锂离子电池已经成为电动汽车的主要动力源,同时在电子产品等领域也被大量应用。但锂离子电池需要工作在适宜的温度范围内,而锂电池以大倍率放电时,会产生大量的热量,导致电池温度迅速升高,此时就需要电池热管理系统（Battery Thermal Management System,BTMS）对电池组进行冷却。基于此,本文建立了软包锂离子电池的集总热模型和电热耦合模型,准确模拟了软包锂电池高倍率放电下的温度和电压特性。然后,基于最优热模型设计并优化软包锂电池组冷板冷却系统。首先根据锂电池的传热和产热特性,设计并进行了软包锂电池的一系列参数测量实验,包括温升测试、开路电压测试、端电压测试、内阻测试和熵系数测试。分析温度对锂电池一系列参数的影响规律,并得到了软包锂电池在不同环境温度和不同荷电状态（State of Charge,SOC）下的内阻和熵系数实验数据。然后利用硅胶/PI加热膜对绝热环境下的软包锂电池进行加热,利用其加热时的温度响应,对锂电池的热物性参数进行成功辨识。之后通过多项式拟合建立了软包锂电池不同放电倍率下的体积产热率公式,并使用STAR-CCM+软件建立了软包锂电池的集总热模型,进行高放电倍率的温度仿真。仿真数据表明,建立的集总热模型精度较高,仿真与实验之间的平均绝对误差均<1℃,仿真较实验平均偏离均<2%。然后根据电热耦合模型的基本原理,对2阶RC电路模型的电阻和电容参数进行参数辨识,得到不同温度和SOC的电阻和电容数据。使用MATLAB/Simulink首次搭建了软包锂电池的电热耦合模型,并将两种产热模型与实验进行对比。结果发现集总热模型的温度模拟精度更高,而电热耦合模型在模拟电池外部电压特性有其独特优势。最后基于锂电池的集总产热模型,对电池组的冷板通道结构进行设计并仿真优化。通过对12节软包锂电池串联而成的锂电池组进行温度场模拟,发现在没有冷却系统的情况下,锂电池组由于热量积累,内部中心区域温度达到了65.38℃,因此BTMS是不可或缺的。然后对平行通道冷板和蛇形通道冷板的散热性能进行仿真对比,结果表明蛇形通道冷板的冷却性能优于平行通道冷板,但蛇形通道冷板压降较大。最后采用正交试验设计对蛇形通道进行设计优化,以得到不同结构参数的最优组合。使用L16（4~5）正交表,进行三因素四水平试验。通过对正交试验结果进行极差分析,发现通道厚度h和通道数目n对冷板的性能和损耗影响较大,通道宽度l影响最小。通过分析单一因素对电池组冷却性能的影响,得到了蛇形通道结构的相对最优模型。相对最优方案冷却下的锂电池组的最大温度为44.57℃,最大温差为4.93℃,冷板功率损耗也较低。