随着人类社会现代化程度日益提高,如何面对高速发展带来的能源危机,已成为各国眼下亟待解决的难题。燃油车作为不可再生能源消耗较多的行业,是解决能源问题的关键突破口。因此,大力发展以电动汽车为主的可再生能源产业,成为各国解决能源问题的共同选择。充电设备是电动汽车的重要配套设施,而碳化硅MOSFET作为充电设备的关键易损器件,对其进行寿命预测与可靠性分析,是提升充电系统稳定性的有效手段。传统功率器件的寿命预测与可靠性研究中,忽略了实际应用中的断续工作状态,且未考虑因老化与积灰导致的器件热参数的变化情况,导致器件的寿命预测结果误差较大。因此,本文以电动汽车充电模块为应用场景,针对碳化硅MOSFET的寿命预测误差问题,充分考虑了充电设备工作状态对器件寿命的影响。通过构建随器件寿命消耗分段更新的灵活等效热模型,描述老化和积灰对碳化硅MOSFET寿命的影响。对不同场景下的碳化硅MOSFET,进行寿命预测与可靠性分析。论文的主要研究内容包含以下几个方面:研究碳化硅MOSFET的失效机理与失效模式。深入分析碳化硅MOSFET的结构与工作原理,探寻碳化硅MOSFET产生故障的根本机理。总结功率器件失效模式,挖掘标志器件失效的指标参量,研究失效指标与失效进程的内在联系。研究碳化硅MOSFET的电热模型与寿命模型。基于VIENNA整流器拓扑,完成碳化硅MOSFET的电路损耗模型构建。分析多种热网络模型的优缺点,构建碳化硅MOSFET电热耦合模型。对比多种经典寿命模型,对碳化硅MOSFET进行常规寿命预测。研究碳化硅MOSFET寿命预测与可靠性评估。利用器件热阻增量,量化老化与积灰对寿命的影响,构建随器件寿命消耗分段更新的等效热模型。对比分析不同场景下的碳化硅MOSFET寿命预测结果,利用双参数威布尔分布,拟合器件的寿命样本,对碳化硅MOSFET进行可靠性评估。本文充分考虑了影响碳化硅MOSFET寿命的诸多因素,提高了碳化硅MOSFET的寿命预测与可靠性评估准确性,进一步增强了充电设备的稳定性与可靠性,对充电设备的智能运维具有指导意义。