Brevet FR3077428A1 — publié le 20190802

Un simple système de réfrigération R744 (CO2) est composé d'un compresseur, d'un refroidisseur d'eau, d'un évaporateur et d'un dispositif de détente. Dans ce cycle, le dispositif d'expansion est utilisé pour contrôler la haute pression afin d'atteindre la capacité de refroidissement désirée à un COP maximum (coefficient de performance). Cette invention décrit qu'une modification de la stratégie de contrôle haute pression peut considérablement augmenter la capacité de refroidissement de la batterie du système. Gascooler Expansion device Accumulator attery ooler Figure 1 En fonctionnement normal, la haute pression est contrôlée pour maximiser le coefficient de performance du système. Une courbe de contrôle typique pour un système à courant alternatif est représentée sur la figure 2. 2 149 160 429 410 4 Typical AC Contra[ Curve Figure 2 Le CO2 (R744) a la particularité que l'enthalpie à la sortie du gascooler est 5 une fonction décroissante de la pression (à température constante). Cela signifie qu'une pression plus élevée à la sortie du refroidisseur de gaz conduit à une enthalpie inférieure. Ainsi, le résultat d'une pression plus élevée à la sortie du refroidisseur de gaz 10 est une augmentation de la capacité de refroidissement. Ce phénomène est illustré sur la figure 3. 111,1: 140 160 1120 240 2,50 300 400 420 440 Enthalpy [1,11ye] Figure 3 Comme démontré, une pression plus élevée à la sortie du compresseur 5 conduit à une amélioration de la capacité de refroidissement, mais en même temps à une augmentation de la consommation du compresseur. Puisque cette procédure est utilisée pour le refroidissement de la batterie pendant la recharge de la batterie, la consommation du compresseur n'est pas un problème. 10 La haute pression maximale est limitée par la conception des composants (souvent 130 bars). La valeur absolue de la dérivée de l'enthalpie par rapport à la pression à température constante diminue avec la petite température à la sortie du refroidisseur, en particulier pour une température inférieure à 30 ° C (courbes isothermes tendent 15 vers courbes isenthalpiques « courbes verticales » ). Cela signifie que l'effet d'augmentation de la pression à la sortie du compresseur aura un effet plus faible sur l'enthalpie à mesure que la température diminuera. Ainsi, pour une petite température à la sortie du refroidisseur de gaz, la haute pression est contrôlée à une valeur inférieure à la pression maximale du système R744 Icrease in the high pressure ^ 60,00 ^ 50,00 40,06 3 4 La meilleure zone de contrôle pour un refroidissement maximum est indiquée dans le graphique suivant. dito- sen eae ete 440 .15,2 Entha: 5 Figure 4 Une courbe de contrôle type pour une capacité de refroidissement maximale est donnée par l'équation suivante: HP = 3,9 Tgascooler outlet + 15 + x 10 X est une valeur comprise entre 0 et 20 Pendant le refroidissement de la batterie, la haute pression est contrôlée en utilisant le dispositif d'expansion aux valeurs obtenues par l'équation. Le résultat de ce contrôle sera une capacité de refroidissement plus élevée à la même vitesse du 15 compresseur (cas typique où la capacité de refroidissement maximale du système est requise) ou la même capacité de refroidissement à une vitesse plus faible du compresseur et produisant moins de bruit. la capacité de refroidissement requise est inférieure à la capacité de refroidissement maximale du système). 20 Le graphique suivant (figure 5) montre le gain de la capacité de refroidissement lorsque la haute pression varie (à l'aide du dispositif d'expansion) à Max cooling capacity control area Example of a battery cooling control curve 5 une vitesse constante du compresseur. Effect of the high pressure on the cooling capacity Cooling capacity (W, Tamb = 15 °C STamb = 20 °C Tamb = 25 °C -Tamb = 30 °C Tamb = 35 °C Tamb = 40 °C Tamb = 45 °C 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 High pressure (bar) 120,0 130,0 REVENDICATIONS1. Système de refroidissement de batterie avec une courbe de contrôle type pour une capacité de refroidissement maximale est donnée par l'équation suivante: 10 HP = 3,9 Tgascooler outlet + 15 + x X est une valeur comprise entre 0 et 20 15 20