功率模块作为电力电子变换器的核心部件,被广泛应用于电动汽车及各种新能源系统中。随着电动汽车和新能源技术的不断发展,还有第三代宽禁带半导体细分市场的竞争,功率模块的的应用要求变得越来越高。传统的功率模块多为单面散热封装,已经越来越不能满足能源领域和半导体市场日益增长的要求,因而研发出第三代双面散热封装模块。相较于传统的单面散热封装,双面散热封装低感、低热阻,模块性能得到了整体提升。双面散热封装模块内部不需要键合线连接,整体体现低感。因而采用双面散热模块进行逆变装置设计时,需要定制化的低感集成母线电容。同时,双面散热封装具有上下底面的双向散热路径,因而热阻模型也与传统的单面散热模块不同,需要对双面散热模块重新进行热阻建模和测试,并且针对集成的逆变器进行热管理优化,设计与之相匹配的散热装置。、在逆变器低感设计方面,针对双面散热模块设计低感集成母线电容,提出多端重合的设计策略和优化母排寄生电感的通用手段。本文详细研究集成电容的寄生电感模型、设计表征方法与对比评测分析。采用有限元分析方法,揭示了集成电容的电流分布规律,结合功率器件的开关过程,建立了集成电容的寄生电感模型。针对单端和多端集成电容结构,给出了6种集成电容的端子布局方法,揭示了集成电容的寄生电感分布规律。最后得到实验样机与商业化产品的对比测试结果,验证了模型和方法的可行性和有效性。在逆变器的热管理优化方面,针对双面散热功率模块热阻的物理意义,建立了双面散热功率模块的热路模型,得到热阻测试结果。本文借助等温剖面和温度梯度的概念,揭示了功率模块热阻的热学机理,阐释了双面散热功率模块热阻的物理意义,建立了双面散热功率模块的热路模型,分析了双通道传热和单通道传热的热阻规律,仿真分析和实验测试的结果,验证了模型和方法的可行性和有效性。根据前述研究结果,针对双面散热模块设计散热器装置,利用3D打印技术,设计出一款改进的风冷多腔散热器,并测试集成逆变器。本文通过逆变器热阻模型计算得到散热器的热阻边界值,依托于现已比较成熟的3D打印技术,设计出一款改进的风冷多腔散热器。通过分析换热系数与散热器热阻的关系,建立数学热阻模型,得到质量和热阻分别优化后的散热器参数,最后通过仿真和实验结果比较验证了所提出的风冷散热器的优势与合理性,在优化模块散热,系统轻量化,机械加工方面具有一定指导意义。