En effet, cela signifie que l’ensemble des éléments 1, 2, 3, 4, 5 ne sont pas encore suffisamment refroidis.As long as, during a first analysis phase 401, the second temperature T2 of the battery 2 is not lower than the second threshold temperature T′2, and as long as the third temperature T3 of the front inverter 3 is not lower than a third temperature-threshold T'3, and as long as the fourth temperature T4 of the rear inverter 4 is not lower than the fourth temperature-threshold T'4, and as long as, moreover, during a second analysis phase 402, moreover, the first temperature T1 of the electric motor 1 is not lower than the first threshold temperature T'1, and the fifth temperature T5 of the on-board charger 5 is not lower than the fifth temperature-threshold T'5, then the first information 301 that a post-cooling request is in progress is maintained. In other words, the first time delay 210 is maintained as long as the temperatures T1, T2, T3, T4, T5 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 are not respectively lower than the threshold temperatures T'1, T'2, T'3, T'4, T'5. Indeed, this means that all of the elements 1, 2, 3, 4, 5 are not yet sufficiently cooled.
Si, lors de la première phase d’analyse 401, la deuxième température T2 de la batterie 2 est inférieure à la deuxième température-seuil T’2, et si la troisième température T3 de l’onduleur avant 3 est inférieure à une troisième température-seuil T’3, et si la quatrième température T4 de l’onduleur arrière 4 est inférieure à la quatrième température-seuil T’4, et si, de plus, lors de la deuxième phase d’analyse 402, de plus, la première température T1 du moteur électrique 1 est inférieure à la première température-seuil T’1, et la cinquième température T5 du chargeur embarqué 5 est inférieure à la cinquième température-seuil T’5, alors on passe de la première phase 201 à la deuxième phase 202. Autrement dit, la première temporisation 210 est interrompue si les températures T1, T2, T3, T4, T5 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 deviennent ensemble respectivement inférieures aux températures-seuils T’1, T’2, T’3, T’4, T’5. En effet, cela signifie que l’ensemble des éléments 1, 2, 3, 4, 5 sont suffisamment refroidis.If, during the first analysis phase 401, the second temperature T2 of the battery 2 is lower than the second threshold temperature T′2, and if the third temperature T3 of the front inverter 3 is lower than a third temperature -threshold T'3, and if the fourth temperature T4 of the rear inverter 4 is lower than the fourth temperature-threshold T'4, and if, moreover, during the second phase of analysis 402, moreover, the first temperature T1 of the electric motor 1 is lower than the first temperature-threshold T'1, and the fifth temperature T5 of the on-board charger 5 is lower than the fifth temperature-threshold T'5, then one passes from the first phase 201 to the second phase 202. In other words, the first time delay 210 is interrupted if the temperatures T1, T2, T3, T4, T5 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 together become respectively lower than the threshold temperatures T'1, T' 2, T'3, T'4, T'5. Indeed, this means that all the elements 1, 2, 3, 4, 5 are sufficiently cooled.
La première temporisation 210 s’écoule jusqu’à la fin de la première temporisation 210 si les températures T1, T2, T3, T4, T5 des éléments 1, 2, 3, 4, 5 restent supérieures aux températures-seuils T’1, T’2, T’3, T’4, T’5.The first time delay 210 runs until the end of the first time delay 210 if the temperatures T1, T2, T3, T4, T5 of the elements 1, 2, 3, 4, 5 remain above the threshold temperatures T'1, T'2, T'3, T'4, T'5.
Au cours de la deuxième phase 202, une deuxième temporisation 220 est activée. La deuxième temporisation 220 est par exemple de l’ordre de 10 secondes. Lors de la deuxième phase 202, une deuxième information 302 de demande d’arrêt du compresseur 10 est générée. La deuxième temporisation 220 permet de s’assurer d’un arrêt correct du compresseur 10.During the second phase 202, a second timer 220 is activated. The second time delay 220 is for example of the order of 10 seconds. During the second phase 202, a second piece of information 302 requesting the compressor 10 to be stopped is generated. The second time delay 220 makes it possible to ensure correct stopping of the compressor 10.
