锂离子电池因在安全性、比能量、比功率和循环寿命等方面的不断提升,已成为电动汽车主要的动力来源。然而,为确保锂离子电池的安全性和理想的操作性能,电池的温度和局部温差必须维持在合适的范围内。因此,一款高效的电池热管理系统是必不可少的。本文为某纯电动汽车设计了一款紧凑的圆柱形锂离子电池模组,并提出基于微小通道波形扁管的液冷方案。电池模组由8个串联的电池模块构成,每个电池模块容纳30颗并联的18650锂离子电池。电池模块嵌入一根铝制波形扁管,作为电池的隔离和固定装置,扁管两侧面与两排电池的圆柱面紧密接触。波形扁管的轮廓呈波状,且曲率半径与电池外壳一致,以保证与圆柱电池具有可靠的热接触。波形扁管两端设有进出口,在工作状态下,冷却液从进口流入扁管,随后分流到平行通道中。基于电池各项物性参数和电池生热模型,对所述电池模组的散热性能进行了三维瞬态模拟,对热管理结构参数和运行工况进行仿真优化。通过改变波形扁管的接触角、通道数和质量流量等对电池模组散热性能影响较大的参数,对电池模组进行了数值优化。增大波形扁管的接触角和质量流量可以提升液冷结构的散热效率并改善电池组温度分布均匀性。但是,通过不断增加相同大小的接触角或质量流量,散热效率的提升效果越来越不明显,原因在于液冷元件逐渐达到对电池模组冷却的极限。当每个通道的质量流量一定时,增加通道数得到相同的结论,而当总流量一定时,波形扁管存在最佳通道数。当总质量流量为4×10^-3 kg/s时,10通道波形扁管最佳。当电池模组在35℃环境下以1 C倍率放电时,即使质量流量低至4×10^-3 kg/s,采用具有60°接触角的10通道波形扁管也能将电池组的最高温度和局部温差分别控制在39.27℃和4.12℃。在相应工况下进行实验以验证仿真的可靠性,结果显示仿真值与实验值基本一致。仿真结果和实验值的最大绝对误差不超过0.37℃,温升的最大相对误差δ不超过14.25%。针对电动汽车行驶过程中经常进行起步加速这一实际情况,进行了短时、频繁超高倍率放电条件下电池组的液冷特性仿真,结果表明该液冷系统完全能够满足极端条件下频繁起步加速时的冷却需求。此外,提出一种接触角从进口到出口逐渐增大的波形扁管,在提升电池组温度均匀性方面比60°接触角的波形扁管更具优势,在相同工况下,温差进一步降低了18.2%。本文的仿真和实验结果对圆柱形锂离子电池模组的热管理具有一定的参考价值。