WO2010116108A1 - Dispositif de refroidissement pour véhicule automobile - Google Patents

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WO2010116108A1
WO2010116108A1 PCT/FR2010/050691 FR2010050691W WO2010116108A1 WO 2010116108 A1 WO2010116108 A1 WO 2010116108A1 FR 2010050691 W FR2010050691 W FR 2010050691W WO 2010116108 A1 WO2010116108 A1 WO 2010116108A1
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cooling
control
coolant
vehicle
control system
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PCT/FR2010/050691
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Samuel Cregut
Hatem Cherouat
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Renault Sas
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    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for a motor vehicle, comprising a cooling circuit adapted to cool an engine assembly with a coolant cooled by a radiator coupled to a fan.
  • the invention is advantageously applicable to electric motor vehicles.
  • the repeated combustions overheat the parts in contact, such as pistons, cylinders, and valves, and diffuse on all mechanical parts of the engine. They must therefore be cooled under pain of destruction. For proper operation, the combustion engines thus need a regular and suitable temperature.
  • a cooling system comprising one or more pumps for circulating a coolant through the engine, and a radiator, which is a heat exchanger for cooling the liquid.
  • the radiator is usually coupled to a fan.
  • the fan is a motor-driven blade apparatus used to force the passage of outside air into the radiator to absorb heat from the engine coolant.
  • the device according to the invention makes it possible to achieve these objectives.
  • the subject of the invention is thus a cooling device for a motor vehicle, comprising a cooling circuit capable of cooling an engine assembly with the aid of a cooling liquid circulating in a radiator traversed by air coming from a fan, and a control system adapted to control the air flow and the flow of coolant in the radiator.
  • control system is able to establish a global control of cooling as a function of the temperature of the coolant and of a set temperature, and it is able to control the flow of air and the coolant flow as a function of the overall cooling control.
  • control system is able to slave the global control of cooling in a closed-loop control system as a function of the temperature of the coolant and the set temperature.
  • the control system is advantageously able to continuously control the speed of rotation of the fan.
  • the control system can be adapted to control the air flow as a function of the speed of the vehicle.
  • the motor vehicle may be an electric vehicle and the motor unit may comprise an electronic system of piloting.
  • the electric vehicle may comprise a battery charger assembly and the cooling circuit is advantageously capable of cooling the charger assembly and the motor assembly.
  • the device may comprise a first pump capable of selectively supplying cooling liquid to the motor assembly and a second pump capable of selectively supplying cooling liquid to the charger assembly.
  • the device may comprise a first valve adapted to prevent a passage of coolant in the charger assembly and a second valve adapted to prevent a passage of coolant in the motor assembly.
  • the device may also include a hydraulic restriction to maintain a minimum flow of coolant in the engine assembly.
  • FIG. 1 illustrates, in block diagram form, a cooling device according to the invention integrated in an electric vehicle
  • FIG. 2 illustrates in block diagram form a control strategy of the device
  • FIG. 3 is a detailed view of a block of FIG. 2
  • FIGS. 4 to 6 are diagrams useful for understanding the control strategy.
  • the cooling device 1 as illustrated in FIG. 1, comprises a first electric pump 2, a second pump 3, a battery charger 4, a motor assembly 5, a radiator 6, and a first solenoid valve 7 and a second solenoid valve 8.
  • the first electric pump 2, the second electric pump 3, the first solenoid valve 7 and the second solenoid valve 8 are connected to a control device 9.
  • the first electric pump 2 is intended to be used when driving the vehicle, while the second electric pump 3 is intended to be used when charging the battery.
  • the flow rate of the first pump 2 and the flow rate of the second pump 3 can be adjusted by means of a control signal.
  • the charger 4 allows, when the vehicle is stopped, to recharge the electric traction battery, not shown, from the home electrical network.
  • the first solenoid valve 7 makes it possible to short-circuit the second pump 3 and the charger 4 during the driving of the vehicle, while the second solenoid valve 8 makes it possible to short-circuit the motor assembly 5 during charging of the battery, when believes that the cooling of the motor assembly 5 is not necessary.
  • the second solenoid valve 8 can be connected to a hydraulic restriction 10 which makes it possible to achieve a pressure drop, and thus to maintain a flow rate of coolant in the engine assembly 5, even when the second solenoid valve 8 is conducting.
