作为新能源汽车的主要动力源,锂离子电池的使用性能和安全性能得到了广泛的关注。受限于新能源汽车的体积,电池包通常密封在狭小的电池箱中,若模组在大倍率充放电过程中的产热未能迅速排出,容易出现局部电池温升过高、温差过大等问题,严重时会导致爆炸等安全事故。因此,一个安全高效的电池热管理系统至关重要。本文对圆柱18650电池构建三维电化学热耦合模型,研究不同因素对模组液冷散热性能的影响,并进行相关优化,具体研究内容如下:首先,介绍了锂离子电池的结构和工作原理,详细阐述了锂离子电池的生热机理,并通过热特性试验得到电池在各放电倍率下的温升和内阻。其次,根据能量守恒定理,分析了电池产热、传热和散热的关系。基于锂离子电池充放电过程的固液相质量守恒、电荷守恒和电极动力学,建立锂离子电池的电化学热耦合模型,并通过不同环境温度下电压与温升的实验和仿真曲线对比,验证了所建模型的准确性。然后,基于电池单体模型和产热特点构建了电池组液冷散热模型,通过几何网格划分以及模型相关边界条件的设置,验证了模型在整个散热过程中遵循能量守恒定律。通过仿真分析了通道高度、通道宽度、冷却液温度和冷却液入口流速对模组散热性能的影响。最后,基于之前构建的电池组液冷散热模型,分别进行了几何结构和冷却液入口流速的优化研究。通过增加最外侧电池与液冷通道的接触面积,有效提高了模组边缘电池的换热效率,并采取多层环绕设计进一步提升液冷模型的散热效果。同时采用冷却液入口流速随模组最大温度瞬态变化的冷却策略,实时调节入口流速的大小,有效减小了放电中后期模组最大温度的波动性,提高整体温度一致性的同时明显减小了水泵的功率损耗。