[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2012517661A - 電池用の熱管理の方法 - Google Patents

電池用の熱管理の方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012517661A
JP2012517661A JP2011548744A JP2011548744A JP2012517661A JP 2012517661 A JP2012517661 A JP 2012517661A JP 2011548744 A JP2011548744 A JP 2011548744A JP 2011548744 A JP2011548744 A JP 2011548744A JP 2012517661 A JP2012517661 A JP 2012517661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
set point
temperature
thermal management
difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011548744A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012517661A5 (ja
Inventor
ファビアン、ガベン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VEHICULES ELECTRIQUES Sas Ste
Original Assignee
VEHICULES ELECTRIQUES Sas Ste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VEHICULES ELECTRIQUES Sas Ste filed Critical VEHICULES ELECTRIQUES Sas Ste
Publication of JP2012517661A publication Critical patent/JP2012517661A/ja
Publication of JP2012517661A5 publication Critical patent/JP2012517661A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本発明は、電力を生成するための複数の素子（２）を含む電池（１）内の熱を管理するための方法に関し、方法は、前記電池（１）を外部電源から再充電する際に、前記電池を、平均温度Ｔ０に事前調整すること、および、前記電池を使用する際に、前記電池の温度Ｔ０と平均温度Ｔの差の絶対値ΔＴ２を決定すること、を含み、前記方法は、差ΔＴ２が、設定点Ｃ２よりも大きい場合、電池の熱調整装置を起動することを含み、前記設定点は、前記電池の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）に基づき規定される。

Description

本発明は、電池用の熱管理の方法に関し、この電池は、特に、電気またはハイブリッド自動車、すなわち駆動輪を駆動する電気モータを、これらの車輪あるいは他の駆動輪を駆動する熱機関と組み合わせて備える自動車のトラクションを対象とするものである。
特に、本発明は、トラクションチェーンの完全な電化にまで及び得る、熱自動車の高度のハイブリッド化に適用される。この場合、電池は、単に自動車を加速段階において補助する働きをするだけでなく、短距離または長距離にわたって、自律的に自動車の移動を提供する。
電池は、他の技術分野、例えば、他の輸送の形態、特に航空学における、電気エネルギーの保存においても、その適用を見出す。さらに、風車等での定置適用においても、本発明に係る電池の熱管理を、有利に用いることができる。
当該の適用に必要とされる電力および／またはエネルギーのレベルを保証するために、直列に搭載可能な複数の電気エネルギー生成素子を備える電池を作ることが必要である。
生成素子は、従来、少なくとも１つの、例えばリチウムイオンまたはリチウムポリマー型の電気化学セルを備え、セルは、カソードおよびアノードとして連続的に動作する、電気的活性層のスタックにより形成することができ、前記層は、電解液によって接触状態におかれる。
しかし、これら素子が充電および放電される際に、熱が生成され、熱は、制御されていない場合、素子の寿命を減少させることがあり、極端な条件下では、電池の劣化をもたらす、セルの特定の化学成分の熱暴走のリスクをも呈することがある。
したがって、電池の安全性、性能、および寿命を最適化するために、素子を熱調整するためのシステムが、電池に一体化されており、前記電池の温度を、最適温度範囲内に維持する。
さらに、考えられる自動車での適用において、これらのシステムは、非常に効率的でなければならず、それは、熱放散ピークが、電流密度およびその変動に依存するからであり、電流密度およびその変動は、特に強い加速、回生ブレーキの段階、電池の急速な再充電、または電気モードでの公道運転の間に、非常に高い値に達することがある。加えて、その熱生成交換表面対体積比が減少する、厚い素子を用いる高エネルギー電池は、したがって、特に効率的なやり方で冷却しなければならない。
特に、熱調整システムは、基本的に生成素子の周りに形成されるチャンバを備えることができ、チャンバ内では、前記素子と熱交換するための流体が循環する。加えて、熱調整を提供するために、既知のシステムは、循環する流体を加熱するための装置および／または冷却するための装置を備える。これにより、流体を熱調整すること、および前記流体の連続する流れを、素子の周りで循環させることにより、電池の熱調整を行うことができる。
