为缓解能源与环境压力,电动汽车以其能源可再生性和环境友好性受到越来越多的关注。动力电池是电动汽车的核心能量来源,其发热问题已经成为影响电池使用寿命和车辆安全的关键。因此,通过电池热管理系统保障电池最佳工作状态是至关重要的。基于相变冷却的电池热管理系统由于相变过程中的恒温特性和高相变潜热成为最具前景的电池控温技术之一。本文针对26650磷酸铁锂电池展开基于相变冷却的电池散热特性研究并进行优化。首先,对相变冷却数值仿真方法进行验证,在此基础上,对比自然对流冷却、纯石蜡冷却和石蜡/膨胀石墨复合相变材料冷却三种方式对电池散热性能的影响。结果表明,相变材料冷却相比自然对流冷却具有更好的散热效果,而添加了高导热材料的石蜡/膨胀石墨复合相变材料拥有比纯石蜡更优异的控温和均温性能,在高温大放电倍率工况下,此优势愈发显著。其次,研究了电池排布与复合相变材料（CPCM）热物性对电池组散热性能的影响以及两种特殊工况下的电池散热分析。通过对比平行排列和交错排列在不同电池间距下的散热性能,发现平行排列的散热性能更加优异,且电池间距的增大有利于缓解电池温升,但过大的电池间距不利于改善温度均匀性。基于平行排列,通过改变CPCM压制密度和膨胀石墨质量分数来间接改变CPCM热物性,研究发现增大压制密度和膨胀石墨质量分数可以显著提高材料的导热系数,改善温度均匀性,但膨胀石墨添加比例过多会导致相变潜热减少,控温时间缩短;对于定间距的电池模块,增大CPCM压制密度有助于减缓膨胀石墨质量分数变化带来的影响。基于上述单因素研究进行灵敏度分析,发现电池间距对最高温度和相变材料质量的影响最大,膨胀石墨质量分数对最大温差的影响最大而对相变材料质量没有直接影响。对“放电-搁置”工况,相变潜热的释放速度随膨胀石墨质量分数的增加而加快,但当质量分数超过16%后,增幅减小;对“放电-搁置-放电”工况,在平均液相率达到约82%时,较低密度工况的最高温度会出现快速上升,存在热失控的风险。最后,为平衡电池散热性能和轻量化,本文建立了一种基于PSO-SVM和改进NSGA-II算法的优化模型。结果表明,最高温度和最大温差预测模型的拟合优度R~2分别为0.99478和0.9787,验证了PSO-SVM模型的准确性;最高温度、最大温差和相变材料质量三个目标间存在冲突,通过牺牲相变材料质量,可以有效控制电池温升和温差;利用LINMAP和TOPSIS选出四个最优解,相比于初始模型,相变材料质量分别降低了34.5%、29.5%、55.3%、2.5%。在满足热管理性能要求的前提下,整个系统变得更加轻便。基于选出的四个最优解,决策者可按照对散热性能和轻量化的不同需求在Pareto最优解集中进行选择。