当前环境问题和能源紧缺危机已日益严峻,新能源汽车凭借其特有优势已逐渐成为汽车企业大力发展的车型和大众购车的首选。随着人们对电动汽车续航和充电速度的需求的提高,能源模块中动力电池的性能和数量在逐渐增强增多,动力电池的充电效率得到提高。动力电池在性能和充电速度提高的同时汽车在行驶和充电过程中电池的发热量也越来越大。当动力电池组的温度超出正常范围时,电池中的热量堆积到达临界值就会发生热失控,引发一系列安全问题。为了应对高性能的动力电池和快速充电技术两者带来发热量过高等问题,本文设计一种高效节能的冷却装置,冷却装置采用浸没式的阵列射流冷却方式来对受限空间内的锂电池进行冷却,该装置还可根据锂电池的温度反馈来调节射流流量以达到节能效果。本文研究的主要内容为:（1）射流冷却装置设计。设计一种浸没式阵列射流冷却装置,通过单束射流和两束射流的流动特性,确定电池组的排布方式、进出口位置和喷管数量。（2）数值模拟研究。通过数值模拟探究喷管直径D、射流高度H以及喷管间横纵间距L1和L2对冷却效果的影响,采用正交法分组,通过FLUENT流体仿真软件分析得出不同水平因素下的最大温度值、温差、进出口压力损失和平均Nu系数的数值,使用极差分析法得出当H/D=1时横纵间距的数值是影响冷却效果的主要因素。（3）结构参数优化。建立喷管横纵间距优化模型,推导换热量与横纵间距值的关系式,以此为目标函数,通过粒子群优化算法得出在H/D=1的情况下,喷管间的横纵间距最佳数值为L1=42.6mm和L2=34mm。结合流速云图,分析出间距值大小对整体流场流动性影响的原因,得出间距过大会造成两射流间的区域换热效果差;间距过小整体流场流动性差,远离喷管的锂电池温度过高,不利于电池的均温性。（4）冷却实验验证。搭建阵列射流冷却实验台验证最佳间距值的冷却效果,并探究其传热特性。实验结果表明在Re＜1100时,L/D=4.26的冷却效果最佳,当流量达到1.5 L/min时继续增大流量,对流热阻的不再发生明显变化;当Re＞1100时,由于受限射流冷却的边界效应,L/D=5的冷却效果要高于L/D=4.26。在局部范围内,L/D=4.26在低流量下,冷却均匀度均表现较好。相反在L/D=5、流量为3L/min时,温度场将出现较大的温差。（5）流量控制研究。对射流冷却装置的流量控制进行研究,对各原件建立数学模型推导流量控制系统的传递函数,利用BODE图和Lyapunov判据分析其稳定性,对流量控制系统的控制方案进行研究,对比PID控制和二次型优化两种控制系统的稳定性及达到稳定的时间。本文创新点:（1）将浸没式阵列射流冷却装置用于冷却受限空间内的锂电池组。设计冷却系统中冷却结构的参数,采用正交法对结构参数进行分组试验,并使用FLUENT软件进行数值模拟,结果表明浸没式阵列射流冷却装置能快速、有效对电池组进行冷却。（2）提出射流间距值和射流换热量关系式,建立算法优化所需的目标函数,采用粒子群算法得到最佳的横向间距L1=42.6mm、纵向间距L2=34mm。（3）通过浸没式阵列射流冷却实验,总结浸没式阵列射流对冷却18650型号锂电池的换热特性,结果表明在低流量的情况下,优化后横纵间距的参数其冷却效果最佳。