电动汽车高速发展的同时,动力电池的热管理系统要求越来越严格。有效的动力电池热管理系统不仅可以将电池温度控制在合适的工作范围,还能使电池模块保持均匀的温度分布,以此延长动力电池的循环寿命和保证电动汽车的续航和安全性能。平板热管易装配且具有较高的导热能力,工质在其腔室中的输运使得平板热管的散热表面具有更好的均温性和热扩散性,因此研究平板热管对动力电池温度分布均匀性的影响具有重要的工程意义。对于动力电池热管理,针对传统液冷板流道设计复杂、流阻较大的缺点以及三段式热管冷却系统的复杂性,本文提出了一种铝槽式平板热管和直流式液冷板组合而成的复合液冷系统,即在液冷板和动力电池之间嵌入平板热管,利用平板热管的均温性能来改善冷却液沿程温升造成的热源表面温差。相较于传统的三段式热管冷却系统,本文提出的复合式液冷系统结构更加紧凑,液冷流道设计简单,传热和均温性能更好。然而,目前对该复合液冷系统性能及对热源面均温性作用机理尚缺乏系统研究。本文基于复合液冷系统的实际尺寸建立了相应的三维传热模型,采用VOF和Mixture两种多相流模型,研究了平板热管槽道内气液两相热质传输及其与液冷流道的耦合传热特性,并根据实验结果验证了两种数值模拟方法的准确性。VOF瞬态计算和Mixture稳态计算的模拟结果较为一致,加热面和冷却面上的温度分布与实验结果较为吻合。研究结果揭示了平板热管内部气液输运的方向受平板热管加热面温差的影响,腔室中存在逆时针方向的气液输运循环,使平板热管具有优良的换热性能和均温性能。考察了冷却液流量、加热功率和倾角对平板热管传热的影响,对不同工况下的复合液冷系统传热性能进行了数值模拟。结果表明加热面上,温差抑制率随着冷却液流量的减小而增大,在较小流量下,平板热管加热面也能保持较好的温度均匀性;随着加热功率的增加,腔室内部的沸腾强度增大,沸腾-冷凝的强化作用对加热面的温升产生抑制,使加热面保持良好的温度分布均匀性;倾角对加热面温差有明显的影响,对比水平放置时,平板热管负倾角倾斜,加热面温差增大,抑制率减小;而正倾斜时,浮力作用和温差驱动有利于平板热管腔室内的热质传输,温差抑制率明显增大,+20°倾斜角度下平板热管的均温性能最好。