功率变流器作为电能转换的核心设备,在轨道交通、航空航天、新能源汽车等领域得到了广泛应用,其运行安全性和可靠性受到了科研人员和运行管理人员的普遍关注。绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作为功率变流器的核心器件,其健康状态在一定程度上决定了整个功率变流器的可靠性。键合线作为IGBT模块芯片与陶瓷覆铜板（Direct Bonding Copper,DBC）之间的电气连接,极易发生老化失效故障,一旦故障发生,会带来高额的维修成本,甚至造成严重安全事故和导致巨大经济损失。因此针对IGBT模块键合线老化失效问题,本文对IGBT模块键合线的失效机理和失效影响进行分析,并利用IGBT模块端部特征参量对键合线健康状态进行评估研究。本文主要工作和研究内容如下:首先介绍了IGBT模块的结构、工作特性、失效类型与失效机理。在理论上对IGBT模块键合线失效影响进行了分析,为后续IGBT模块键合线失效分析与键合线健康状态评估提供了理论基础。其次针对目前单一的电-热仿真模型或热-力仿真模型无法同时考虑电、热和机械特性对IGBT模块键合线疲劳失效影响,本文在考虑键合线失效情况下,建立了IGBT模块电-热-力多物理场耦合仿真模型,通过该模型对IGBT模块在稳态传热与功率循环条件下的温度分布与应力分布情况进行分析,得出了如下结论:（1）键合线与芯片键合处承受的温度和应力最大,长期承受应力波动容易导致疲劳累积损伤引发键合脱落故障;（2）结温波动过大会导致键合线疲劳累积加快,降低结温波动幅度能够延长器件服役寿命;（3）一旦模块发生键合线脱落故障,模块剩余键合线温度升高,承受应力增大,会加速模块老化失效。最后针对IGBT模块内部故障不易直接监测,键合线健康状态难以评估的问题,本文提出了一种基于差分灰狼群算法优化支持向量机的IGBT模块键合线健康状态评估模型。通过理论分析与实验验证确定了环境温度、饱和压降、集电极电流作为特征参量用于IGBT模块键合线健康状态评估。用不同健康状态下IGBT模块测试数据对模型进行实验验证,其评估正确率为94.03%,验证了本文提出的评估模型的有效性。