  • the motor assembly 5 comprises a motor 11 and an electronic control system 12 intended in particular to transform the DC voltage of the battery into AC voltage.
  • the radiator 6 is used to cool the coolant, similar to the cooling device of an internal combustion engine. It is equipped with a motor-fan 13 provided with rotating blades. The rotation speed of the fan blades 13 can be continuously adjusted between a zero value and a maximum value.
  • the control device 9 is a computer which is connected with sensors of the cooling circuit, in particular coolant temperature sensors.
  • the computer 9 controls the pumps 2, 3, the solenoid valves 7, 8, as well as the motor-fan unit 13 of the radiator 6.
  • the computer 9 is also advantageously connected to other computers of the vehicle, for example via a network of CAN bus type (Controller Area Network in English), to obtain other necessary measures for the cooling strategy.
  • the control strategy of the cooling circuit can be carried out in the form of three modules A, B, C, as shown in Figure 2.
  • Module A concerns the development of a global control of cooling.
  • the module B relates to the distribution of the overall control of cooling between the control of the flow of coolant in the radiator 6 and the control of the speed of rotation of the fan 13.
  • the module C concerns the choice of the electric pump 2, 3.
  • Module A is responsible for developing a global cooling control according to the state of the vehicle (rolling or recharging the battery when stationary).
  • the inputs of the module A are: the temperature T of the coolant: it can be obtained using one or more temperature sensors,
  • module B The inputs of module B are: - the global cooling control C 9 from module A, and
  • the outputs of module B are:
  • the control C v of the fan It is a signal between 0 and 100 and expressing a percentage of the maximum power of the fan, and
  • the commands C v and D CO m can be obtained from mappings of values as a function of the overall cooling control C 9 .
  • the inputs of module C are:
  • the state E of the vehicle it is a signal coming from the central computer of the car which is worth 1 if one is in charge mode of the battery of the vehicle and which is worth 0 if one is in mode rolling.
  • the outputs of module C are:
  • control of the flow rate D CO mi of the first pump, used in rolling mode It is a signal between 0 and 100 and expressing the percentage of the maximum flow rate that can be achieved by the pump, and the control of the flow D CO m2 of the second pump, used in charging mode. It is a signal between 0 and 100 and expressing the percentage of the maximum flow rate that can be achieved by the pump.
  • the objective is to automatically vary the overall control of cooling between 0 and 100 depending on the temperature of the coolant. As long as the temperature of the coolant is below a set temperature, the flow control remains at the value O, that is to say that in this case there is no need for cooling. As soon as the temperature of the coolant exceeds the set temperature, the regulation is started and the control gradually increases from 0 to the maximum value 100 which corresponds to maximum cooling.
  • the overall control of cooling is obtained by closed-loop control, the setpoint considered being the setpoint temperature, and the reaction loop considered being the measured temperature of the coolant.
  • the block A1 elaborates the setpoint temperature value T con s of the coolant as a function of the temperature T ext outside the vehicle and the speed V of the vehicle. Indeed, the higher the speed V of the vehicle, and the greater the capacity of the radiator to be cooled, and therefore the more it is possible to increase the temperature setpoint value T CO ns- In the same way, the higher the temperature external T ext is cold, and the greater the efficiency of the radiator is large and therefore it is possible to increase the temperature setpoint value T CO ns-
  • the Al block thus achieves the temperature setpoint value T CO ns by interpolation linear from mappings.
  • Block A2 then generates an error signal ⁇ T which is the difference between the set temperature T con s and the measured temperature T.
  • the signal ⁇ T is sent to block A3 which is a correction block PI (proportional-integral), although known to those skilled in the art. However, a proportional type corrector or an integral type corrector could also be used.
  • the inputs of block A3 are: the error signal ⁇ T from block A2, the global cooling command C 9 sent at the previous sampling instant; if the command is saturated with the value 0 or with the value 100, the corrector is informed of it and the integral action is also saturated, - the proportional gain G of the corrector PI, for example 1%,
  • the integral time constant Q of the corrector PI for example 5s.
  • the output of the block A3 corresponds to the desired value C 9 of cooling. This command must be full.
  • the block A4 achieves this saturation, between 0 and 100.
  • This saturated command is then stored by the delay block A5 which makes it possible, at the next sampling instant, to inform the corrector PI of a possible saturation.
