FR3128828A1 - Procede d’estimation de la temperature d’au moins une barre de distribution de courant agencee au sein d’une batterie electrique - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé (40), mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la température d’au moins une barre de distribution de courant agencée au sein d’un boîtier de la batterie électrique, la batterie électrique comprenant plusieurs modules de stockage d’énergie électrique, ledit système de gestion ou ladite unité de commande électronique stockant un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, le procédé comportant les étapes suivantes : une mesure (42) de la température d’un des modules, ladite température mesurée étant fournie en entrée du réseau de neurones ;une détermination (50), par le réseau de neurones, d’un gradient de température de la barre de distribution de courant ; etun calcul (52) d’une valeur de température estimée de la barre de distribution de courant. Fig. 3

Description

PROCEDE D’ESTIMATION DE LA TEMPERATURE D’AU MOINS UNE BARRE DE DISTRIBUTION DE COURANT AGENCEE AU SEIN D’UNE BATTERIE ELECTRIQUE
L’invention se rapporte à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la température d’au moins une barre de distribution de courant (aussi appelée barre omnibus) agencée au sein d’un boîtier de la batterie électrique. La batterie électrique est typiquement mais non limitativement une batterie de traction du véhicule, notamment une batterie lithium-ion. L’invention se rapporte également à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, de régulation de la température de ladite au moins une barre de distribution de courant, le procédé comprenant un tel sous-procédé d’estimation de la température de la barre.
Comme illustré de manière schématique sur la , une batterie 2 de stockage électrique (aussi appelée bloc batterie ou « battery pack » en anglais), implantée dans un véhicule électrique ou hybride, comporte généralement un boîtier 4 renfermant plusieurs modules 6 de stockage d’énergie électrique reliés en série, plusieurs barres de distribution de courant 8 reliant les modules 6 deux à deux, ainsi qu’un refroidisseur 10 disposé au contact des modules 6 pour permettre le refroidissement de ces derniers par conduction thermique. Le refroidisseur 10 renferme par exemple un fluide calorifique permettant le transfert de chaleur par conduction thermique avec les modules 6. Chaque module 6 de stockage d’énergie électrique est typiquement constitué de plusieurs cellules de stockage d’énergie électrique (non visibles sur la ).
Après un certain temps de rechargement de la batterie électrique 2, de la chaleur peut être générée par les barres de distribution de courant 8, du fait de leur résistance électrique propre. La température des barres de distribution de courant 8 peut alors atteindre une température de l’ordre de 100°C voire plus. Or, à une telle température, cette surchauffe des barres de distribution de courant 8 devient le facteur le plus limitant pour la transmission du courant électrique aux modules 6. Ceci empêche d’atteindre des valeurs d’intensité élevées pour le courant électrique, et limite donc la vitesse de charge de la batterie électrique 2 qui ne peut alors dépasser une valeur de vitesse de charge maximale. Il n’est dans ce cas pas possible pour un utilisateur d’obtenir une charge extrêmement rapide de la batterie 2.
