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环境污染问题日益严重，新能源汽车将逐渐成为汽车工业发展的新方向，而动力电池作为整个电动汽车的驱动核心，其安全性和使用寿命受到广泛关注。动力电池组在大倍率充放电时内部化学反应加剧，各单体电池温度急剧升高，电池单体之间的不一致性加剧，容易引发热失控等一系列安全事故。本工作采用COMSOL Multiphysics有限元软件对圆柱卷绕式锂离子电池建立3D电化学-热平均耦合有限元模型，将电化学模型与热模型结合分析电池的电化学特性以及热行为，最终建立一个安全可靠的热管理系统。 首先使用COMSOL软件的“电池与燃料电池模块”和“传热模块”这两个模块和“锂离子电池接口”，学习并参考了COMSOL官网案例库关于一维等温锂离子电池的案例，基于浓溶液理论和Newman模型，建立了三维柱状卷绕锂离子电池电化学-热平均耦合模型。在建模之前，查阅相关文献并对圆柱卷绕电池进行性能测试，为锂离子电池的电化学参数如反应速率系数、电解液固相体积分数等的设置提供了详细真实的参考数据，并计算得到了单体18650电池的放电电压和温升曲线，比较仿真和实验测量得到的温度数据，发现两者匹配度较高。然后进一步对整个电池模组进行产热优化仿真分析。COMSOL软件为电池热管理的研究提供了极大的便利，节约了人力成本与时间成本，提高了研发效率。