%0 Journal Article
%T Parameterization and Observability Analysis of Scalable Battery Clusters for Onboard Thermal Management Param¨¦trage et analyse d¡¯observabilit¨¦ de clusters de batteries de taille variable pour une gestion thermique embarqu¨¦e
%A Lin Xinfan
%A Fu Huan
%A Perez Hector E.
%A Siege Jason B.
%J Oil & Gas Science and Technology
%D 2013
%I Institut Fran?ais du P¨¦trole
%R 10.2516/ogst/2012075
%X Although the battery surface temperature is commonly measured, the core temperature of a cell may be much higher hence more critical than the surface temperature. The core temperature of a battery, though usually unmeasured in commercial applications, can be estimated by an observer, based on a lumped-parameter battery thermal model and the measurement of the current and the surface temperature. Even with a closed loop observer based on the measured surface temperature, the accuracy of the core temperature estimation depends on the model parameters. For such purpose, an online parameterization methodology and an adaptive observer are designed for a cylindrical battery. The single cell thermal model is then scaled up to create a battery cluster model to investigate the temperature pattern of the cluster. The modeled thermal interconnections between cells include cell to cell heat conduction and convection to the surrounding coolant flow. An observability analysis is performed on the cluster before designing a closed loop observer for the pack. Based on the analysis, guidelines for determining the minimum number of required sensors and their exact locations are derived that guarantee the observability of all temperature states. Bien que la temp¨¦rature de surface d¡¯une batterie soit g¨¦n¨¦ralement mesur¨¦e, la temp¨¦rature interne d¡¯une cellule peut ¨ºtre beaucoup plus ¨¦lev¨¦e donc plus critique que la temp¨¦rature de surface. La temp¨¦rature interne d¡¯une batterie, pourtant normalement non mesur¨¦e dans les applications commerciales, peut ¨ºtre ¨¦valu¨¦e par un observateur, sur la base d¡¯un mod¨¨le thermique de batterie ¨¤ constantes localis¨¦es et ¨¤ partir de la mesure du courant et de la temp¨¦rature de surface. M¨ºme avec un observateur en boucle ferm¨¦e bas¨¦ sur la temp¨¦rature de surface mesur¨¦e, la pr¨¦cision de l¡¯estimation de la temp¨¦rature interne d¨¦pend des constantes du mod¨¨le. Dans cette optique, une m¨¦thodologie de param¨¦trage en ligne et un observateur adaptatif sont con us pour une batterie cylindrique. Le mod¨¨le thermique ¨¤ une seule cellule est ensuite agrandi afin de cr¨¦er un mod¨¨le de cluster de batteries dans le but d¡¯¨¦tudier le sch¨¦ma de temp¨¦rature du cluster. Les interconnexions thermiques mod¨¦lis¨¦es entre les cellules incluent la conduction de chaleur de cellule ¨¤ cellule et la convection au flux du liquide de refroidissement environnant. Une analyse d¡¯observabilit¨¦ est effectu¨¦e sur le cluster avant la conception, pour le pack, d¡¯un observateur en boucle ferm¨¦e. Sur la base de l¡¯analyse, les lignes directrices permettant la d¨¦termination du nombre mi
%U http://dx.doi.org/10.2516/ogst/2012075