しかし、この熱管理戦略は、素子内の温度勾配の出現をもたらし、この温度勾配の振幅は、高エネルギー電池では大きく、それは特に、
−流体と素子の間の温度の差、
−素子の厚さ、
−素子のコアと流体の間の、熱伝導特性、
−使用中の素子により放出される熱出力、
に依存するためである。
しかし、温度勾配が大きくなりすぎると、この温度勾配は、素子の熱的不均衡を起こし、これは、電池の安全性および寿命に関するリスクをもたらす。実際に、素子内の局部的な内部容量および抵抗は、素子の局部温度に依存する。素子の電気化学は、よって、異なるやり方でストレスを受ける可能性があり、局部的な過度のストレスが、劣化現象の加速をもたらし得る。
さらに、電池の熱調整は、車両上で電気エネルギーのかなりの部分を消費する。この余分なエネルギー消費は、電気自動車の自律性の損失の原因となる。適用の対象とされる自律性を保存するために、電池を大型化することにより、この余分な消費を補償することが必要な場合があり、これは、純粋に経済的な観点からは、費用効率が高くない。
加えて、高エネルギーＬｉ−ｉｏｎ電池素子は、温度に非常に敏感な内部抵抗を有する。この特性のために、電気自動車用の電池の自律性および性能を、寒い気候の中で保つべき場合、熱調整システムによってそれらを加熱することが必要となる。この加熱は、また、運転段階においてエネルギーの消費源ともなり得る。
最後に、高エネルギー密度を有する電池を得るために、素子のサイズを大きくすることは、電気的活性素子のスタックを並列に配置することと考えることができる。高い突入電流の場合、電流が、好ましくは最小の抵抗を有する経路をとり、並列に配置された各基本分岐の間の抵抗の均衡化は、必須となる。
これらの内部抵抗の差は、電流の局所的な過度の集中をもたらすことがあり、これは、素子内での電圧降下を引き起こす。この降下は、素子の全体の電圧を測定することでは、検出できないため、前記素子の電気化学に対して“危険”である、電圧閾値を超えるリスクをもたらす場合がある。
本発明は、特に、その熱調整に必要な電力消費を制限することを可能とし、その寿命および動作安全性を保つことにより、その自律性を高める、電池用の熱管理方法を提供することにより、従来技術の欠点を克服することを目的とする。
この目的のために、本発明は、複数の電気エネルギー生成素子を備える電池用の熱管理の方法を提案し、前記方法は、外部電源から電池を再充電する際に、前記電池を、平均温度Ｔ０に事前調整すること、および、前記電池の使用中に、前記電池の温度Ｔ０と平均温度Ｔの差の絶対値ΔＴ２を決定すること、を提供し、前記方法は、差ΔＴ２が、設定点Ｃ２よりも大きい場合、前記電池の熱調整装置を起動することを提供し、前記設定点は、前記電池の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）に応じて規定される。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の説明より明らかとされるであろう。図面は、本発明の実施形態に係る、電池用の熱管理方法を実施するための構造を表す。
方法は、電池１の熱管理を可能にし、前記管理は、理想的な温度動作範囲内に電池１を維持するための、カロリーの取り出しの観点と同程度に、追加の観点から理解される。特に、方法は、電池１内のカロリーを、迅速かつ効率的に追加または取り出すことを可能にし、どのような使用条件下でも、熱の調節を保証する。
電池１は、電気エネルギーを生成する複数の素子２を備える。特に、素子２は、少なくとも１つの、例えばリチウムイオンまたはリチウムポリマー型の電気化学セルを備える。
各セルは、カソードおよびアノードとして連続的に動作する、電気的活性層のスタックにより形成され、前記層は、電解液によって接触状態におかれる。層は、軟質のエンベロープに収容することができる。あるいは、層は、硬質の容器に収容することができる。
例示的な実施形態において、素子２は、それぞれ、電気的に並列に搭載される、２つの電気化学セルを有して形成される。加えて、電池１は、電気的に直列に搭載されるいくつかの素子２で形成された、複数のモジュールを備え、前記モジュールも、電気的に直列に搭載される。
実施形態によると、方法は、素子２と熱交換する流体を含むチャンバを備える、熱調整システムの使用に関して設計されており、前記チャンバは、基本的に前記素子の周りで延びており、素子の壁の領域での熱交換を可能にしている。流体は、気体、特に空気、あるいは液体、特に蒸気または水、場合によってはグリコレートの低電圧誘電液体とすることができる。
図面に関して、チャンバは、エンベロープ３を備え、エンベロープはそれぞれ、素子２の周りで形成されており、前記エンベロープには、閉回路によって流体が供給される。加えて、調整システムは、流体をチャンバ内で循環させるための装置を備え、装置は、図面においては、ポンプ４の形態である。より正確には、回路は、上流部５と下流部６とを有し、その間で、流体がエンベロープ３を通して循環することができ、前記回路は、１つのみの膨張タンク７を備える。
特に、エンベロープ３は、素子２のそれぞれと並列の熱調整を提供し、これは、エンベロープ３内で流れる流体が、最初にもう１つのエンベロープ３を通ることなく、上流部５から直接来ることを意味する。このことは、素子２との熱交換が続くこととつながりがある熱の蓄積を回避することにより、良好な熱均一性をもたらす。
熱調整を提供するために、システムは、前記流体用の少なくとも１つの熱調整装置をさらに備える。図示された回路は、例えば浸漬ヒーター８の形態をとる、流体を加熱するための装置と、流体を冷却するための装置と、を含む。特に、冷却装置は、外部または冷却ループに、特にファン１０が設けられた、熱交換器９を備える。