Afin de répondre à cette problématique, il est connu d’implanter un ou plusieurs ventilateur(s) 12 au sein du boîtier 4 de la batterie électrique 2. L’implantation de ces ventilateurs 12 dans le boîtier 4 de la batterie électrique 2 améliore en effet le refroidissement des barres de distribution de courant 8. La chaleur générée par chacune des barres de distribution de courant 8 se dissipe alors dans l’air à l’intérieur du boîtier 4 de la batterie 2. En effet, la convection forcée créée par le fonctionnement des ventilateurs 12 augmente fortement l’efficacité de cette dissipation de chaleur par rapport à la convection naturelle. En raison du refroidissement effectué au niveau du refroidisseur 10 et de la limitation du courant électrique imposée par le système de gestion des fonctions de la batterie (appelé BMS en anglais pour « Battery Management System » - ce système n’étant pas représenté sur la ), la plupart des composants à l’intérieur de la batterie 2 (excepté les barres de distribution de courant 8) sont maintenus à une température inférieure à 50°C. La température de l’air dans la batterie électrique 2 se situe alors entre la température des modules 6 et la température des barres de distribution de courant 8. Toutefois, cette température de l’air avoisine la température des modules 6 parce que la surface de transfert de chaleur entre les modules 6 et l’air est beaucoup plus élevée que celle entre les barres de distribution de courant 8 et l’air. Cet écart de températures entre l’air et les barres de distribution de courant 8 permet un échange thermique efficace par la convection forcée créée par les ventilateurs 12. Les ventilateurs 12 permettent en outre un échange thermique entre les modules 6 et l’air, par conséquent la chaleur générée par les barres de distribution de courant 8 est mieux dissipée dans le refroidisseur 10 en traversant les modules 6. Autrement dit, grâce à la présence des ventilateurs 12, le fonctionnement du refroidisseur 10 pour la batterie 2 dans son ensemble est optimisé.
Le document brevet DE 102013218668 A1 décrit une batterie électrique munie d’un boîtier qui renferme un module de stockage d’énergie électrique. Le module de stockage d’énergie électrique est relié à des composants électriques externes au boîtier, via deux barres de distribution de courant. Le boîtier est également équipé d’un ventilateur qui permet un refroidissement forcé des deux barres de distribution de courant et du module de stockage d’énergie électrique. Toutefois, dans un tel système, le ventilateur fait circuler dans le boîtier de l’air qui provient de l’extérieur de ce dernier. Ceci est préjudiciable à l’étanchéité du boîtier de la batterie électrique, ce qui s’avère particulièrement problématique dans le cas où la batterie est destinée à équiper un véhicule.
Une solution à ce problème est décrite dans le document brevet FR 3 055 066 A1. Ce document décrit une batterie électrique munie d’un boîtier scellé hermétiquement, le boîtier renfermant plusieurs modules de stockage d’énergie électrique reliés en série, plusieurs barres de distribution de courant reliant les modules deux à deux, et un ventilateur de refroidissement. Chaque module de stockage d’énergie électrique est muni d’un capteur de température relié à une unité de commande externe au boîtier de la batterie. Le ventilateur de refroidissement est relié à l’unité de commande et est orienté de manière à souffler de l’air vers les modules de stockage d’énergie électrique et vers les barres de distribution de courant, pour leur refroidissement. L’unité de commande est configurée pour actionner le ventilateur de refroidissement en fonction des températures mesurées des modules de stockage d’énergie électrique. Toutefois, la solution décrite dans ce document requiert de disposer d’un capteur de température par module de stockage d’énergie électrique. Une telle solution n’est pas transposable pour la régulation thermique des barres de distribution de courant, car il serait beaucoup trop onéreux et contraignant de prévoir un capteur de température par barre de distribution de courant, étant donné le grand nombre de barres de distribution de courant présentes dans une batterie électrique.
Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la température d’au moins une barre de distribution de courant agencée au sein d’un boîtier de la batterie électrique, qui soit simple, précis et fiable, et qui ne nécessite pas de recourir à un ou plusieurs capteur(s) de température destiné(s) à mesurer la température de la barre de distribution de courant.
Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la température d’au moins une barre de distribution de courant agencée au sein d’un boîtier de la batterie électrique, la batterie électrique comprenant plusieurs modules de stockage d’énergie électrique reliés en série et installés à l’intérieur du boîtier, ladite barre de distribution de courant reliant deux desdits modules, ledit système de gestion ou ladite unité de commande électronique stockant un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, le réseau de neurones ayant au préalable été entraîné pour son apprentissage à l’aide de données d’entraînement comportant des données de mesure de la température de la barre de distribution de courant, le procédé comportant les étapes suivantes :
  • une mesure de la température d’un des deux modules de stockage d’énergie électrique que relie la barre de distribution de courant, ladite température mesurée étant prise comme température initiale de la barre de distribution de courant et étant fournie en entrée du réseau de neurones ;
  • une détermination, par le réseau de neurones, à partir de ladite température initiale de la barre de distribution de courant, d’un gradient de température de la barre de distribution de courant ; et
  • un calcul, par intégration temporelle du gradient de température déterminé, d’une valeur de température estimée de la barre de distribution de courant.