  • module B This module is responsible for distributing the cooling requirement previously developed on two means of control. action available in the cooling circuit, either by changing the water flow in the radiator, or by changing the air flow in the radiator.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the evolution of the control C v of the air flow and the control of the water flow D CO m in the radiator, as a function of the overall control of cooling.
  • the control of the water flow varies linearly between a flow rate D min and a flow rate D max , for example between 20% and 80%. Minimum flow non-zero avoids the formation of hot spots in the cooling circuit.
  • the fan is stopped. It is indeed preferred to use the circulation of coolant for low cooling requirements, in order to consume less energy and avoid acoustic problems related to the operation of the fan.
  • the rotational speed of the fan changes linearly between a zero speed and the maximum speed of the fan.
  • the fan control takes into account the speed of the vehicle. Indeed, the use of the fan is only useful if the air flow brought by the fan is greater than the air flow naturally brought by the speed of the vehicle. This can reduce the fan control as the vehicle speed increases.
  • FIG. 5 illustrates an example of control C v of the ventilator as a function of the speed of the vehicle, for a global control of cooling of 90%.
  • the fan control is linearly decreased as the vehicle speed increases.
  • the fan control takes a value equal to zero for the vehicle speed values greater than or equal to a threshold value (here 40 km / h), because the air flow due to the movement of the vehicle is greater than that which can produce the fan.
  • the command D CO m of the flow of coolant remains constant, regardless of the speed of the vehicle.
  • Fig. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a control strategy of the cooling device as a function of time. On the y-axis are represented successively, from top to bottom:
  • the cooling control strategy is thus particularly simple to implement on a computer. It is not very demanding in computing time and can reduce power consumption.
  • the invention may also relate to a device comprising one or more than two pumps. It can also be applied to a gasoline engine equipped with electric water pumps.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de refroidissement (1) pour véhicule automobile, comprenant un circuit de refroidissement apte à refroidir un ensemble moteur (5) à l'aide d'un liquide de refroidissement circulant dans un radiateur (6) traversé par de l'air issu d'un ventilateur (13), et un système de commande (9) apte à commander le débit d'air et le débit du liquide de refroidissement dans le radiateur (6), caractérisé en ce que le système de commande (9) est apte à établir une commande globale de refroidissement en fonction de la température du liquide de refroidissement et d'une température de consigne, et en ce qu'il est apte à commander le débit d'air et le débit du liquide de refroidissement en fonction de la commande globale de refroidissement.

Description

DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT POUR VEHICULE
AUTOMOBILE
L'invention a pour objet un dispositif de refroidissement pour véhicule automobile, comprenant un circuit de refroidissement apte à refroidir un ensemble moteur à l'aide d'un liquide de refroidissement refroidi par un radiateur couplé à un ventilateur. L'invention s'applique avantageusement aux véhicules automobiles électriques.
Dans un moteur à combustion interne, les combustions répétées surchauffent les pièces en contact, comme par exemple les pistons, les cylindres, et les soupapes, et se diffusent sur l'ensemble des pièces mécaniques du moteur. Il faut donc les refroidir sous peine de destruction. Pour un bon fonctionnement, les moteurs à explosion ont ainsi besoin d'une température régulière et adaptée.
Dans le cas d'un véhicule à propulsion électrique, il est également nécessaire de refroidir les différents éléments de la chaîne de traction. II est connu d'utiliser un système de refroidissement comprenant une ou plusieurs pompes permettant de faire circuler un liquide de refroidissement à travers le moteur, ainsi qu'un radiateur, qui est un échangeur de température permettant de refroidir le liquide.
Le radiateur est généralement couplé à un ventilateur. Le ventilateur est un appareil à pales entraîné par un moteur et utilisé pour forcer le passage de l'air extérieur dans le radiateur, en vue de lui faire absorber la chaleur du liquide de refroidissement du moteur.
Il apparaît souhaitable de disposer d'un dispositif de refroidissement permettant d'optimiser le fonctionnement des pompes et du ventilateur, et permettant notamment de limiter l'usure de ces appareils et leur consommation en énergie.
Il apparaît également souhaitable d'obtenir une bonne efficacité de refroidissement.
Le dispositif selon l'invention permet d'atteindre ces objectifs. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de refroidissement pour véhicule automobile, comprenant un circuit de refroidissement apte à refroidir un ensemble moteur à l'aide d'un liquide de refroidissement circulant dans un radiateur traversé par de l'air issu d'un ventilateur, et un système de commande apte à commander le débit d'air et le débit du liquide de refroidissement dans le radiateur.
