当前在全球提倡加强环境保护和资源可持续利用的时代环境下,对储能系统的应用需求逐步增长,锂离子电池以环境友好、比能量高、循环性能好等特点被广泛应用于储能系统中。储能系统的使用性能和安全性能受到锂离子电池温度和系统热分布均一性的影响。因此,设计一个冷却性能优异的锂离子电池热管理系统至关重要。强制风冷热管理系统以低成本、易实现和易维修的优势在储能系统的实际工程应用中受到青睐。然而储能系统结构复杂、体积庞大,难以直接通过实验对其进行结构优化设计,因此通过建立高精度的热仿真模型对锂离子电池储能系统进行热仿真研究意义重大。传统的有限元仿真方法计算量巨大、耗时过长,因此需要一种快速数值求解的方法解决这一问题。本文建立了高精度的电化学-热耦合仿真模型对锂离子电池储能集装箱进行了仿真分析及结构优化,并基于本征正交分解原理对其温度场进行降维处理,实现了储能集装箱热管理系统温度场的快速数值计算。首先,研究锂离子电池的电化学模型和热特性,对相关参数进行辨识,建立电化学-热耦合模型,基于该热仿真模型利用ANSYS Fluent仿真软件对单体电池和Z型槽电池组进行仿真研究;同时搭建实验平台获取锂离子电池单体表面温度数据,与仿真得到的结果进行对比,验证该仿真模型和该仿真方法的可行性和准确性。其次,对储能集装箱单元——储能锂离子电池包进行建模及仿真分析,获取其温度场分布和流场分布,通过改变挡板形状和位置、通风孔数量和布局、风扇位置等方式对储能锂离子电池包进行结构优化设计,得到冷却效果最优的储能锂离子电池包结构。并利用本征正交分解原理对储能锂离子电池包温度场进行降维处理,实现温度场快速数值计算。最后,基于冷却效果最优的储能锂离子电池包的结构对储能集装箱进行建模仿真,从进风口长度、电池包间距、导流板角度等方面讨论储能集装箱热管理系统结构参数对冷却效果的影响,从而结构进行结构优化设计,提升热管理系统的冷却性能;并利用本征正交分解原理对储能集装箱温度场进行降阶处理,实现其温度场的快速数值计算,并在此基础上进一步对锂离子电池储能集装箱结构进行优化。