Grâce à l’utilisation d’un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, qui reçoit en entrée une température mesurée d’un des modules de stockage d’énergie électrique reliés par la barre de distribution de courant, et qui fournit en sortie un gradient de température de la barre, le procédé selon l’invention permet de fournir une estimation précise et fiable de la température de la barre. En outre, l’utilisation d’un tel réseau de neurones fournit une solution simple permettant de s’affranchir de toute mesure de la température de la barre de distribution de courant, et ne nécessite pas de recourir à un ou plusieurs capteur(s) destiné(s) à mesurer cette température. Ceci permet un gain économique pour produire la batterie électrique. La température mesurée d’un des modules de stockage d’énergie électrique reliés par la barre est prise comme température initiale de la barre et est fournie en entrée du réseau de neurones. En effet, la température du module de stockage d’énergie électrique influe sur la température de l’air environnant la barre de distribution de courant.
Avantageusement, les données d’entraînement comportent en outre des données de mesure de l’intensité du courant électrique fourni par un des modules de stockage d’énergie électrique, des données de mesure de la température ambiante, et/ou des données de mesure de la vitesse du véhicule, le procédé comporte en outre une étape de mesure de l’intensité du courant électrique fourni par un des deux modules de stockage d’énergie électrique que relie la barre de distribution de courant, et/ou une étape de mesure de la température ambiante, et/ou une étape de mesure de la vitesse du véhicule, et ladite intensité du courant électrique mesurée, ladite température ambiante mesurée et/ou ladite vitesse du véhicule mesurée sont fournies en entrée du réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant. Ceci permet d’améliorer la précision de l’estimation de la température de la barre de distribution de courant. En effet, l’intensité du courant électrique fourni par le module de stockage d’énergie électrique détermine la génération de chaleur de la barre de distribution de courant (du fait de la résistance électrique de la barre). La vitesse du véhicule et la température ambiante influencent légèrement la température de la barre de distribution de courant par la dissipation de chaleur dans l’environnement.
De préférence, le réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant est un perceptron multicouche.
Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, le réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant est composé d’une succession de plusieurs couches, le nombre de couches du réseau de neurones étant compris entre trois et cinq couches.
Selon une autre caractéristique technique particulière de l’invention, chaque couche du réseau de neurones comporte entre huit et douze neurones.
L’invention se rapporte également à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, de régulation de la température d’au moins une barre de distribution de courant agencée au sein d’un boîtier de la batterie électrique, la batterie électrique comprenant en outre, à l’intérieur de son boîtier, plusieurs modules de stockage d’énergie électrique reliés en série et au moins un ventilateur, ladite au moins une barre de distribution de courant reliant deux desdits modules, ledit système de gestion ou ladite unité de commande électronique étant relié(e) audit au moins un ventilateur et stockant un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, le réseau de neurones ayant au préalable été entraîné pour son apprentissage à l’aide de données d’entraînement comportant des données de mesure de la température de la barre de distribution de courant, le procédé comportant une étape de commande dudit au moins un ventilateur selon une loi de commande, et un sous-procédé d’estimation de la température de ladite au moins une barre de distribution de courant tel que décrit ci-dessus, la loi de commande dudit au moins un ventilateur étant fonction de la température estimée de la barre de distribution de courant.
