锂离子动力电池作为电动汽车的核心部件之一,在充放电运行时会产生大量的热。而锂电池对温度较为敏感,电池运行温度过高、电池单体自身及电池之间温差过大会对电池的性能、寿命、安全性等方面带来不利影响。因此利用电池热管理系统对电池进行热量控制,使电池处于适宜的温度条件至关重要。在电池热管理领域液冷散热系统具有优越的散热效果,但是液冷系统会大大增加电池系统的重量、拉低系统能量密度并大量消耗电池电量。针对此,本文提出一种基于液流电池结构的锂电池散热系统,解决锂电池散热问题的同时该系统本身作为储能装置能够提供系统运行时的能耗以及额外的电量,提升电池系统整体的能量密度。同时本文围绕该系统下散热装置的设计、锂电池冷却性能的分析与优化等方面展开研究。首先,通过实验研究了一款方形锂电池单体在不同放电倍率下的表面温度特性,为后续的散热装置设计提供依据。提出将液流电池单体电池同时作为储能与散热装置与锂电池间或布置构成电池模块,并且对液流电池单体电池的结构与尺寸进行一体化和轻量化设计,使其成为能够与锂电池相匹配的散热液冷板。在现有的各种体系液流电池中,以能量密度为主要标准选择出锌/溴液流电池,构建完整的基于液流电池结构的锂电池散热系统。选择结构重复的电池模块中一个最小散热单元作为散热实验装置,结合锂电池的温度特性确定散热结构中液冷板进出口相对于电池的位置,搭建基于液流电池结构液冷板的锂电池散热实验系统。通过实验分析液冷板的散热性能以及不同冷却条件下电池的电化学性能。实验结果表明,本文提出的基于液流电池结构的液冷板具有良好的散热性能,即便是在不利工况下依然能够将锂电池的最大温度和温差控制在40℃和5℃以内。对于本文设计的液冷板,冷却液进出口位置会影响流体在流场和电极内的分布进而影响散热,异侧进出结构下冷却液分布更加均匀因此锂电池具有更好的温度一致性,此结构下由于电极的强化传热和均温作用,其散热性能略强于传统的微通道液冷板。对于不同的冷却工况,冷却液流量和进口温度均会影响散热性能,流量增大时电池最大温度和最大温差降低,散热性能变好;但是冷却液温度只会影响电池整体温度高低而不影响温度分布,即冷却液温度降低时电池最大温度降低而温差不变。基于锂电池的宏观均一化热模型建立散热装置的三维数值模型,针对液流电池中常见的四种流场:蛇形流场、无流场结构、平行流场、叉指型流场,研究不同的流场结构对锂电池散热性能的影响。同时考虑不同流场结构对液流电池本身性能的影响,结果表明同一冷却工况不同的流场结构下电池的温度分布相差不大,而叉指型流场结构下电解液的流动特性更合理更能满足液流电池的性能要求,因此在本系统中液流电池选择叉指型流场更为适宜。针对叉指型流场结构进行进一步分析电解液流量和流道数量的影响,发现电解液流量同时影响液流电池的流动特性和锂电池的散热性能,而流道数量只影响液流电池的流动特性。