相变蓄热作为一种有效的余热回收技术，正在逐步应用于能源工程领域。对于汽车应用，尤其是车载能源极其敏感的电动汽车，相变蓄能的能源循环再利用技术研发应用也越来越受到关注。为此，本文针对相变蓄热技术在电动汽车上的应用进行了探讨，希望能够设计一种相变蓄热装置，不但保持较高的蓄能能力，更加提升蓄热和放热的时变性响应，并与电池组和电控单元热控系统关联，及时将其产生的热量储存，不但利于能量再利用，也改善电动力系统的热控稳定性和温度平顺性，同时也更有利于衔接外界热源存储利用。从而有利于解决电池组预热问题，多余的热量还可以用于汽车采暖，成为热泵的热力缓存系统，减少汽车电能的消耗。这要求相变蓄热装置蓄热过程中对不同蓄热温度和流量都有较好的蓄热效率和较短的蓄热时间，放热过程中能够实现快速放热并且出口流体有较好的加热性能。研究工作主要从相变蓄热装置结构设计和数值计算分析两方面进行研究，为应用在电动汽车上相变蓄热装置的设计优化提供参考。首先，本文提出以扁管作为蓄热单元的扁管管束蓄热结构，并且深入开展了计算分析方法的研究，通过传热分析、模型建立及定解条件设置，以及模型算法实验验证，验证了模型的可靠性。计算分析中，基本选择相变过程中液相率、出口温度、进出口焓差、吸放热功率、温度分布和流速分布等的时间特性为评价表征参数。分析表明，设计结构获得良好的蓄、放热时间响应特性，明显缩短了蓄热和放热的时间要求，影响其蓄、放热时间的主要因素是各单元PCM封装扁管的相变时间一致性和扁管管束排列尺度。其中，相变始刻通常是同排中间的封装扁管的PCM早于两边扁管，前排扁管管束比后排扁管PCM先于相变。事实上，尽管存在各单元位置相变始刻的差异，但是采用小尺度扁管已经明显改善时间响应性和一致性。研究中系统分析了运行工况、流程、结构尺寸、相变材料物性参数等对其蓄放热特性的影响以及保温特性，并进一步表明：入口流体温度和流量、熔点对蓄放热时间影响较大，初始温度、扁管间距和潜热对放热出口流体的温度影响较大，将为进一步改进结构提供重要的作用因素依据。文中也探讨了多熔点梯级蓄热对该蓄热结构蓄放热特性的影响，结果表明：采用多熔点梯级蓄热，其可以综合高熔点和低熔点的优点，从而获得我们想要的蓄放热特性。综合考虑蓄放热特性，当需要较高出口温度时，可以采用由前排及后排熔点按由低到高排列，当需要较长放热时间时,可以采用由前及后熔点由高到低排列。并且通过改变不同熔点的数量配比，可以进一步改善其性能。为了进一步分析分散堆积型蓄热体性能，探索更具机动组合性的蓄能体蓄能性能和特性，本文设计了球体封装PCM体的无序堆积蓄热结构，并构建了三维球体无序堆积的建模系统，以及计算模型、传热关联关系，通过实验对计算结果进行对比，验证了模型的可靠性。在计算球体无序堆积蓄热结构在基本工况下的蓄放热过程中，系统分析了其液相率随时间变化的规律、出口温度随时间变化规律、出口流体的加热性能以及球体内部温度变化情况，从而认知了其蓄、放热特性。分析结果表明，制约整体结构换热时间的主要原因不是球体的数量，而是堆积体内各单元球内PCM相变过程时间，堆积体球体尺度成为影响单元球内PCM传热响应性一致性的重要因素。蓄热球的直径越小，蓄热和放热时间均越短；但是由于孔隙率的降低，流动阻力显著增大。探讨不同熔点蓄热球混合堆积蓄热的蓄放热特性时可知，通过合理的配比不同熔点的数量比例和排列，其可以获得良好的性能改善，有效结合低熔和高熔点的热响应性，提升时间响应速率，以及保证蓄存不同温位热量和调控放热温位。