図示されない代替案において、冷却および加熱装置は、必要性に応じて流体を冷却または加熱することが可能な、例えば空気−空気、水−水、または空気−水の、同一の交換器で一体化することができる。
電池１が外部電源から再充電される際に、方法は、前記電池を、平均温度Ｔ０に事前調整することを提供する。特に、この事前調整温度は、特に季節に応じて、例えばリチウム系の電気化学向けには１５〜３０℃の間で設定することによって、電池１の最適動作を可能にすることを提供することができる。このように、周囲温度を問わず、特に季節に応じて、電池１の動作を、その使用の開始時から最適化することができる。
加えて、この事前調整は、電池１の自律性に影響しないことを可能にし、それは、必要なエネルギーが、外部のソース、特に電池１が再充電の間に接続される電気ネットワークから引かれるためである。
さらに、電池１の熱の事前調整の間、単独の、または熱調整装置８，９のうちの１つとそれぞれ関連する、循環装置４を起動して、事前調整温度Ｔ０を、電池１全体で均一に維持するか、またはそれぞれこの温度に到達することができる。
電池１が使用中の場合、方法は、いくつかの反復ステップを有することを提供し、反復ステップは、その自律性、寿命、および安全性に関する、電池１の良好な熱調整を保証するのに十分な頻度で行われる。
方法は、電池１の温度Ｔ０と平均温度Ｔの差の絶対値ΔＴ２を決定することを提供する。電池１の平均温度を決定するために、調整システムは、流体の温度を測定するためのいくつかのセンサ１１を備えることができる。図示される実施形態は、上流部５の入力、下流部６の出力、および冷却装置９の下流のそれぞれに、温度センサ１１を設ける。
次いで、方法は、特に、決定された差ΔＴ２に応じて、調整装置を制御することを提供する。特に、差ΔＴ２が設定点Ｃ２よりも大きい場合、熱調整装置が起動される。
したがって、方法は、差ΔＴ２が設定点Ｃ２よりも小さい場合、調整装置８，９の電力消費を減少させることを可能にする。このため、設定点Ｃ２は、差ΔＴ２がこの設定点を超えない限り、熱調整が不要となるように規定される。よって、熱調整に必要な電力消費を制限するために、このシナリオが発生する場合のみ、高すぎまたは低すぎる動作温度に対する電池１の安全性が保証される。
特に、差ΔＴ２が、設定点Ｃ２よりも大きい場合、方法は、温度Ｔが、温度Ｔ０よりも小さい、大きい、のそれぞれの場合で、加熱８、冷却９装置をそれぞれ起動することを提供する。実施形態によれば、設定点Ｃ２は、それを超えると加熱装置８が起動される、第１の値Ｃ２ｃと、それを超えると冷却装置９が起動される、第２の値Ｃ２ｆとを有する。
図示された実施形態において、冷却装置９の停止、起動のそれぞれは、交換器９内の流体の循環の分流、供給のそれぞれによって行われる。
このために、回路は、第１のバルブ１３を備え、電池１を加熱装置８に接続する、一次ループ１２と、第２のバルブ１５を備え、前記一次ループを交換器９に接続する、二次ループ１４と、を有する。よって、バルブ１３，１５の選択的な作動が、交換器９内の流体の循環の分流または供給を可能にする。
電池１の寿命を改善し、その熱調整に必要な電力消費を制限するために、方法は、設定点Ｃ２を、電池１の充電状態ＳＯＣ（ＳＯＣ：state of charge）に応じて規定することをさらに提供する。
特に、設定点Ｃ２を設定するためのルールは、充電状態ＳＯＣに応じた高い順となっている。実際に、素子は、素子の充電状態が低いと、ますます熱劣化に敏感でなくなる。
一実施形態によると、設定ルールは、
Ｃ２＝Ｃ０−ａ（ＳＯＣ）−ｂ（ＳＯＣ）２、の形で書くことができ、ＳＯＣは、電池１の充電状態に応じて、０および１の間で変化し、ａおよびｂは、電池１の特性に応じて規定されたパラメータであり、Ｃ０は、最大設定点である。
特に、最大設定点Ｃ０は、ａ＋ｂと等しいか、またはおよそａ＋ｂとすることができる。よって、最大ＳＯＣに対して、設定点Ｃ２はゼロに近く、負荷が最大である場合に、どのような熱劣化に対しても素子２を保護する。例えば、特にａ＝５およびｂ＝１０を用いることによって、ｂを、ａのおよそ２倍とすることができる。
説明される方法は、最も熱い素子２と最も冷たい素子２の温度の差ΔＴ１の決定をさらに含む。このために、素子２で、特に前記素子のコネクタで、温度を直接測定するために、温度センサを設けることができる。あるいは、温度の差ΔＴ１および／またはΔＴ２を、電池１の動作パラメータにより、特に前記電池によって供給される電流の強さを分析することにより、間接的に決定することができる。
次いで、方法は、特に、決定された差ΔＴ１，ΔＴ２に応じて、調整システムを制御することを提供する。これにより、差ΔＴ１が、設定点Ｃ１よりも小さい場合、方法は、循環装置４および熱調整装置８，９を停止することを提供する。典型的には、電池１の良好な動作に影響を与えずに、設定点Ｃ１を、２〜５℃の間で規定することができる。
したがって、電池１の熱慣性に基づき、特にチャンバに含まれる多量の流体により、熱調整は、前記電池の電気エネルギーを消費せずに提供される。加えて、本発明は、熱調整された流体の連続した流れの使用は避け、前記素子の壁およびコアの間の温度勾配を生成することを制限する。
しかし、差ΔＴ１が、設定点Ｃ１よりも大きい場合、方法は、差ΔＴ２が、設定点Ｃ２よりも小さければ、熱調整装置８，９を停止したままにすることによって、流体の循環装置４を起動することを提供する。特に、循環装置４の起動および／または熱調整装置８，９の起動は、事前定義された設定点に準じた前記装置の動作に、あるいは差ΔＴ１および／またはΔＴ２に応じた前記動作の自律制御に、対応することができる。
