作为电动汽车的主要动力源,锂离子电池性能直接影响电动汽车的循环寿命、使用效率和运行安全。然而锂离子电池的动力性能与温度密切相关,当温度过高时,若未能及时得到控制,则会导致电池出现热失控现象,严重时甚至引发电动汽车燃烧、爆炸等事故。因此,对锂离子动力电池进行有效地热管理至关重要。目前,常见电池冷却方式有空气冷却、液体冷却、相变材料冷却和热管冷却。相变冷却由于具有散热效率高、控温均匀性好、不需要额外的能量等优点,成为了研究热点。但常见相变材料存在导热率低、极端条件下相变材料易失效等问题。针对这些问题,本文制备了具有较高导热率的膨胀石墨（Expanded Graphite,EG）/石蜡（Paraffin Wax,PW）复合相变材料并应用于电池热管理系统。同时,设计了相变材料与液冷结合的电池散热方式,并对其进行了优化控制研究。具体工作内容如下:（1）建立锂离子电池电化学-热耦合模型。首先对50 Ah三元方形锂离子电池进行充放电试验,分析其电化学性能和热性能。然后采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,构建了锂离子电池的3D电化学-热耦合模型,模拟计算得到其电化学特性和热特性。最后将实测数据与仿真结果进行对比,验证了该模型的准确性和可靠性,为后续电池模组的研究提供数据支撑。（2）制备具有高导热率的EG/PW复合相变材料。首先将粒度为50目的石墨通过高温膨胀得到EG,然后采用真空浸渍法制备出一系列不同质量比的EG/PW复合相变材料,并对EG/PW复合相变材料的结构形貌、导热系数及相变行为进行表征测试分析。结果表明质量比为1:9的EG/PW复合相变材料导热系数达到了2.5 W/（m·K）,是纯石蜡导热系数的12倍,表明其具有较高的导热性能,可用于下一步电池模组散热性能的研究。（3）采用所制备的复合相变材料对电池模组进行散热,对其控温效果进行了分析。首先,基于3D电化学-热耦合模型和相变传热机理建立了锂离子电池模组相变冷却模型,通过仿真对比分析得出电池的较优间距为8 mm。然后设计了相变材料的电池模组冷却实验,并将实验结果与仿真结果进行对比分析,进一步验证了电池模组相变冷却模型的可靠性和准确性。最后,基于模组相变冷却模型,对相变材料的相变温度、导热系数及相变潜热对电池模组散热性能的影响进行仿真分析,得到了主要热物性参数的范围,为采用相变材料的电池热管理系统的选型与匹配提供了参考。（4）针对单一相变材料的冷却方式难以满足电池模组在极端条件下的散热需求问题,设计了相变材料与液冷结合的电池模组热管理结构,并从液冷管道数量、冷却液入口流速、冷却液温度及冷却液进出口位置四方面对电池模组散热性能的影响进行了研究。同时,针对液冷系统的介入导致相变材料潜热得不到充分发挥的问题,对液冷系统进行了控制策略优化。本研究对相变材料与液冷结合的电池热管理系统的设计具有一定的技术指导和参考价值。