Ce procédé permet une régulation précise et fiable de la température de la barre de distribution de courant, via l’utilisation du réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant. La régulation de température s’effectue via la commande d’actionnement du ventilateur, qui produit une convection forcée d’air dans l’environnement étanche du boîtier de la batterie, ce qui améliore le refroidissement de la barre de distribution de courant. Une telle configuration profite avantageusement de la circulation interne d’air à l’intérieur du boîtier de la batterie, et n’ajoute aucun faisceau communiquant avec l’extérieur du boîtier, ce qui nuirait à l’étanchéité de ce dernier. Ceci permet d’atteindre des valeurs d’intensité élevées pour le courant électrique à l’intérieur de la batterie, la température de la barre de distribution de courant n’étant plus un facteur limitant du fait de la régulation thermique. La performance thermique de la batterie est ainsi significativement améliorée, et l’utilisateur peut alors bénéficier d’une charge extrêmement rapide de la batterie.
En outre, l’utilisation d’un tel réseau de neurones fournit une solution simple permettant de s’affranchir de toute mesure de la température de la barre de distribution de courant, et ne nécessite pas de recourir à un ou plusieurs capteur(s) destiné(s) à mesurer cette température, ce qui permet de réduire les coûts.
Le ou chaque ventilateur peut par exemple être collé à une paroi interne du boîtier de la batterie électrique. Le choix de la position du ou des ventilateur(s) dans le boîtier dépend de la construction des modules de stockage d’énergie électrique à l’intérieur du boîtier. Le but est d’entraîner un flux d’air de la manière la plus homogène possible autour de tous les composants agencés dans le boîtier.
Le ou les ventilateur(s) fonctionnent typiquement avec une tension nominale de l’ordre de 24 V, qui correspond à la tension nominale de chaque module de stockage d’énergie électrique. La commande du ou des ventilateur(s) par le système de gestion de la batterie électrique ou par l’unité de commande électronique du véhicule est par exemple effectuée via une liaison radiofréquence sans fil. Dans le cas où la commande est effectuée par le système de gestion de la batterie électrique, l’émetteur radiofréquence peut être installé dans la platine du système de gestion, elle-même installée à l’intérieur du boîtier. Le boîtier de la batterie électrique peut être avantageusement muni d’un couvercle métallique qui permet d’isoler les signaux radiofréquences à l’intérieur du boîtier sans perturbation par des sources radiofréquences provenant de l’extérieur.
De préférence, la loi de commande dudit au moins un ventilateur est une loi de commande tout ou rien, ledit au moins un ventilateur étant activé lorsque la température estimée de la barre de distribution de courant est supérieure à un premier seuil de température prédéfini, ledit au moins un ventilateur étant désactivé lorsque la température estimée de la barre de distribution de courant est inférieure à un second seuil de température prédéfini, le second seuil de température étant inférieur au premier seuil de température.
On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
illustre schématiquement une batterie de stockage électrique telle que connue de l’art antérieur, la batterie électrique étant munie de deux ventilateurs installés à l’intérieur de son boîtier ;
illustre schématiquement une batterie de stockage électrique selon un mode de réalisation de l’invention, la batterie électrique étant munie d’un ventilateur et de deux barres de distribution de courant installés à l’intérieur de son boîtier ; et
est un organigramme représentant un procédé de commande du ventilateur de la , comprenant un sous-procédé d’estimation de la température de chacune des barres de distribution de courant de la , selon la présente invention.