よって、差ΔＴ２が設定点Ｃ２よりも小さい場合でも、方法は、素子２の間の温度均一性を保証することを可能にする。加えて、流体の熱調整なしのこの均一性は、前記流体と素子２の間、および素子２自体内の温度勾配を制限する。
事前調整温度Ｔ０の値、および設定点Ｃ１，Ｃ２の値は、電池１の熱管理のアルゴリズムにおいてプログラムすることにより、規定することができ、前記値は、電池１の特性、および／またはその使用中の気象条件に応じて調整される。

Claims (11)

  1. 電気エネルギーを生成する複数の素子（２）を備える電池（１）用の熱管理の方法であって、
    前記方法は、外部電源から前記電池（１）を再充電する際に、前記電池を、平均温度Ｔ０に事前調整すること、および、前記電池の使用中に、前記電池の温度Ｔ０と平均温度Ｔの差の絶対値ΔＴ２を決定すること、を提供し、
    前記方法は、前記差ΔＴ２が、設定点Ｃ２よりも大きい場合、前記電池の熱調整装置を起動することを提供し、前記設定点は、前記電池の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）に応じて規定される、ことを特徴とする方法。
  2. 前記設定点Ｃ２を設定するためのルールは、前記充電状態ＳＯＣに応じた高い順となっている、ことを特徴とする請求項１に記載の熱管理の方法。
  3. 前記設定ルールは、
    Ｃ２＝Ｃ０−ａ（ＳＯＣ）−ｂ（ＳＯＣ）２、の形で記述され、ＳＯＣは、前記電池（１）の充電状態に応じて、０および１の間で変化し、ａおよびｂは、前記電池（１）の特性に応じて規定されたパラメータであり、Ｃ０は、最大設定点である、ことを特徴とする請求項２に記載の熱管理の方法。
  4. 前記最大設定点Ｃ０は、ａ＋ｂと等しいか、またはおよそａ＋ｂである、ことを特徴とする請求項３に記載の熱管理の方法。
  5. 前記差ΔＴ２が、前記設定点Ｃ２よりも大きい場合、前記方法は、前記温度Ｔが、前記温度Ｔ０よりも小さい、大きい、のそれぞれの場合で、加熱（８）、冷却（９）装置をそれぞれ起動することを提供する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の熱管理の方法。
  6. 前記設定点Ｃ２は、それを超えると前記加熱装置（８）が起動される、第１の値Ｃ２ｃと、それを超えると前記冷却装置（９）が起動される、第２の値Ｃ２ｆとを有する、ことを特徴とする請求項５に記載の熱管理の方法。
  7. 前記事前調整温度Ｔ０は、１５〜３０℃の間で設定される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の熱管理の方法。
  8. 前記素子と熱交換する流体を含むチャンバを備える熱調整システムの使用を提供し、前記システムは、前記チャンバ内で前記流体を循環させるための装置と、前記流体の少なくとも１つの熱調整装置と、をさらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の熱管理の方法。
  9. 前記流体の温度を測定して、前記電池（１）の平均温度Ｔが決定される、ことを特徴とする請求項８に記載の熱管理の方法。
  10. 前記電池（１）の使用の間に、最も熱い素子（２）と最も冷たい素子（２）の温度の差ΔＴ１を決定すること、および、
    −前記差ΔＴ１が、設定点Ｃ１よりも小さい場合、前記循環装置（４）および前記熱調整装置（８，９）を、停止すること、
    −前記差ΔＴ１が、設定点Ｃ１よりも大きい場合、前記差ΔＴ２が、前記設定点Ｃ２よりも小さければ、前記熱調整装置（８，９）を停止したままにすることによって、前記流体の循環装置（４）を起動すること、
    をさらに提供する、ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の熱管理の方法。
  11. 前記設定点Ｃ１は、２〜５℃の間で設定される、ことを特徴とする請求項１０に記載の熱管理の方法。
JP2011548744A 2009-02-09 2010-02-09 電池用の熱管理の方法 Pending JP2012517661A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0900564A FR2942080B1 (fr) 2009-02-09 2009-02-09 Procede de gestion thermique d'une batterie electrique
FR0900564 2009-02-09
PCT/FR2010/000095 WO2010089482A1 (fr) 2009-02-09 2010-02-09 Procédé de gestion thermique d'une batterie électrique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012517661A true JP2012517661A (ja) 2012-08-02
JP2012517661A5 JP2012517661A5 (ja) 2013-03-21

Family

ID=40666793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011548744A Pending JP2012517661A (ja) 2009-02-09 2010-02-09 電池用の熱管理の方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8395358B2 (ja)
EP (1) EP2394325B1 (ja)
JP (1) JP2012517661A (ja)