Dans le dispositif selon l'invention, le système de commande est apte à établir une commande globale de refroidissement en fonction de la température du liquide de refroidissement et d'une température de consigne, et il est apte à commander le débit d'air et le débit du liquide de refroidissement en fonction de la commande globale de refroidissement.
Ainsi, la commande simultanée du débit d'air et du débit du liquide de refroidissement à partir d'une commande unique de refroidissement permet l'obtention d'un refroidissement simplifié et plus efficace.
De préférence, le système de commande est apte à asservir la commande globale de refroidissement dans un système de régulation en boucle fermée en fonction de la température du liquide de refroidissement et de la température de consigne. Le système de commande est avantageusement apte à commander de manière continue la vitesse de rotation du ventilateur.
Le système de commande peut être apte à commander le débit d'air en fonction de la vitesse du véhicule.
Le véhicule automobile peut être un véhicule électrique et l'ensemble moteur peut comprendre un système électronique de pilotage.
Le véhicule électrique peut comprendre un ensemble chargeur de batterie et le circuit de refroidissement est avantageusement apte à refroidir l'ensemble chargeur et l'ensemble moteur. Le dispositif peut comprendre une première pompe apte à alimenter sélectivement en liquide de refroidissement l'ensemble moteur et une deuxième pompe apte à alimenter sélectivement en liquide de refroidissement l'ensemble chargeur.
A cet effet, le dispositif peut comprendre une première vanne apte à empêcher un passage de liquide de refroidissement dans l'ensemble chargeur et une deuxième vanne apte à empêcher un passage de liquide de refroidissement dans l'ensemble moteur.
Le dispositif peut également comprendre une restriction hydraulique permettant de maintenir un débit minimum de liquide de refroidissement dans l'ensemble moteur.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre sous forme de schéma-blocs un dispositif de refroidissement selon l'invention, intégré à un véhicule électrique,
- la figure 2 illustre sous forme de schéma-blocs une stratégie de commande du dispositif, - la figure 3 est une vue de détail d'un bloc de la figure 2, et
- les figures 4 à 6 sont des diagrammes utiles à la compréhension de la stratégie de commande.
Le dispositif de refroidissement 1, tel qu'illustré à la figure 1, comprend une première pompe électrique 2, une deuxième pompe électrique 3, un chargeur 4 de batterie, un ensemble moteur 5, un radiateur 6, ainsi qu'une première électrovanne 7 et une deuxième électrovanne 8. La première pompe électrique 2, la deuxième pompe électrique 3, la première électrovanne 7 et la deuxième électrovanne 8 sont reliées à un dispositif de commande 9.
La première pompe électrique 2 est destinée à être utilisée lors du roulage du véhicule, tandis que la deuxième pompe électrique 3 est destinée à être utilisée lors de la recharge de la batterie. Le débit de la première pompe 2 et le débit de la deuxième pompe 3 peuvent être réglés à l'aide d'un signal de commande.
Le chargeur 4 permet, lorsque le véhicule est à l'arrêt, de recharger la batterie électrique de traction, non représentée, à partir du réseau électrique domestique.
La première électrovanne 7 permet de court-circuiter la deuxième pompe 3 et le chargeur 4, lors du roulage du véhicule, tandis que la deuxième électrovanne 8 permet de court-circuiter l'ensemble moteur 5 lors du chargement de la batterie, lorsqu'on estime que le refroidissement de l'ensemble moteur 5 n'est pas nécessaire. La deuxième électrovanne 8 peut être reliée à une restriction hydraulique 10 qui permet de réaliser une perte de charge, et de conserver ainsi un débit de liquide de refroidissement dans l'ensemble moteur 5, même lorsque la deuxième électrovanne 8 est passante.
L'ensemble moteur 5 comprend un moteur 11 et un système électronique de pilotage 12 destiné notamment à transformer la tension continue de la batterie en tension alternative.
Le radiateur 6 permet de refroidir le liquide de refroidissement, de manière similaire au dispositif de refroidissement d'un moteur à combustion interne. Il est équipé d'un moto-ventilateur 13 muni de pales en rotation. La vitesse de rotation des pales du ventilateur 13 peut être réglée de manière continue entre une valeur nulle et une valeur maximale.