En se référant à la la présente invention concerne un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, de régulation de la température d’au moins une barre de distribution de courant agencée au sein d’un boîtier de la batterie électrique. Le véhicule est typiquement un véhicule automobile électrique ou hybride. La batterie électrique est typiquement une batterie de traction du véhicule, notamment une batterie lithium-ion. Sur la est représentée un exemple d’une telle batterie électrique 22. La batterie électrique 22 comporte un boîtier 24 renfermant trois modules 26 de stockage d’énergie électrique reliés en série, deux barres de distribution de courant 28 reliant les trois modules 26 deux à deux, un refroidisseur 30 et un ventilateur 32. De préférence, le boîtier 24 est également muni d’un couvercle métallique (non représenté). Chaque module 26 est muni d’un capteur de température et d’un organe de mesure de l’intensité du courant électrique fourni par le module (ces capteurs et organes de mesure n’étant pas représentés sur la pour des raisons de clarté). Le refroidisseur 30 est disposé au contact des modules 26 pour permettre le refroidissement de ces derniers par conduction thermique. Le refroidisseur 30 renferme par exemple un fluide calorifique permettant le transfert de chaleur par conduction thermique avec les modules 26. Chaque module 26 de stockage d’énergie électrique est typiquement constitué de plusieurs cellules de stockage d’énergie électrique (non visibles sur la ). Le ventilateur 32 est par exemple collé à une paroi interne du boîtier 24. Le ventilateur 32 fonctionne typiquement avec une tension nominale de l’ordre de 24 V, qui correspond à la tension nominale de chaque module 26.
Le véhicule comporte également un système 34 de gestion de la batterie électrique 22, un capteur de température ambiante 36 et un capteur 38 apte à mesurer la vitesse du véhicule. Le système de gestion 34 est muni de moyens mémoire et de moyens de traitement reliés aux moyens mémoire, de tels moyens n’étant pas représentés sur la pour des raisons de clarté. Le système de gestion 34 est relié au ventilateur 32, typiquement via une liaison radiofréquence sans fil 39. Le système de gestion 34 est également relié aux capteurs de température et organes de mesure de l’intensité du courant électrique équipant les modules 26, par exemple via une autre liaison radiofréquence sans fil 41. Le système de gestion 34 est également relié au capteur de température ambiante 36 et au capteur de vitesse 38.
Le système de gestion 34 stocke dans ses moyens mémoire un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant (un tel réseau de neurones n’étant pas représenté sur la pour des raisons de clarté). En variante non représentée, le véhicule comporte une unité de commande électronique du véhicule munie de moyens mémoire dans lesquels l’unité stocke le réseau de neurones. Le réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant est de préférence composé d’une succession de plusieurs couches, typiquement un perceptron multicouche. De préférence, le nombre de couches du réseau de neurones est compris entre trois et cinq couches. De préférence encore, chaque couche du réseau de neurones comporte entre huit et douze neurones. Au préalable (autrement dit en usine, avant la livraison du véhicule à l’utilisateur), le réseau de neurones a été entraîné pour son apprentissage à l’aide de données d’entraînement comportant au moins des données de mesure de la température de chaque barre de distribution de courant 28. De telles données de mesure de la température peuvent être obtenues en disposant un capteur de température sur chacune des barres de distribution de courant 28 (en usine, lors de la production du véhicule ; de tels capteurs étant ensuite destinés à être enlevés avant la livraison du véhicule à l’utilisateur). De préférence, les données d’entraînement du réseau de neurones comportent également des données de mesure de l’intensité du courant électrique fourni par un des modules 26 de stockage d’énergie électrique, des données de mesure de la température ambiante, et/ou des données de mesure de la vitesse du véhicule.
Comme illustré sur la , le procédé comporte un sous-procédé 40, mis en œuvre dans le système de gestion 34 ou dans l’unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la température de chaque barre de distribution de courant 28. Dans la suite de la description, le sous-procédé 40 sera décrit en référence à l’une des barres de distribution de courant 28, en sachant qu’il s’applique évidemment de la même manière pour l’autre barre de distribution de courant 28.
Le sous-procédé 40 comporte une première étape 42 au cours de laquelle le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique mesure, via le capteur de température qui équipe ce module 26, la température d’un des deux modules 26 que relie la barre de distribution de courant 28. La température mesurée de ce module 26 est prise par le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique comme température initiale de la barre de distribution de courant 28 et est fournie en entrée du réseau de neurones.
