随着能源与环境问题日趋严重,新能源汽车的发展能有效缓解能源紧缺和环境污染,通过调查数据发现电动汽车成为了目前新能源汽车发展的重点。动力电池作为纯电动汽车的主要动力来源,其性能好坏直接影响到整车的性能及安全性。温度对动力电池的寿命、安全性、容量等都会产生极大的影响,因此,研究动力电池热管理系统,使得电动汽车在面对各种复杂工况时,能工作在合适的温度范围内,进而保证电动汽车安全高效运行。本文选取方形三元锂离子电池为研究对象,以数值模拟为主,理论研究为辅,对液冷式动力电池散热结构进行设计及优化研究。主要研究内容如下:（1）基于传热学理论,对锂离子电池的生热机理及传热特性进行了理论分析,并通过实验数据计算电池单体的生热率,为后续数值仿真参数设置提供理论依据。通过建立三元锂离子电池单体热模型,得出电池单体在绝热环境中,不同放电倍率下的生热情况,为后续液冷板的设计提供参考。将三维仿真结果与电池单体二维模型仿真结果及实验数据进行对比分析,绝对误差控制在1℃左右,说明三维模型的准确性。（2）建立三种常见液冷板结构的电池模组液冷模型,从控温性、均温性、节能性三个方面对比分析三种结构的性能,其中双入口蛇形流道液冷板的控温性和均温性最佳,节能性不满足要求;平行直冷流道的节能性最好,但控温性、均温性不满足要求。通过对三种常见液冷板结构的综合分析,提出“丰”字形液冷板结构,通过仿真结果表明,“丰”字形液冷板结构的控温性、均温性及速度均匀性最优,节能性满足要求,仅次于平行直冷结构。对“丰”字形液冷板的拐角、流道间距、冷却液进口温度、流速四个方面进行优化,得出圆角流道、流道间距为40mm、冷却液进口温度为27.5℃、流速为1m/s时,动力电池模组液冷系统的性能更优。（3）对电池模组在高温大倍率放电、高温快充、低温加热三种静态工况和NEDC、EPA两种标准动态工况下进行仿真分析。结果表明,在低温加热和两种标准动态工况下,“丰”字形液冷板能将电池模组温度控制在合理温度范围内,但在高温大倍率放电和高温快充两种工况下电池模组的最大温差超过5℃,需进一步优化。（4）基于（3）存在的问题,添加复合相变材料对液冷系统进行优化,形成液冷+相变材料复合热管理系统,与单一的液冷系统进行对比分析,液冷+相变材料系统的控温性和均温性均有提升。在高温大倍率放电工况和高温快充工况下,能将电池模组最高温度控制在42.5℃左右,最大温升为2.5℃,放电结束时温度控制在38.5℃左右,最大温差控制在3℃左右。结果表明,液冷+相变材料系统在高温大倍率放电、高温快充工况下能将电池模组的温度控制在最佳温度范围内,说明液冷散热系统得到进一步优化,同时也说明相变材料在保证电池模组控温性和均温性方面的有效性。（5）为进一步验证液冷+相变材料系统的准确性及相变材料的有效性,搭建液冷+相变材料热管理系统二维模型,设计相关控制策略,将仿真结果与三维仿真结果进行对比分析,发现误差较小,且变化趋势一致,能说明三维仿真结果的准确性,并进一步说明相变材料在电池散热方面的有效性。