KR (1) KR20110122829A (ja)
CN (1) CN102308427A (ja)
AU (1) AU2010210061A1 (ja)
BR (1) BRPI1008652A2 (ja)
ES (1) ES2433110T3 (ja)
FR (1) FR2942080B1 (ja)
PT (1) PT2394325E (ja)
WO (1) WO2010089482A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2942081B1 (fr) 2009-02-09 2011-03-11 Soc De Vehicules Electriques Procede de gestion thermique d'une batterie electrique
FR2966288B1 (fr) * 2010-10-19 2013-03-29 Commissariat Energie Atomique Batterie d'une motorisation electrique de vehicule automobile
KR101342385B1 (ko) * 2011-06-10 2013-12-16 엘지전자 주식회사 전기자동차용 공기조화장치
CN103608200A (zh) * 2011-06-21 2014-02-26 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
DE102011086569A1 (de) * 2011-11-17 2013-05-23 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren zur Temperierung eines Fahrzeuges mit zumindest teilweisem elektrischen Antrieb, Fahrzeug und Ladestation
CN103419661B (zh) * 2012-05-22 2015-12-02 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的动力系统及电池加热方法
CN103419658B (zh) * 2012-05-22 2015-12-02 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的动力系统及电池加热方法
CN102856604A (zh) * 2012-10-09 2013-01-02 惠州市亿能电子有限公司 一种基于温度和充电功率的快速充电方法
US20140129063A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 GM Global Technology Operations LLC Adapting an energy storage system thermal conditioning setpoint based on historical usage
JP5743109B2 (ja) * 2012-12-18 2015-07-01 三菱自動車工業株式会社 冷媒循環装置
KR102034817B1 (ko) * 2012-12-27 2019-10-21 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 온도 관리 장치를 포함하는 배터리 팩 시스템 및 그 제어 방법
SE537559C2 (sv) 2013-12-17 2015-06-16 Scania Cv Ab Arrangemang och förfarande för att reglera temperaturen hosett elektriskt energilager i ett fordon
CN104810572B (zh) * 2014-04-15 2017-03-08 万向一二三股份公司 一种动力电池热管理设计方法
JP6331697B2 (ja) * 2014-05-28 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
JP6128155B2 (ja) * 2015-03-25 2017-05-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
KR102667239B1 (ko) * 2015-07-27 2024-05-17 삼성전자주식회사 열 관리를 위한 배터리 시스템 및 방법
US10355327B1 (en) 2015-10-30 2019-07-16 Loon Llc Dynamic battery pack thermal management
CN105656138B (zh) * 2016-02-29 2018-05-15 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 充电电流的调节方法、调节装置和终端
CN106684506B (zh) * 2016-12-15 2020-12-25 安徽扬能电子科技有限公司 一种电池高效自动化控制系统
EP3566259B1 (en) 2017-01-09 2023-03-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack
DE102018217387A1 (de) * 2018-10-11 2020-04-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Energiespeichers, entsprechender elektrischer Energiespeicher und Verwendung eines solchen Energiespeichers