De préférence, le sous-procédé 40 comporte une étape parallèle ou suivante 44 au cours de laquelle le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique mesure, via l’organe de mesure de l’intensité du courant électrique qui équipe le module 26, l’intensité du courant électrique fourni par ce module 26. A l’issue de cette étape 44, l’intensité du courant électrique mesurée est fournie en entrée du réseau de neurones.
De préférence encore, le sous-procédé 40 comporte une étape parallèle ou suivante 46 au cours de laquelle le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique mesure, via le capteur de température 36, la température ambiante. A l’issue de cette étape 46, la température ambiante mesurée est fournie en entrée du réseau de neurones.
De préférence encore, le sous-procédé 40 comporte une étape parallèle ou suivante 48 au cours de laquelle le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique mesure, via le capteur de vitesse 38, la vitesse du véhicule. A l’issue de cette étape 48, la vitesse du véhicule mesurée est fournie en entrée du réseau de neurones.
Au cours d’une étape suivante 50 du sous-procédé 40, le réseau de neurones détermine, à partir de la température initiale de la barre de distribution de courant 28 et, le cas échéant, de l’intensité du courant électrique mesurée, de la température ambiante mesurée et/ou de la vitesse du véhicule mesurée, un gradient de température de la barre de distribution de courant 28. Il est à noter que le réseau de neurones détermine ce gradient de température pour chaque barre de distribution de courant 28, indépendamment de l’autre barre 28. Ainsi, à chaque barre de distribution de courant 28 sont associés des paramètres distincts qui sont fournis en entrée du réseau de neurones, la configuration de ce dernier étant différente d’une barre 28 à une autre barre 28, et étant propre à chaque barre 28.
Au cours d’une étape suivante 52 du sous-procédé 40, le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique calcule, par intégration temporelle du gradient de température déterminé au cours de l’étape 50, une valeur de température estimée de la barre de distribution de courant 28.
Le procédé comporte une étape finale 54 au cours de laquelle le système de gestion 34 ou l’unité de commande électronique commande le ventilateur 32 selon une loi de commande. La loi de commande du ventilateur 32 est fonction de la température de la barre de distribution de courant 28 estimée par le sous-procédé 40. De préférence, la loi de commande du ventilateur 32 est une loi de commande tout ou rien : le ventilateur 32 est activé lorsque la température estimée de la barre de distribution de courant 28 est supérieure à un premier seuil de température prédéfini, et est désactivé lorsque la température estimée de la barre de distribution de courant 28 est inférieure à un second seuil de température prédéfini, le second seuil de température étant inférieur au premier seuil de température.
Le procédé selon l’invention est simple, précis et fiable, et ne nécessite pas de recourir à un ou plusieurs capteur(s) de température destiné(s) à mesurer la température de chaque barre de distribution de courant.

Claims (7)

  1. Procédé (40), mis en œuvre dans un système (34) de gestion d’une batterie électrique (22) d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la température d’au moins une barre de distribution de courant (28) agencée au sein d’un boîtier (24) de la batterie électrique (22), la batterie électrique (22) comprenant plusieurs modules (26) de stockage d’énergie électrique reliés en série et installés à l’intérieur du boîtier (24), ladite barre de distribution de courant (28) reliant deux desdits modules (26), ledit système de gestion (34) ou ladite unité de commande électronique stockant un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, le réseau de neurones ayant au préalable été entraîné pour son apprentissage à l’aide de données d’entraînement comportant des données de mesure de la température de la barre de distribution de courant (28), caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes :
    • une mesure (42) de la température d’un des deux modules (26) de stockage d’énergie électrique que relie la barre de distribution de courant (28), ladite température mesurée étant prise comme température initiale de la barre de distribution de courant (28) et étant fournie en entrée du réseau de neurones ;
    • une détermination (50), par le réseau de neurones, à partir de ladite température initiale de la barre de distribution de courant (28), d’un gradient de température de la barre de distribution de courant (28) ; et
    • un calcul (52), par intégration temporelle du gradient de température déterminé, d’une valeur de température estimée de la barre de distribution de courant (28).
