全球经济社会的发展导致能源危机的加深,新能源汽车必将成为汽车工业发展新的着力点。锂离子电池作为电动汽车首选动力来源和储能装置,其使用性和安全性受温度的影响。重力热管是一种自发工作的高效散热元件,其传热系数高、等温性好的优点有利于改善电池包热性能,增加其循环寿命,保证电池在最佳温度范围内工作。本文设计一种重力热管锂电池散热系统,分别从实验和数值仿真研究扩展表面和强制风冷的变化对重力热管传热特性的影响。搭建动力电池检测设备实验平台,设计变环境温度和变放电倍率下电池恒流放电实验步骤,获得单体电池生热特性和重力热管散热装置的散热性能。同时仿真建立NTGK单体电池三维电化学模型和散热装置三维传热模型,通过实验数据验证数值模拟原理的正确性和精准性。结果表明,电池模组在25℃环境温度下以2.5C恒流放电时,重力热管使电池表面最高温度降低12.69%,实验下五根重力热管最大温差仅为1.2℃。实验数据和仿真结果误差在10%以内,趋势一致性良好。利用数值仿真手段研究电池3C恒流放电下散热装置的热性能。在高温环境40℃时,通过改变重力热管冷凝段直径、强制风冷风速和进风口温度,探究锂电池最高温度、最低温度和温差,以及散热装置温度均匀性的变化。结果表明,扩展冷凝段直径10mm、进口风速保持在5m/s和进风口温度设置为35℃能保证电池在45℃最佳温度范围内工作。最后,对重力热管扩展冷凝段内部两相流动和温度分布进行可视化分析。建立二维数值传热模型,结合VOF方法和UDF函数,对比实验验证数值原理的有效性。通过衡量温度分布、气态体积分数、热阻、壁面换热系数等,表明扩展表面后重力热管的传热性能得到有效提升。并利用可视化界面模拟观察到扩展冷凝段可以促进气泡的生成以及液膜的流动,提高冷凝机制的效率。