FR3108260B1 (fr) 2020-03-17 2024-01-05 Neurobiomat Hydrogel hétérogène hybride, procédé de fabrication et utilisation comme implant de comblement non-dégradable in-situ
CN112421151B (zh) * 2020-11-17 2022-09-30 华人运通(江苏)动力电池系统有限公司 一种温度均衡方法及温度管理系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3121123U (ja) * 2006-02-07 2006-04-27 株式会社イーグル模型 充電装置及び充電装置用ホルダ
JP2008016230A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Mazda Motor Corp バッテリの温度制御装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3509382B2 (ja) * 1995-04-27 2004-03-22 日産自動車株式会社 充電制御システム
US5795664A (en) * 1995-12-05 1998-08-18 Norand Corporation Rechargeable battery system having intelligent temperature control
US5808445A (en) * 1995-12-06 1998-09-15 The University Of Virginia Patent Foundation Method for monitoring remaining battery capacity
US5871859A (en) * 1997-05-09 1999-02-16 Parise; Ronald J. Quick charge battery with thermal management
US6138466A (en) * 1998-11-12 2000-10-31 Daimlerchrysler Corporation System for cooling electric vehicle batteries
US6281683B1 (en) * 1999-02-02 2001-08-28 Enrev Corporation Rapid determination of present and potential battery capacity
US6166524A (en) * 2000-03-09 2000-12-26 Wilson Greatbatch Ltd. Alternate fuel gauge for an alkali metal electrochemical cell
US6366054B1 (en) * 2001-05-02 2002-04-02 Honeywell International Inc. Method for determining state of charge of a battery by measuring its open circuit voltage
JP4673529B2 (ja) 2001-11-06 2011-04-20 プライムアースＥｖエナジー株式会社 組電池システムの制御方法及び装置
JP4053289B2 (ja) 2001-12-12 2008-02-27 本田技研工業株式会社 蓄電池の温度制御装置、及びそれを用いた車両装置
JP4272387B2 (ja) * 2002-05-22 2009-06-03 パナソニック株式会社 組電池の冷却装置
US6789026B2 (en) * 2002-12-29 2004-09-07 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for monitoring battery state of charge
JP2004281077A (ja) * 2003-03-12 2004-10-07 Nissan Motor Co Ltd 組電池の冷却制御装置
US9236639B2 (en) * 2003-12-18 2016-01-12 GM Global Technology Operations LLC Thermoelectric methods to control temperature of batteries
JP4792712B2 (ja) * 2004-06-02 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 電源の冷却装置
EP1883556B1 (en) * 2005-05-27 2020-02-12 LG Chem, Ltd. Method and apparatus for estimating maximum power of battery by using internal resistance of the battery
JP5033385B2 (ja) * 2006-09-27 2012-09-26 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電装置
FR2942081B1 (fr) 2009-02-09 2011-03-11 Soc De Vehicules Electriques Procede de gestion thermique d'une batterie electrique