  2. Procédé (40) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données d’entraînement comportent en outre des données de mesure de l’intensité du courant électrique fourni par un des modules (26) de stockage d’énergie électrique, des données de mesure de la température ambiante, et/ou des données de mesure de la vitesse du véhicule, en ce que le procédé comporte en outre une étape (44) de mesure de l’intensité du courant électrique fourni par un des deux modules (26) de stockage d’énergie électrique que relie la barre de distribution de courant (28), et/ou une étape (46) de mesure de la température ambiante, et/ou une étape (48) de mesure de la vitesse du véhicule, et en ce que ladite intensité du courant électrique mesurée, ladite température ambiante mesurée et/ou ladite vitesse du véhicule mesurée sont fournies en entrée du réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant.
  3. Procédé (40) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant est un perceptron multicouche.
  4. Procédé (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant est composé d’une succession de plusieurs couches, le nombre de couches du réseau de neurones étant compris entre trois et cinq couches.
  5. Procédé (40) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque couche du réseau de neurones comporte entre huit et douze neurones.
  6. Procédé, mis en œuvre dans un système (34) de gestion d’une batterie électrique (22) d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, de régulation de la température d’au moins une barre de distribution de courant (28) agencée au sein d’un boîtier (24) de la batterie électrique (22), la batterie électrique (22) comprenant en outre, à l’intérieur de son boîtier (24), plusieurs modules (26) de stockage d’énergie électrique reliés en série et au moins un ventilateur (32), ladite au moins une barre de distribution de courant (28) reliant deux desdits modules (26), ledit système de gestion (34) ou ladite unité de commande électronique étant relié(e) audit au moins un ventilateur (32) et stockant un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, le réseau de neurones ayant au préalable été entraîné pour son apprentissage à l’aide de données d’entraînement comportant des données de mesure de la température de la barre de distribution de courant (28), le procédé comportant une étape (54) de commande dudit au moins un ventilateur (32) selon une loi de commande, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre un sous-procédé (40) d’estimation de la température de ladite au moins une barre de distribution de courant (28) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, et en ce que la loi de commande dudit au moins un ventilateur (32) est fonction de la température estimée de la barre de distribution de courant (28).
  7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la loi de commande dudit au moins un ventilateur (32) est une loi de commande tout ou rien, ledit au moins un ventilateur (32) étant activé lorsque la température estimée de la barre de distribution de courant (28) est supérieure à un premier seuil de température prédéfini, ledit au moins un ventilateur (32) étant désactivé lorsque la température estimée de la barre de distribution de courant (28) est inférieure à un second seuil de température prédéfini, le second seuil de température étant inférieur au premier seuil de température.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140324379A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Hyundai Motor Company System and method for predicting temperature of battery
DE102013218668A1 (de) 2013-09-18 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer Schalteinrichtung, Überstromschutzeinrichtung und / oder Sensoreinrichtung, sowie Batterietrennvorrichtung und Batteriesystem
CN204791125U (zh) * 2015-07-21 2015-11-18 桂林电子科技大学 电动汽车动力电池温度预测及散热装置
FR3055066A1 (fr) 2016-08-09 2018-02-16 Suzuki Motor Corporation Dispositif de refroidissement de batterie

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140324379A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Hyundai Motor Company System and method for predicting temperature of battery
DE102013218668A1 (de) 2013-09-18 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer Schalteinrichtung, Überstromschutzeinrichtung und / oder Sensoreinrichtung, sowie Batterietrennvorrichtung und Batteriesystem
CN204791125U (zh) * 2015-07-21 2015-11-18 桂林电子科技大学 电动汽车动力电池温度预测及散热装置
FR3055066A1 (fr) 2016-08-09 2018-02-16 Suzuki Motor Corporation Dispositif de refroidissement de batterie

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