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锂离子电池通过整合可再生能源技术与电动汽车(EV )，在实现排放目标中发挥了重要作用。然而，锂离子电池的性能具有温度敏感性，因此热管理系统(TMS)应该将电池保持在最佳范围内的工作温度下，并最大化温度均匀性。本文从PCM的改性研究，PCM的热性能增强优化，PCM的定型剂的选择出发，制备了形状稳定的复合相变材料(SCPCM)。随后，对所制备的复合相变材料相变过程进行了可视化研究。为了进一步验证相变材料热管理的可行性，选取了综合性能良好的SCPCM作为热管理系统的散热介质，构建了SCPCM热管理系统。并针对大功率电池模组，提出了主动PCM热管理系统(液体冷却和PCM的组合)，优化SCPCM热管理系统的冷却性能。主要研究内容及结论包括：
1.以膨胀石墨(EG)作为主要的导热骨架，Fe3O4-MGO为导热颗粒，制备了一系列导热增强的复合相变材料(CPCM)。并通过减小EG的颗粒尺寸，优化CPCM的导热能力。以氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)作为支撑材料，与优化后的CPCM复合，制备了形状稳定的复合相变材料(SCPCM)。结果表明，加入Fe3O4-MGO后，可以提高CPCM的导热能力，且Fe3O4-MGO具有一定的相变焓值。EG-100可以进一步强化复合材料的传热性能，在5wt%时，相对与EG-80，热扩散系数提高了42%。SCPCM具有良好的热性能、形状稳定性、热记忆性。
2.搭建了可视化的测试平台，对复合材料的相变过程传热特性进行了探究，对比了添加材料比例对复合材料熔融相变过程的影响。结果表明，相变过程中的综合传热效果受对流和导热的综合影响，对自然对流的抑制作用与添加材料的比例正相关。6wt%的导热增强材料(5wt%EG和1wt%Fe3O4-MGO)可以使整体传热性能得到改善。SCPCM的熔化过程与CPCM4*(5wt%EG和1wt%Fe3O4-MGO)相似，但由于SEBS的三维网络结构导致复合材料的相变表观活化能增加，且SEBS对自然对流存在抑制作用，并导致潜热减小。相比于CPCM4*，SCPCM的熔化时间和最高温度略微增加了592s和7℃，但是该相变材料具有良好的定型效果。
3.选取SCPCM作为PCM热管理系统中的散热介质，基于电池的产热规律，设计了PCM热管理系统。在充放电循环过程中，对比了NO-PCM、PCM和W-PCM三种电池模组的热特性及循环性能，结果表明，W-PCM电池模组中的散热效果始终是三种冷却方式中最好的。PCM电池模组的冷却效果在放电倍率为3C时达到最佳，最高温度和最大温差分别为53.47℃和4.8℃。5C放电倍率下，由于SCPCM材料达到热饱和，该模组散热效果下降。而W-PCM电池模组中，模组最高温度和温差可保持在50℃和5℃以内。
1.以膨胀石墨(EG)作为主要的导热骨架，Fe3O4-MGO为导热颗粒，制备了一系列导热增强的复合相变材料(CPCM)。并通过减小EG的颗粒尺寸，优化CPCM的导热能力。以氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)作为支撑材料，与优化后的CPCM复合，制备了形状稳定的复合相变材料(SCPCM)。结果表明，加入Fe3O4-MGO后，可以提高CPCM的导热能力，且Fe3O4-MGO具有一定的相变焓值。EG-100可以进一步强化复合材料的传热性能，在5wt%时，相对与EG-80，热扩散系数提高了42%。SCPCM具有良好的热性能、形状稳定性、热记忆性。
2.搭建了可视化的测试平台，对复合材料的相变过程传热特性进行了探究，对比了添加材料比例对复合材料熔融相变过程的影响。结果表明，相变过程中的综合传热效果受对流和导热的综合影响，对自然对流的抑制作用与添加材料的比例正相关。6wt%的导热增强材料(5wt%EG和1wt%Fe3O4-MGO)可以使整体传热性能得到改善。SCPCM的熔化过程与CPCM4*(5wt%EG和1wt%Fe3O4-MGO)相似，但由于SEBS的三维网络结构导致复合材料的相变表观活化能增加，且SEBS对自然对流存在抑制作用，并导致潜热减小。相比于CPCM4*，SCPCM的熔化时间和最高温度略微增加了592s和7℃，但是该相变材料具有良好的定型效果。
3.选取SCPCM作为PCM热管理系统中的散热介质，基于电池的产热规律，设计了PCM热管理系统。在充放电循环过程中，对比了NO-PCM、PCM和W-PCM三种电池模组的热特性及循环性能，结果表明，W-PCM电池模组中的散热效果始终是三种冷却方式中最好的。PCM电池模组的冷却效果在放电倍率为3C时达到最佳，最高温度和最大温差分别为53.47℃和4.8℃。5C放电倍率下，由于SCPCM材料达到热饱和，该模组散热效果下降。而W-PCM电池模组中，模组最高温度和温差可保持在50℃和5℃以内。