随着经济社会的发展与节能减排需求的日益凸显,电动汽车越来越成为汽车产业发展的重点。在电动汽车的运行过程中,其电池温度的过高、过低与过大温差均会导致电池工作效率与寿命的下降,因而一个有效的热管理系统是电动汽车必不可少的一部分。直冷系统作为一种新型的热管理系统,利用了制冷剂的相变以满足更高冷却需求,但是压降会导致直冷板沿着流道方向产生表面横向温差,造成电池组温均性的下降;相变材料可在固定相变温度下利用相变材料潜热吸收热量,有较好的均温性,将二者结合起来能更好满足电池对热管理系统的需求。但是基于直冷及相变材料散热的电池组热管理系统目前还很少有人研究,对于直冷的研究还集中在对直冷系统的控制以及对冷板结构的优化上。本文以日本松下18650PF圆柱型锂电池为研究对象,首先介绍了该型号的锂离子电池的基本结构、工作原理,并且通过HPPC方法计算了不同环境温度（10℃、25℃）和不同放电倍率（0.5C、1C、2C）下的电池内阻以及产热率,并通过理论计算的方法获取了该型号电池的导热系数、比热容、密度等热物性参数。接着基于以上的电池物性参数,通过CFD流体力学仿真的手段建立了日本松下18650PF圆柱型锂电池单体产热模型,研究了单体电池在不同工况下的温升及温差的变化规律,通过与文献中实验数据的对比对该电池产热模型进行了验证,以此作为电池模组热特性仿真的基础,进而分析了相变材料的选型要求,建立了相变材料热管理系统数值模型,应用Fluent模拟了相变材料种类、混合比以及密度对电池组散热的影响,获取了最佳的相变材料参数。最后将相变材料与直冷热管理的方式结合,采用将冷板置于电池组底部的结构。分析了在不同环境温度、不同放电倍率下直冷-相变材料复合热管理系统的散热效果,并通过添加肋片、底部增加导热垫的方式来改善系统的均温性,同时分析了入口制冷剂质量流量对电池组散热的影响来改善系统冷却性能。本文还针对电池大倍率充放电工况,提出了双冷板的结构,可以有效改善电池组均温性并且将电池组温度控制在安全工作范围内。本文的研究对相变材料选型、直冷-相变材料复合热管理系统结构的设计提供了有效的方案。