动力电池作为纯电动汽车的唯一动力源,其性能可以直接影响整车的运行情况。完善的热管理系统可以有效地防止热量在电池包内的集聚,改善电池单体间的温度一致性,以保证电池良好的工作性能及其循环寿命。本文以某3.2V-72Ah方型三元锂离子电池为研究对象,设计一种新型整体直列式热管,与动力电池单体组成电池模块,利用热管超高的导热性将电池模块工作产生的热量及时有效地导出散去,提高了电池模块的传热效率和结构紧凑,利用等温性将电池表面的温度场展平,改善了电池表面温度均匀性。本文的主要研究内容与结论如下:1.分析电池单体的内部结构、工作原理、生热机理及传热特性,从Bernardi电池生热模型出发,确定电池的等效热物性参数,通过电池单体的HPPC(混合脉冲功率特性阶跃法)内阻试验得到其总内阻,建立电池单体的电-热耦合生热速率模型;2.进行电池单体自然对流冷却下的温升试验,得到在不同放电倍率下,电池表面温升特性曲线,同时利用FLUENT软件,仿真分析了大空间自然对流情况下的温度场,对比研究结果发现,在电池荷电状态SOC>0.2时,仿真结果与试验结果吻合程度非常高,验证了电池单体热模型和热边界条件的准确性;3.设计了直列式热管结构,管壳材料为铝材,确定热管传热工质为丙酮,计算得出热管充液量,核算了热管的理论传热量以及传热极限,符合使用要求;加工制造了整体式直列式热管,并对其进行了传热试验,得到热管最佳充液率为30%,达到稳定工作状态的时间约为10min;4.建立以四块电池单体和五块整体直列式热管组成的动力电池模块,利用FLUENT软件,仿真分析了不同工况下的电池模块运行情况,结果表明,在冷却风速为1m/s,1C倍率放电时,该结构相比于自然冷却方式能够将电池模块表面最高温度降低7.1℃,整体最大温差为4.1℃,改进热管结构后,电池模块表面最高温度进一步降低2℃,整体最大温差为3.8℃,动力电池模块温度分布均匀性得到了较大幅度的提升。最后,对整体直列式热管电池模块充放电传热进行了试验研究,通过对比仿真与试验测试结果误差在5%以内,验证电池仿真模型的正确性及模块散热的有效性。