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3121123U (ja) * 2006-02-07 2006-04-27 株式会社イーグル模型 充電装置及び充電装置用ホルダ
JP2008016230A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Mazda Motor Corp バッテリの温度制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI1008652A2 (pt) 2016-03-08
ES2433110T3 (es) 2013-12-09
WO2010089482A1 (fr) 2010-08-12
FR2942080A1 (fr) 2010-08-13
FR2942080B1 (fr) 2011-04-01
PT2394325E (pt) 2013-11-04
CN102308427A (zh) 2012-01-04
US8395358B2 (en) 2013-03-12
AU2010210061A1 (en) 2011-08-25
EP2394325A1 (fr) 2011-12-14
KR20110122829A (ko) 2011-11-11
AU2010210061A8 (en) 2011-10-13
EP2394325B1 (fr) 2013-08-14
US20120025785A1 (en) 2012-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012517661A (ja) 電池用の熱管理の方法
US8338012B2 (en) Method for managing the heat in an electric battery
JP6687895B2 (ja) 車両用燃料電池の暖機装置
CN108417928B (zh) 在快速充电期间用于在冷却电池的同时加热车舱的方法
US7940028B1 (en) Thermal energy transfer system for a power source utilizing both metal-air and non-metal-air battery packs
JP4915969B2 (ja) バッテリパック温度最適化制御システム
US9515359B2 (en) Air-conditioning controlling apparatus for a battery pack
JP6364926B2 (ja) 車両用空調装置
KR101835186B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법
US20100009246A1 (en) Bypass Function for a High Voltage Battery Cooling Strategy
JP2010200605A (ja) バッテリパック寿命を延長させるためのインテリジェント温度制御システム
JP2012516007A (ja) 温度調節された電池システムｉｉ
US20180272877A1 (en) Electric Vehicle with Thermal Management System
Broatch et al. Different strategies in an integrated thermal management system of a fuel cell electric bus under real driving cycles in winter
KR102647199B1 (ko) 친환경 차량의 배터리 관리 시스템 및 방법
GB2509308A (en) Heat transfer arrangement for heating battery
KR20110131885A (ko) 차량용 시트 공조 장치
US9960464B2 (en) Method and device for homogenizing the temperature distribution of bodies which have fluidic temperature control
Hung et al. Development of a thermal management system for energy sources of an electric vehicle
CN114590171B (zh) 热管理系统的控制方法、热管理系统以及车辆
KR20190090404A (ko) 하이브리드/전기 차량(h/ev)의 열 시스템을 위한 가열식 플라스틱 유체 라인 및 그 용도
US12095061B2 (en) Systems and methods for electric vehicle powertrain thermal management and control
KR20240079702A (ko) 모빌리티용 열관리 시스템
CN207449615U (zh) 带温控系统的电动车
JP2022131904A (ja) バッテリ温度制御システム及びバッテリ温度制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130130

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131203

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140507