随着电动汽车产业的快速发展，乘用车锂离子电池的市场需求快速增加，一般而言电池组主要分为两大部分：由锂离子电池单体组成的电池模块和电池控制系统BMS。为了达到电动汽车所需要的容量和电压，电池组都是将单体电池通过串联和并联的方法组合在一起，串联可以提高电压，并连可以提高容量，例如特斯拉电动汽车的电池组就是由7000多只18650电池串联和并联组成的，如此众多的单体电池之间必然存在着制造差异，为了能够保证电池的安全性和使用寿命就需要电池组BMS对电池的电压进行监控，防止电池组部分电池的电压过高或者过低；对温度进行监控，防止出现局部电池过热；并对串联电池之间的电压的不一致及时均衡，防止部分电池发生过充或者过放。也就是说，电池组BMS的复杂程度会随着单体电池数量的增加而迅速增加，因此为了降低成本，降低BMS的复杂程度，许多厂商转而采用容量更大的单体电池，大容量的单体电池会极大的减少电池组内单体电池的数量，降低BMS的管理难度。但是随着电池容量的增加也带来了一系列的问题，例如电池的散热问题，以及电池在滥用的情况下的安全问题等，这些都是需要我们在设计大容量单体电池需要进行考虑的。
1.大尺寸方形锂离子电池热特性分析
考虑到空间的利用效率和电池组热控系统的特点，目前乘用电动汽车电池组普遍采用了方形锂离子电池，相比于圆柱形锂离子电池，方形锂离子电池在热特性上具有其自身的特点和优势。英国华威大学的Thomas Grandjean等[1]针对大容量的方形锂离子电池进行了研究，Thomas Grandjean发现随着锂离子电池尺寸的增大，电池内极片层数增加，电池的散热受到一定的阻碍，因此会在电池内部垂直于极片的方向和水平方向存在一定的温度梯度，这也会为电池组的热管理系统带来不小的挑战。
大尺寸方形锂离子电池在放电过程，特别是大电流放电过程中，由于电池极化和欧姆阻抗的作用会导致电池的内部产热极速增加，受到电池散热边界条件的影响，电池中间温度升高要明显快于电池边缘部分，因此会在电池内产生较大的温度梯度，同时在垂直于电池极片的方向由于散热受到电极极片自身的阻挡也存在明显的温度梯度，温度梯度的存在会导致电池内的电流分布和SoC状态不均匀，从而导致锂离子电池局部老化的加速，影响锂离子电池的使用寿命。我们需要在电池组的热控设计上对于方形锂离子电池的特点予以考虑，减少大型锂离子电池内部的温度梯度。在电池结构设计上，我们注意到大性锂离子电池极耳的尺寸、位置和厚度都对锂离子电池内的温度梯度和SoC分布有显著的影响，集流体变薄和极耳减小会导致电池内部的DOD差异和温度差异增加，这也是需要我们在高比能电池设计中需要特别注意的，电池结构调整能够显著的影响电池内的不均匀性，例如将正负极极耳的位置调整到电池的两侧能够有效的改善这种电池内部的不均衡。大型锂离子电池的电-热过程是一个非常复杂的过程，受到多种因素和边界条件的影响，因此在电池组的热管理设计时还需要我们进行更多的针对性的研究。
