功率模块凭借其独特的优势广泛应用在能源转型的各个领域。功率模块作为新能源汽车功率转换的核心部件,功率模块的好坏直接影响新能源汽车的功率释放速度和充电性能。随着功率密度的增加,功率模块对散热的要求越来越严格。换热能力强的液冷式微通道可用于高功率密度功率模块的散热,但液冷式微通道存在流动方向散热不均的问题。在复杂工况下散热不均导致的过大的温度梯度和局部高温热点将影响功率模块的热可靠性,长时间运行将导致功率模块焊层等结构出现疲劳、老化和自身散热能力退化,加速其不可逆失效。因此提高高功率密度功率模块用微通道的均温性具有重要意义。本文基于微通道强化换热技术,设计、制造了反向斜截微通道,并通过实验测试、数值模拟和多目标优化的方法对该结构进行分析和优化,研究反向斜截微通道的流动、传热特性和壁面均温性。主要工作如下:(1)通过分析功率模块的基本结构、功率损耗和散热方式,结合液冷式微通道散热理论,构建功率模块用微通道散热热阻模型,为后续微通道的结构设计、优化提供理论基础。(2)通过微通道散热实验发现,变截间距反向斜截微通道比矩形直通道换热能强、散热均匀,且反向斜截通道的壁面局部热点温度低于矩形直通道,热点位置由通道下游前移至中部附近。增加Re显著强化了反向斜截通道的换热能力,并提高了壁面的均温性。此外,壁面均匀性随外部热载荷的增加而降低,因此对于高功率密度功率模块用散热微通道,既要提高其整体的散热能力,又要提高散热的均匀性。(3)通过网格无关性验证和实验模型验证,确定了合适的网格尺寸和可靠的模拟方法。当斜截数一定,减小截角、增大截距或递减的截间距都可强化换热并提高反向斜截微通道的壁面均温性,且压降较小。增加Re,可显著提高各结构参数下反向斜截微通道的散热能力和壁面均温性,但压降显著增加。增加Hc/Wc可强化反向斜截微通道的散热能力和壁面均温性,且压降减小。减小Wc/Wf也可提高散热能力和壁面均匀性,但压降增加。(4)通过对反向斜截微通道的壁面结温、压降和温差进行多目标优化,设计了壁面结温较低、压降较小、散热均匀的反向斜截微通道。同优化前的模型相比,优化后反向斜截微通道的壁面结温为323.33K,减小率为0.75%,进出口压降为2698.88pa,减小率为6.72%,壁面温差为10.50K,减小率为17.52%。