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柴油机电子控制单元(ECU)作为柴油机控制系统中的关键部件,其热性能关系到整个柴油机系统是否能够安全可靠的工作。随着微电子技术的发展,ECU向着小型化、集成化等趋势发展,温度等热性能成为影响ECU工作性能的主要因素。本文以某国产电控柴油机ECU为研究对象,研究了影响其温度场、热应力等热性能的关键因素,并根据研究结果对ECU进行了多方面的热优化分析。本文应用Pro/Engineer软件建立了ECU的三维几何模型；将模型导入热分析软件Icepak中,通过划分网格、确定材料参数与边界条件等步骤,完成了ECU温度场仿真分析模型；并应用ANSYS Static Structural软件建立了ECU热应力仿真分析模型；同时,搭建了ECU热测试试验系统,通过试验验证了ECU仿真分析模型的精确性。试验结果表明,模型仿真结果与试验测量结果的误差较小,模型精确度较高。基于所建立的热分析模型,研究了ECU工况、环境温度、高原环境等因素对于ECU温度场的影响。研究了六种柴油机典型工况下的ECU温度场：研究了不同工作环境温度及海拔高度对ECU温度场的影响,研究表明,ECU温度随环境温度的上升呈线性增长趋势,而海拔高度每上升1000m,ECU温度均降低5.86-6.16℃。通过仿真计算研究了PCB基材材料属性、固定约束位置以及环境温度对ECU热应力及热变形的影响。研究表明,PCB板的最大热应力及最大热变形量都与基板材料的热膨胀系数呈线性增长关系,且最大热应力点通常出现在固定约束位置附近；环境温度为常温时,ECU的热应力及热变形量处于最小值,常温以上的升温膨胀过程和常温以下的降温收缩过程都会导致热应力及热变形量增大。本文完成了ECU热性能优化分析与样件试验。针对工作过程中高温的ECU元器件的位置提出了三种优化改进布局,并通过仿真分析确定了最优方案;通过仿真分析,对比了ECU壳体在柴油与空气两种冷却介质下的对流散热效果；改进了ECU外壳散热结构,重新设计了散热肋片布局,优化后的ECU壳体温度降低了3.5-5℃,且降低了加工难度与制造成本。根据优化方案加工了样件,并完成了新旧方案对比试验,结果显示,优化后的ECU热性能得到改善。