动力电池的热安全是新能源汽车重点关注的问题,动力电池的温度均匀性决定了其工作性能和使用寿命,需要设计合理的电池热管理系统提高其散热效率和均温性能。对于电池液冷散热系统,冷却液的沿程温升始终会导致电池模块内部在液冷流道进出口之间存在较大的温差,由此带来电池单元或模组均温性下降的问题。为此,论文提出一种由槽道式均热板与直流式液冷板组合而成的复合液冷系统,以改善液冷系统热源表面的温度均匀性、简化液冷系统的流道设计。然而,目前关于复合液冷系统冷却侧温度分布不均对均热板内部气液相变传热过程的影响机理尚不清楚,系统冷却液沿程温升对均热板热源表面均温性的影响规律尚缺乏系统研究。论文首先对复合液冷系统在不同运行工况下均热板的传热性能及均温性能进行了实验研究,引入“抑制率”作为评估均热板热源表面均温性的评价指标,并探索了不同运行工况对热源表面均温性的影响;然后,建立复合液冷系统内复杂对流、导热和相变耦合传热模型,并进行了相应的数值模拟计算。数值模拟计算结果深入揭示了均热板内气液热质输运过程和特点,及其对复合液冷系统均温性的影响机理;在此基础上,对不同结构和运行参数下系统的传热性能和均温性进行了相关计算,分析各个参数对均温性能的影响规律。最后,基于蒸气在均热板腔室内部的流动传热理论,综合实验和模拟结果,拟合得到不同结构和运行参数下复合液冷系统中均热板加热表面温升抑制率的经验关系式,为复合液冷系统的设计和运行提供了科学依据。概括起来,论文的研究结果如下:（1）复合液冷系统设计及传热性能实验研究。提出一种由槽形铝制均热板和直流式液冷板组成的复合液冷系统,实验研究了加热功率、冷却液流量、充液率和倾斜状态对均热板热阻和加热表面温差的影响规律。研究表明,均热板能有效抑制冷却液沿程温升导致的加热表面温差,显著提高系统的温度均匀性。研究发现,在较小的充液率下,均热板表现出较好的传热性能及均温性能;在测试的加热功率和冷却液流量范围内,随着加热功率增大、冷却液流速减小,加热表面的温升抑制率越高;此外,研究表明,在正倾斜方向时复合液冷系统的传热性能和均温性能优于负倾斜方向时的传热性能和均温性能。（2）复合液冷系统中均热板传热特性数值模拟。建立了复合液冷系统包含导热、对流和相变的复杂三维耦合传热模型,模拟分析了均热板在0 s～60 s启动过程中气液工质的组分、腔室内压力和温度、相变及流动特征的演化过程。系统传热过程达到稳态时,模拟计算结果与实验结果吻合较好,表明了所建模型和数值模拟方法的可靠性。研究表明,随着加热过程的持续,达到稳定平衡状态时,均热板蒸气腔内右侧温度高于左侧温度,导致冷凝区域集中于腔室左侧,汽化区域集中于腔室右侧,均热板内气液工质在腔室左右两端存在一定的压差,驱动蒸气从高温区域向低温区域转移。数值模拟结果揭示了均热板内部气液工质沿槽道纵向上的热质输运过程是提高复合液冷系统均温性的主要机制。（3）均热板运行参数对加热表面均温性的影响规律。基于复合液冷系统的三维耦合传热模型,改进了迭代求解方法,以缩短达到稳定传热状态时的计算时间,验证了该求解方法的可靠性和高效性。模拟研究了复合液冷系统中均热板在稳定传热状态下气液工质的热质输运过程和特征,分析了加热功率、倾斜状态、冷却液流量对均热板加热表面均温性的影响。研究表明,均热板在不同加热功率、冷却液流量下可以有效抑制冷却液沿程温升所导致的加热表面温差,在正倾斜方向时,浮升力促进了均热板内部气液工质在槽道纵向上的定向输运循环,起到了改善加热表面均温性的作用。在负倾斜方向时,气液工质的相变过程出现恶化,腔室内气液流动传热过程出现阻碍,导致了加热表面均温性的降低。（4）均热板结构参数对加热表面均温性的影响规律。基于复合液冷系统的三维耦合传热模型,系统研究和分析了均热板槽道结构参数（长、宽、高）对于均热板热阻与均温性能的影响。研究发现,增加均热板内部槽道高度和宽度,可以增加蒸气沿槽道纵向上的流通面积,有助于改善加热表面的均温性,但也会造成均热板热阻的增加。此外,槽道长度的增加会导致蒸气沿槽道纵向上输运能力的减弱,从而造成均热板均温性能的降低。最后根据蒸气在均热板腔室内部的流动传热理论,综合不同运行参数和结构参数下加热表面温升抑制率的结果,拟合得到了抑制率的经验关系式,用以预测结构参数、运行参数对复合液冷系统中均热板加热表面均温性的综合影响规律。