Il est nécessaire de refroidir l'ensemble moteur 5 lors du roulage du véhicule, ainsi que le chargeur 4 lorsque le véhicule est à l'arrêt. La stratégie de refroidissement est gérée par le dispositif de commande 9. Le dispositif de commande 9 est un calculateur qui est en liaison avec des capteurs du circuit de refroidissement, en particulier des capteurs de température du liquide de refroidissement. Le calculateur 9 pilote les pompes 2, 3, les électrovannes 7, 8, ainsi que le groupe moto- ventilateur 13 du radiateur 6. Le calculateur 9 est en outre avantageusement relié à d'autres calculateurs du véhicule, via par exemple un réseau de type bus CAN (Controller Area Network en langue anglaise), afin d'obtenir d'autres mesures nécessaires à la stratégie de refroidissement.
La stratégie de commande du circuit de refroidissement peut être réalisée sous la forme de trois modules A, B, C, tel qu'illustré à la figure 2. Le module A concerne l'élaboration d'une commande globale de refroidissement. Le module B concerne la répartition de la commande globale de refroidissement entre la commande du débit de liquide de refroidissement dans le radiateur 6 et la commande de la vitesse de rotation du ventilateur 13. Le module C concerne quant à lui le choix de la pompe électrique 2, 3.
Le module A est chargé d'élaborer une commande globale de refroidissement selon l'état du véhicule (roulage ou recharge de la batterie à l'arrêt). Les entrées du module A sont : - la température T du liquide de refroidissement : elle peut être obtenue à l'aide d'un ou plusieurs capteurs de température,
- la température Text à l'extérieur du véhicule, et
- la vitesse V du véhicule.
Les entrées du module B sont : - la commande globale de refroidissement C9 issue du module A, et
- la vitesse V du véhicule.
Les sorties du module B sont :
- la commande Cv du ventilateur. Il s'agit d'un signal compris entre 0 et 100 et exprimant un pourcentage de la puissance maximale du ventilateur, et
- la commande du débit d'eau DCOm dans le radiateur.
Les commandes Cv et DCOm peuvent être obtenues à partir de cartographies de valeurs en fonction de la commande globale de refroidissement C9.
Les entrées du module C sont :
- la commande de débit DCOm issue du module B, et
- l'état E du véhicule : c'est un signal en provenance du calculateur central de la voiture qui vaut 1 si on est en mode recharge de la batterie du véhicule et qui vaut 0 si on est en mode roulage. Les sorties du module C sont :
- la commande du débit DCOmi de la première pompe, utilisée en mode roulage. Il s'agit d'un signal compris entre 0 et 100 et exprimant le pourcentage du débit maximum pouvant être réalisé par la pompe, et - la commande du débit DCOm2 de la deuxième pompe, utilisée en mode recharge. Il s'agit d'un signal compris entre 0 et 100 et exprimant le pourcentage du débit maximum pouvant être réalisé par la pompe.
De manière simple, on peut choisir de n'utiliser que la deuxième pompe si le signal de l'état du véhicule vaut 1 et de n'utiliser que la première pompe si le signal de l'état du véhicule vaut 0.
Un mode de réalisation de l'élaboration de la commande globale de refroidissement est illustré en détail sur la figure 3. L'objectif est de faire varier automatiquement la commande globale de refroidissement entre 0 et 100 en fonction de la température du liquide de refroidissement. Tant que la température du liquide de refroidissement est inférieure à une température de consigne, la commande de débit reste à la valeur O, c'est-à-dire que dans ce cas on n'a pas besoin de refroidissement. Dès que la température du liquide de refroidissement dépasse la température de consigne, la régulation se met en marche et la commande augmente progressivement de 0 jusqu'à la valeur maximale 100 qui correspond à un refroidissement maximal.
La commande globale de refroidissement est obtenue par régulation en boucle fermée, la consigne considérée étant la température de consigne, et la boucle de réaction considérée étant la température mesurée du liquide de refroidissement.
Cet objectif est atteint grâce aux blocs Al à A5 du module A. Le bloc Al élabore la valeur de consigne de température Tcons du liquide de refroidissement en fonction de la température Text à l'extérieur du véhicule et de la vitesse V du véhicule. En effet, plus la vitesse V du véhicule est grande, et plus la capacité du radiateur à refroidir est grande, et donc plus il est possible d'augmenter la valeur de consigne de température TCOns- De la même façon, plus la température extérieure Text est froide, et plus l'efficacité du radiateur est grande et donc plus il est possible d'augmenter la valeur de consigne de température TCOns- Le bloc Al réalise ainsi la valeur de consigne de température TCOns par interpolation linéaire à partir de cartographies.
