Study for Effective Cooling of Ni-MH Battery Module Using Forced Air Flow

In this study, computational simulation was performed for thermal management of modules consisting of 10 batteries. Simplified structure and equivalent thermal resistance network was applied to maintain the thermal properties. Verification test of the mesh were in progress to ensure the reliability of 2.6 mm in the narrow gap between the battery, resulting in at least three divided mesh between the shape of the grid was required. Type of air from rear of the module, type of air from top of the module and type of air from bottom of the module were applied and effective cooling methods are discussed based on the location of fan and air intake of the modules. Maximum temperature and temperature differences of modules that directly affect the performance of the module were compared, and also behavior of the fluid was confirmed by comparing the air flow. The best maximum temperature is shown type of air from bottom of the module to $40.27^{\circ}C$ and type of air from top of the module shows smallest temperature difference $0.73^{\circ}C$.

공기 유동에 따른 Ni-MH 배터리 모듈의 효과적인 냉각에 관한 연구

본 연구에서는 10개의 배터리로 구성된 모듈에 대한 열관리 전산모사를 수행하였다. 배터리의 구조를 단순화 하였고, 전기저항 등가식을 이용한 열전도 이론을 사용하였다. 2.6 mm의 좁은 배터리 사이의 간격에 대한 격자의 신뢰도 검증 실험을 진행하였고, 그 결과 배터리 사이에 최소 3개 이상 나누어진 격자의 형태가 필요하였다. 크게 모듈의 후면에서 공기가 유입되는 형태, 모듈의 상부에서 공기가 유입되는 형태 그리고 모듈의 하부에 공기가 유입되는 형태로 나누어 팬과 공기흡입구의 위치에 따른 모듈의 효과적인 냉각방법을 모색하였다. 배터리의 성능에 영향을 미치는 모듈의 최고온도와 배터리간의 온도 차이를 비교하였고, 공기의 유속을 비교하여 유체의 거동을 확인하였다. 모듈의 하부에서 공기가 유입되는 경우, $40.27^{\circ}C$로 가장 낮은 최고온도를 보였고, 모듈의 상부에서 공기가 유입되는 경우에 $0.73^{\circ}C$로 가장 적은 온도편차를 보였다.