电动汽车凭借无尾气排放、加速性能优越等特性,成为了地球摆脱能源与污染困境的可行方案。不过,动力电池的热安全问题一直是电动汽车进一步发展的瓶颈。本文以目前乘用车常用的磷酸铁锂圆柱电池为研究对象,设计了一种复合相变材料与微管道液冷组合式紧凑型电池散热结构,并以数值模拟为主、物理实验为辅的方式对该结构完成了性能预测。本文关键工作包括:（1）为了建立单体电池产热模型,通过分析锂电池产生化学反应时的工作机理获得了单体电池的理论体积生热公式,并通过混合脉冲实验测得了锂电池在不同SOC以及不同环境温度下的等效内阻,则完成了针对磷酸铁锂圆柱电池产热的建模。随后,进行了单体电池在自然对流散热时不同工况下的温升实验与热仿真对比,验证了通过理论所建立的生热模型的准确性与可靠性。（2）为了分析单体磷酸铁锂电池的产热特性,分别对单体圆柱电池在不同参数下进行了稳态和瞬态热仿真,这些参数包括:放电倍率、环境温度、对流换热工况。结果表明:电池最高温度出现在几何中心处并与放电倍率以及环境温度的变化呈正相关趋势,当电池处于高环境温度、高倍率稳态或瞬态放电时,只有强制液冷能满足电池的散热需求,将最高温度和温差控制在合理范围内。（3）为了研究相变材料热管理系统的散热性能,设计了纯石蜡相变材料热管理系统,并分析了不同参数对系统散热性能的影响。结果表明:石蜡具有吸收热量的能力从而控制电池温度的上升,但石蜡较低的导热率限制了其利用率。随后,通过添加膨胀石墨的方法提高了相变材料的导热性能,并分析了膨胀石墨质量分数、电池之间的间距以及对流工况对电池温度场的影响。结果表明:膨胀石墨质量分数为12%、电池间距为4mm时能较好地利用相变材料的潜热特性;当电池在连续充放电工况时,只有配合强制液冷才能在下一次充放电循环之前恢复相变材料的潜热特性,从而继续发挥控温功能。（4）为了维持相变材料的潜热特性,设计了相变材料/液冷耦合式电池热管理系统。首先对该系统进行了实验验证,随后研究了液冷管道数量分别为4和20时,在不同液冷流速、液冷温度以及膨胀石墨质量分数时的电池温度分布规律,并提出了一种控制策略。结果表明:在连续充放电过程中,通过控制液冷流速不仅能将电池最高温度、最大温差分别控制在323.15K和5K以内,还能以较小的能源消耗保持相变材料的潜热特性。