Le bloc A2 élabore ensuite un signal d'erreur ΔT qui est la différence entre la température de consigne Tcons et la température mesurée T. Le signal ΔT est envoyé au bloc A3 qui est un bloc correcteur PI (proportionnel-intégral), bien connu de l'homme du métier. On pourrait toutefois utiliser également un correcteur de type proportionnel ou un correcteur de type intégral. Les entrées du bloc A3 sont : - le signal d'erreur ΔT issu du bloc A2, - la commande globale de refroidissement C9 envoyée à l'instant d'échantillonnage précédent ; si la commande est saturée à la valeur 0 ou à la valeur 100, le correcteur en est informé et l'action intégrale est elle aussi saturée, - le gain proportionnel G du correcteur PI, par exemple 1%,
- la constante de temps Q intégrale du correcteur PI, par exemple 5s.
La sortie du bloc A3 correspond à la valeur C9 souhaitée de refroidissement. Cette commande doit être saturée. Le bloc A4 réalise cette saturation, entre 0 et 100. Cette commande saturée est ensuite mémorisée par le bloc de retard A5 qui permet, à l'instant d'échantillonnage suivant, d'informer le correcteur PI d'une éventuelle saturation.
On réussit ainsi à faire évoluer automatiquement la commande globale de refroidissement C9 entre les deux valeurs 0 et 100. La suite de la description est consacrée au module B. Ce module est chargé de répartir le besoin de refroidissement précédemment élaboré sur deux moyens d'action disponibles dans le circuit de refroidissement, soit en modifiant le débit d'eau dans le radiateur, soit en modifiant le débit d'air dans le radiateur.
On souhaite de préférence respecter deux contraintes :
- ne pas trop solliciter le ventilateur, et
- avoir un débit minimum Dmιn de liquide de refroidissement dans le circuit, même en l'absence de besoin de refroidissement. La figure 4 est un diagramme illustrant l'évolution de la commande Cv du débit d'air et de la commande du débit d'eau DCOm dans le radiateur, en fonction de la commande globale de refroidissement.
La commande du débit d'eau varie linéairement entre un débit Dmιn et un débit Dmax, par exemple entre 20% et 80%. Un débit minimal non nul permet d'éviter la formation de points chauds dans le circuit de refroidissement.
Tant que la commande globale de refroidissement est inférieure à une valeur seuil, par exemple 25%, le ventilateur est arrêté. On préfère en effet utiliser la circulation du liquide de refroidissement pour de faibles besoins en refroidissement, afin de consommer moins d'énergie et d'éviter les problèmes acoustiques liés au fonctionnement du ventilateur.
Lorsque la commande globale de refroidissement dépasse la valeur seuil, la vitesse de rotation du ventilateur évolue linéairement entre une vitesse nulle et la vitesse maximale du ventilateur. Dans une variante, on peut faire évoluer la commande du ventilateur suivant une allure non linéaire, par exemple avec une pente faible pour des valeurs basses de commande globale de refroidissement et une pente forte pour des valeurs de commande globale de refroidissement proches de 100%.
On peut également envisager que la commande du ventilateur tienne compte de la vitesse du véhicule. En effet, l'utilisation du ventilateur n'a d'intérêt que si le flux d'air apporté par le ventilateur est supérieur au flux d'air apporté naturellement par la vitesse du véhicule. On peut ainsi diminuer la commande du ventilateur au fur et à mesure que la vitesse du véhicule augmente.
La figure 5 illustre un exemple de commande Cv du ventilateur en fonction de la vitesse du véhicule, pour une commande globale de refroidissement de 90%. On fait décroître linéairement la commande du ventilateur lorsque la vitesse du véhicule augmente. La commande du ventilateur prend une valeur égale à zéro pour les valeurs de vitesse du véhicule supérieures ou égales à une valeur seuil (ici 40 km/h), car le flux d'air dû au mouvement du véhicule est supérieur à celui que peut produire le ventilateur. La commande DCOm du débit de liquide de refroidissement reste quant à elle constante, quelle que soit la vitesse du véhicule.