A la fin de la troisième phase 203, une information d’alerte 303 marquant le fait d’une part que le mode post-refroidissement 103 est complètement terminé, et que d’autre part toutes les phases précédentes 201, 202 ont été correctement effectuées, est renvoyé au superviseur des modes thermiques 63. Une troisième temporisation 230 est activée afin de maintenir la première information 301 en raison du fait que le deuxième calculateur 62 comportant le superviseur des modes thermiques 63 est distant du premier calculateur 61. La troisième temporisation 230 est par exemple de l’ordre de quelques secondes. A l’issue de la troisième temporisation 230, le mode arrêt du véhicule automobile 101 est activé.At the end of the third phase 203, an alert information 303 marking the fact on the one hand that the post-cooling mode 103 is completely finished, and that on the other hand all the previous phases 201, 202 have been correctly carried out , is returned to the thermal mode supervisor 63. A third timer 230 is activated in order to maintain the first information 301 due to the fact that the second computer 62 comprising the thermal mode supervisor 63 is distant from the first computer 61. The third timer 230 is for example of the order of a few seconds. At the end of the third time delay 230, the stop mode of the motor vehicle 101 is activated.
La deuxième information 302 est nécessaire car on peut avoir une demande de post-refroidissement en cours mais ne peut aller jusqu’au bout de cette démarche si l’état du superviseur des modes thermiques 63 change et transite vers un autre mode. Dans ce cas précis, on ne renvoie pas la deuxième information 302 et la première information 301 d’un besoin de post-refroidissement redevient nulle.The second piece of information 302 is necessary because there may be a request for post-cooling in progress but cannot complete this process if the state of the thermal mode supervisor 63 changes and passes to another mode. In this specific case, the second information 302 is not returned and the first information 301 of a need for post-cooling becomes zero again.
Sur la figure 6, sont représentés successivement de bas en haut des graphes G1, G2, G3, G4, G5, G6 illustrant en ordonnées des résultats du procédé de refroidissement 100 selon une même échelle de temps en abscisse.In FIG. 6, are represented successively from bottom to top graphs G1, G2, G3, G4, G5, G6 illustrating on the ordinate the results of the cooling process 100 according to the same time scale on the abscissa.
Sur un premier graphe G1, est représenté un état du superviseur des modes thermiques 63 dans lequel ce dernier passe d’un état 1 à un état 2 lorsqu’une demande de post-refroidissement est générée.On a first graph G1, is represented a state of the thermal mode supervisor 63 in which the latter changes from a state 1 to a state 2 when a post-cooling request is generated.
Sur un deuxième graphe G2, on identifie les trois phases successives 201, 202, 203 du mode post-refroidissement 103.On a second graph G2, the three successive phases 201, 202, 203 of the post-cooling mode 103 are identified.
Sur un troisième graphe G3, est représenté un décompte de la première temporisation 210.On a third graph G3, a countdown of the first time delay 210 is shown.
Sur un quatrième graphe G4, est représenté un décompte de la deuxième temporisation 220.On a fourth graph G4, a countdown of the second timer 220 is shown.
Sur un cinquième graphe G5, est représenté un décompte de la troisième temporisation 230.On a fifth graph G5, a countdown of the third timer 230 is shown.
Sur un sixième graphe G6, est représentée la première information 301 relative au fait qu’une demande de post-refroidissement est en cours.On a sixth graph G6, is represented the first information 301 relating to the fact that a post-cooling request is in progress.
Sur un septième graphe G7, est représentée la deuxième information 302 relative au fait qu’une information d’alerte 303 marquant le fait d’une part que le mode post-refroidissement 103 est complètement terminé, et que d’autre part toutes les phases précédentes 201, 202 ont été correctement effectuées.On a seventh graph G7, is represented the second information 302 relating to the fact that an alert information 303 marking the fact on the one hand that the post-cooling mode 103 is completely finished, and that on the other hand all the phases previous 201, 202 have been correctly performed.
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