锂离子电池通过整合可再生能源技术与电动汽车（EV）,在实现排放目标中发挥了重要作用。然而,锂离子电池的性能具有温度敏感性,因此热管理系统（TMS）应该将电池保持在最佳范围内的工作温度下,并最大化温度均匀性。本文从PCM的改性研究,PCM的热性能增强优化,PCM的定型剂的选择出发,制备了形状稳定的复合相变材料（SCPCM）。随后,对所制备的复合相变材料相变过程进行了可视化研究。为了进一步验证相变材料热管理的可行性,选取了综合性能良好的SCPCM作为热管理系统的散热介质,构建了SCPCM热管理系统。并针对大功率电池模组,提出了主动PCM热管理系统（液体冷却和PCM的组合）,优化SCPCM热管理系统的冷却性能。主要研究内容及结论包括:1.以膨胀石墨（EG）作为主要的导热骨架,Fe₃O₄-MGO为导热颗粒,制备了一系列导热增强的复合相变材料（CPCM）。并通过减小EG的颗粒尺寸,优化CPCM的导热能力。以氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）作为支撑材料,与优化后的CPCM复合,制备了形状稳定的复合相变材料（SCPCM）。结果表明,加入Fe₃O₄-MGO后,可以提高CPCM的导热能力,且Fe₃O₄-MGO具有一定的相变焓值。EG-100可以进一步强化复合材料的传热性能,在5wt%时,相对与EG-80,热扩散系数提高了42%。SCPCM具有良好的热性能、形状稳定性、热记忆性。2.搭建了可视化的测试平台,对复合材料的相变过程传热特性进行了探究,对比了添加材料比例对复合材料熔融相变过程的影响。结果表明,相变过程中的综合传热效果受对流和导热的综合影响,对自然对流的抑制作用与添加材料的比例正相关。6wt%的导热增强材料（5wt%EG和1wt%Fe₃O₄-MGO）可以使整体传热性能得到改善。SCPCM的熔化过程与CPCM4*（5wt%EG和1wt%Fe₃O₄-MGO）相似,但由于SEBS的三维网络结构导致复合材料的相变表观活化能增加,且SEBS对自然对流存在抑制作用,并导致潜热减小。相比于CPCM4*,SCPCM的熔化时间和最高温度略微增加了592s和7℃,但是该相变材料具有良好的定型效果。3.选取SCPCM作为PCM热管理系统中的散热介质,基于电池的产热规律,设计了PCM热管理系统。在充放电循环过程中,对比了NO-PCM、PCM和W-PCM三种电池模组的热特性及循环性能,结果表明,W-PCM电池模组中的散热效果始终是三种冷却方式中最好的。PCM电池模组的冷却效果在放电倍率为3C时达到最佳,最高温度和最大温差分别为53.47℃和4.8℃。5C放电倍率下,由于SCPCM材料达到热饱和,该模组散热效果下降。而W-PCM电池模组中,模组最高温度和温差可保持在50℃和5℃以内。