随着世界经济规模以及人口数量的不断增长,全球各国对能源的争夺愈演愈烈,开发新能源、向清洁、环保、节能方向的发展已刻不容缓。在这种发展趋势下,各种新能源汽车应时代需求而生,其中以电动汽车为主,充电桩作为电动汽车充电设施最主要的装置,为电动汽车提供动力补充,大力发展电动汽车及其充电设施已成为全球能源发展中不可忽视的问题。随着直流充电桩功率等级的不断发展,其内部高频开关整流功率模块的功率密度也越来越大,如何选择合理的散热方式降低充电桩的整体温升,保证充电桩的运行可靠性则可直接影响到电动汽车的推广和应用。本文以150kW直流充电桩为研究对象,借助仿真软件,对其内部流体场及温度场进行仿真分析,分析研究直流充电桩及功率模块内部强化换热情况。首先,本文以直流充电桩内部15kW功率模块为仿真对象,根据传热学及流体力学相关理论对功率模块热仿真模型进行理论计算,根据计算结果选择最佳的冷却方式,并确定功率模块的通风量和散热风扇的型号。其次,通过正交试验法对功率模块内部的翅片散热器的结构参数(包括翅片厚度、翅片数量和翅片高度)进行优化。采用极差分析法对正交试验结果进行处理,找出影响功率模块散热效果的影响因素间的主次顺序和影响趋势,采用方差分析法计算出功率模块散热效果的影响因素的权重,两者结合确定散热器的最优结构参数。将优化后的散热器应用于功率模块模型中并进行仿真,对比优化前后的功率模块的流体场与温度场的变化规律,通过场协同理论对其变化规律进行分析,验证优化后的模型其流体场和温度场的场协同性更好,温升更低。最后,将优化后的功率模块应用于直流充电桩的整体仿真中,重新设置边界条件和求解参数,对功率模块优化前后的充电桩的流体场和温度场云图进行分析,通过对比两种模型的场协同效果,验证优化后模型的场协同性比原模型好。合理的功率模块结构既能满足功率模块的温升要求,又能降低充电桩的整体温升,达到提高充电桩运行可靠性及节能减排的目的。改进后的模型其内部的流体场及温度场分布更加平坦均匀,两者的场协同性更好,从而达到了降低温升的目的,这为后续大功率直流充电桩及相关产品的散热设计提供了一定的理论依据。