当今世界能源短缺、环境恶化等问题日趋严峻,推动可持续能源革命被迅速提上议程。期间,以发展可持续绿色能源为中心的目标要求建立更持续、高效与环保的新能源体系,新能源汽车作为其发展体系的关键环节逐渐受到关注。依新能源汽车发展现状来看,作为其核心部件的动力电池因存在安全性、稳定性及能量密度等问题而一直遏制新能源汽车的发展。就动力电池而言,锂离子电池相较其它电池具有能量密度高、循环寿命长及自放电率低等优势,故而被广泛应用于电动汽车。然而,锂电池的电化学性能严重受制于工作温度,其在快速充电和高强度放电中易积聚热量,从而引发热失控。针对此问题,基于强制风冷的热管理系统可在车辆设计空间紧张或轻量化要求高时为能量密度适中或配备磷酸铁锂电池的纯电动/混合动力汽车提供可行散热方案。由此预见,设计高效的热管理系统对电池进行温度控制至关重要。本文以锂离子电池组为研究对象,结合实验方法和数值分析,为解决车用锂电池温度过高及电池组温均性差等问题,设计一种基于强制风冷的T型电池热管理系统。首先选取某款商用方形磷酸铁锂电池,根据电池生热传热机理搭建单体电池的充放电测试平台,并实验研究电池在不同充放电倍率与环境温度下的电压与温升特性,从单体生热实验中获取电池关键热物性参数,并由此建立电池的热仿真模型。之后,提出基于并联风冷的对称T型系统的概念设计,并设计T型系统风冷散热实验,探究不同放电倍率与进气速度对电池组温升与温均性的影响,以实验过程为基础,建立锂电池组的CFD数值模型,并对比实验结果验证CFD模型方法的可靠性,此外,比较自然对流与强制风冷以突出强制风冷的散热效率。在确认T型箱体的冷却性能优于Z型、U型箱体后,以T型散热系统为原始模型研究箱体结构参数对电池组热性能的影响。设计5种箱体顶部倾角优化方案,讨论不同方案的散热效果。然后以电池组的最高温度、最大温差及系统功耗为优化目标,以进出口结构参数为设计因素,通过正交试验获得综合性能良好的优化模型。最后,对箱体优化后的T型系统进行内部散热优化,分析不同电池布置方向和电池数量的热特性,并对两种并行优化方案进行择优性分析。方案一在分析冷却通道后得到外侧通道安置隔板且中间通道调整间距的优化策略;方案二运用多目标优化算法为腔室挡板寻得4块挡板的最佳参数配置。综上,本文的研究成果可为强制风冷策略下的电池热管理系统提供有效参考。