随着电动汽车的广泛使用,服役环境造成的动力电池系统可靠性和安全问题越来越引起行业关注。动力电池包的设计和开发应该保证电池模组和控制单元工作在良好的环境中,但事实上,如何保证电池包内部的微环境条件,避免在内部冷热源和外部湿热源作用下出现潮湿和冷凝从而导致安全风险,还有很多技术问题需要攻关。本研究结合国家重点研发等项目,开展车用动力电池包内部温湿特性及影响因素分析工作。通过理论分析、平台搭建与试验、多物理场耦合有限元建模等方法,对电池包结构、服役环境、使用工况等主要影响因素进行分析。最后给出电池包温湿度预测方法,指出电池包潮湿和冷凝区域的位置和大小。在明确电池包物理结构、工作特征和服役环境的基础上,分析电池包与外环境之间的热质传递物理过程,据此建立多物理场耦合分析模型,指出耦合的内涵包括场变量之间的耦合以及参数与场之间的耦合,为揭示电池包内部湿热特性和建立有限元数值模型奠定理论基础。设计并搭建动力电池包湿热特性试验平台,开展多因素作用下电池包内部湿热特性试验研究。结果表明电池包阀口结构和阀两侧水汽分压差是影响水汽传输特性的两个主要因素。开口结构下靠近阀口位置湿度波动更大,远离阀口位置容易出现湿气滞留。外环境温湿交变载荷作用下电池包内部温湿响应有滞后性。模组生热使电池包内顶部呈高温干燥状态,冷却板制冷使电池包内底部呈低温潮湿状态。建立多物理场耦合有限元仿真模型,识别防水透气膜的水分渗透率,验证多物理场耦合有限元建模方法的准确性和可靠性。模型揭示在电池包内部由于材料升温速率不同造成的温差使内环境湿空气形成自然对流,自然对流提高了水汽在电池包内部分布的均匀性,而相对湿度受到水汽分布和温度分布共同影响。电池包内部温湿特性由湿热源分布、电池包结构和材料热物性参数共同决定。基于实车电池包结构特征建立多场耦合有限元模型。针对冷却液入口温度、电动汽车使用工况对电池包内部温湿性能的影响进行探究,分析动力电池包在不同地区气候环境下进入搁置状态后的温湿度响应特性,分析不同箱盖材料下各零部件表面的温湿响应差异,识别不同工况下电池包内部潮湿区和冷凝区分布及其演化规律。研究结果表明冷却液入口温度越低冷却效果越好,但电池包内部潮湿程度越严重。冷却管入口段为冷凝高风险区。随着动力电池系统生热功率和制冷功率的提高,内部温度不均匀性逐渐增强,并在冷板底部出现局部高湿区。研究工作为动力电池包温湿性能开发和评价奠定基础,对电动汽车运行中出现的安全、可靠性问题分析具有参考价值。