动力电池热管理是保证锂离子电池使用性能和安全运行的关键技术,能够确保电动汽车电池包在各种运行条件下都能保持适当的温度范围。在电动汽车高负荷工况下,电池模组内部会积聚大量的热量,导致电池的最高温度和模组的最大温差均超过安全温度限制,甚至引发热失控。因此,研究电池模组内部温度分布情况及其影响因素,设计行之有效的电池热管理系统,对降低电池模组内部温度水平和温度不均匀性,提高电池热安全性能具有重要意义。本文主要提出了基于热扩散板的新型风冷电池热管理系统,包括单层热扩散板配置和双层热扩散板配置,并通过数值仿真以及实验验证研究了电池模组的热性能。电池模组内圆柱形锂离子电池按照4×5正交排列,电池底部通过电绝缘板连接到底部铝板上,同时在电池中部配置了热扩散板,既增加了电池模组的散热面积,又提高了电池模组整体的温度一致性。首先,对单体电池在3C放电倍率时的生热模型进行了验证,再将单体电池的生热模型应用到所研究的电池模组中。为了验证电池模组的有效性,分别对常规的风冷电池模组、单层热扩散板配置和双层热扩散板配置下的电池模组进行了恒定风速（2m/s）下的对比研究。初步研究表明,相比常规的风冷电池模组,单层热扩散板配置和双层热扩散板配置下的电池模组最大温差分别降低了16.01%（2.23°C）和31.56%（4.40°C）。显而易见,单层热扩散板和双层热扩散板的配置均能提高电池模组的温度一致性,其中配置双层热扩散板的电池模组温度一致性的提高更为明显。随后,针对单层热扩散板和双层热扩散板配置下的风冷电池模组,分别对其进行了实验设计和多目标优化。在优化过程中,以最高温度、温差、压差和热扩散板质量为总体优化目标,通过响应面分析法（RSM）建立优化目标代理模型,再结合期望函数与代理模型得出最优的设计方案。另外,还对最优设计方案进行了风速与风扇功耗研究,结果表明,优化后的单层热扩散板和双层热扩散板配置具有更低的温升和温度均匀性,即使在更低的风扇功耗下也能获得良好的热性能。此外,也对双层热扩散板配置下的风冷电池模组进行了实验验证,包括实验台的搭建和结果对比,三个温度监测点处实验监测值与仿真结果温度最大偏差分别为2.05%（0.66°C）、2.50%（0.83°C）和2.43%（0.78°C）,仿真结果与实验结果吻合很好。