La figure 6 est un diagramme illustrant un mode de réalisation d'une stratégie de commande du dispositif de refroidissement en fonction du temps. En ordonnée sont représentées successivement, du haut vers le bas :
- les pertes en W du système électrotechnique ; elle génèrent un échauffement au niveau de l'électronique de puissance et du moteur électrique, - la vitesse du véhicule,
- la température de consigne du liquide de refroidissement et la température du liquide de refroidissement, et
- la commande globale de refroidissement, la commande du débit du liquide de refroidissement et la commande du débit d'air. Les pertes et la vitesse du véhicule sont par exemple les suivantes : entre t=0 et t=2000 s, la vitesse du véhicule monte très rapidement à 40 km/h et reste constante à cette valeur. Les pertes montent progressivement jusqu'à 2kW puis restent constantes. Entre t=2000 s et t=4000 s, les pertes restent constantes puis diminuent jusqu'à devenir nulles, tandis que la vitesse du véhicule chute lentement de 40 km/h à 0 km/h. Enfin, entre t=4000 s et t= 7000 s, les pertes et la vitesse du véhicule restent nulles.
En réponse à ces pertes et à cette vitesse du véhicule, entre t= 0 et t= 1100 s environ, la température T du liquide de refroidissement est en dessous de la consigne Tc. La commande globale C9 reste donc à 0.
Entre t= 1100 s et t=2000 s, la température T dépasse la consigne Tc. La commande globale C9 augmente ainsi jusqu'à 40% pour stabiliser la température T. Cette commande C9 se répartit essentiellement en commande DCOm de débit de liquide de refroidissement car la vitesse du véhicule est suffisante pour refroidir le système.
Entre t=2000 s et t=4000 s, comme la vitesse du véhicule chute, la baisse de flux d'air est compensée progressivement par la commande Cv du ventilateur. Cette phase illustre le bon fonctionnement de l'invention.
Après t=4000 s, les pertes deviennent nulles. La température T de l'eau diminue ainsi progressivement. La commande globale C9 diminue également, ainsi que les commandes DCOm de débit de liquide de refroidissement et Cv du ventilateur. La stratégie de commande de refroidissement est ainsi particulièrement simple à mettre en œuvre sur un calculateur. Elle est peu exigeante en temps de calcul et permet de réduire la consommation électrique.
Bien que le dispositif décrit ci-dessus comprenne deux pompes, l'invention peut également concerner un dispositif comprenant une ou plus de deux pompes. Elle peut également s'appliquer à un moteur à essence équipé de pompes à eau électriques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de refroidissement (1) pour véhicule automobile, comprenant un circuit de refroidissement apte à refroidir un ensemble moteur (5) à l'aide d'un liquide de refroidissement circulant dans un radiateur (6) traversé par de l'air issu d'un ventilateur (13), et un système de commande (9) apte à commander le débit d'air et le débit du liquide de refroidissement dans le radiateur (6), caractérisé en ce que le système de commande (9) est apte à établir une commande globale de refroidissement en fonction de la température du liquide de refroidissement et d'une température de consigne, et en ce qu'il est apte à commander le débit d'air et le débit du liquide de refroidissement en fonction de la commande globale de refroidissement.
2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande (9) est apte à asservir la commande globale de refroidissement dans un système de régulation en boucle fermée en fonction de la température du liquide de refroidissement et de la température de consigne.
3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de commande (9) est apte à commander de manière continue la vitesse de rotation du ventilateur (13).
4. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de commande (9) est apte à commander le débit d'air en fonction de la vitesse du véhicule.
5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le véhicule automobile est un véhicule électrique et en ce que l'ensemble moteur (5) comprend un système électronique de pilotage.
6. Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le véhicule électrique comprend un ensemble chargeur (4) de batterie, et en ce que le circuit de refroidissement est apte à refroidir l'ensemble chargeur (4) et l'ensemble moteur (5).
7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une première pompe (2) apte à alimenter sélectivement en liquide de refroidissement l'ensemble moteur (5) et une deuxième pompe (3) apte à alimenter sélectivement en liquide de refroidissement l'ensemble chargeur (4).
8. Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une première vanne (7) apte à empêcher un passage de liquide de refroidissement dans l'ensemble chargeur (4) et une deuxième vanne (8) apte à empêcher un passage de liquide de refroidissement dans l'ensemble moteur (5).
9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une restriction hydraulique (10) permettant de maintenir un débit minimum de liquide de refroidissement dans l'ensemble moteur (5).
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