近年来,新能源汽车市场不断扩大,动力电池的安全性也受到更多的重视。有限的动力舱中,高倍率的放电,易导致电池组的热积聚、热失控,是新能源汽车使用中的典型问题。本文以车用钴酸锂电池为研究对象,通过设计的间接式液冷系统来实现热管理中的散热作用,保证电池模组的平均温度和个体的温度差异在合理区间,使动力电池模组能够高效、可靠地工作。开展的研究工作有:(1)研究锂离子动力电池的充放电工作原理、内部结构等内容。进行不同温度、充放电倍率条件下的试验,研究所用动力电池的充放电特性,掌握了其容量、电压、电阻等变化规律。着重研究了内阻随电池温度、SOC的变化情况。当荷电状态低于20%时,电阻会急剧上升。另外,温度变化对电阻的影响也十分明显。(2)研究了锂离子动力电池的生热机理、传热特性,建立了单体生热速率模型与三维热效应模型。计算所需物理参数,结合UDF设置生热速率,进行不同充放电倍率下,单体电池的生热传热仿真。并在同条件下进行试验来对比和验证。仿真、实验结果基本一致。通过该研究,掌握了单体电池生热传热特性。单体电池在4C放电倍率时,平均温度变化最大,温度升高约26K,电池表面的温度不一致性也最严重,最大温差为7.8K。通过该仿真和实验,掌握了单体电池生热传热特性。(3)设计了动力电池模组的整体结构,选定了蒸馏水作为散热冷却介质,设计了S型水冷板流道形式。对动力电池进行生热量的估算,结合流动换热知识、目标循环水温等内容,从理论上匹配计算循环水速。建立水冷板和动力电池模型,通过稳态和瞬态仿真,在理论计算水速基础上进行调整,确定了不同冷却目标下的循环水速,如电池需要快速降温时,应采用0.40m/s的流速。最后对比了不同流动方式下的水冷板的冷却能力,0.10m/下,上进下出的流动方式相较下进上出,电池表面最大温差低0.3K。(4)建立了水冷板、电池模组及其他部件组成的间接式液冷系统的试验台,在设定条件进行了试验及仿真。发现当水冷板以0.10m/s的水速,冷却处在308.15K下并且以4C倍率放电的模组时,相较于自然冷却,平均温度下降了25K,最大温差从12K降至1K。针对该设计在快速降温时,表面温差较大的问题,提出了改进方案。通过仿真对比,最终选用变入口水温的改进方式,来降低表面最大温差。