随着LED产业的快速发展，人们在生产生活中对LED照明器件的需求越来越大且要求越来越高，高亮度、低成本、小型化、高可靠性等已成为LED照明器件的发展方向。对单颗LED器件来说，为达到高亮度的要求，一味的增大输入功率是不现实的，因为高功率必将引起高结温必然降低LED的寿命和使用安全性；LED阵列虽能缓解高结温造成的输入功率的限制，但是随着LED器件越来越高的集成度，其散热问题仍然比较突出，已成为影响其发展的瓶颈之一。所以对高效散热方式的深入研究和开发更为有效的散热结构是目前急需解决的课题。本文以“基于动态模型识别的大功率LED照明系统散热技术研究”国家自然科学基金项目为课题来源，以LED阵列为主要的研究对象，分析了LED阵列的组成结构，热阻网络模型，并对排列方式对LED阵列散热效果的影响进行分析。同时，基于有限体积法对水冷散热结构进行深入研究，分别对水冷结构模型中的进出水方式、水道长度、入口流速、水道数量、进口水道偏角等因素进行热仿真，并分析各因素对水冷散热效果影响。在进出水方式上，异侧单进单出的方式的降温效果强于同侧单进单出的方式，而且水道长度的缩短能有效降低冷板的最高温度；入口流速的增大能够明显提高散热效果，但流速达到一定值后对散热效果的改善越来越弱；水道数量在一定程度上影响了散热效果，且对于特定结构存在一个最优值；而进水道的偏角变化对散热效果影响不大，这对水冷散热结构的设计具有重要的指导意义。根据LED阵列器件的使用环境，提出水冷结构的简明控制方法。并对于区域性的LED规模应用提出智能控制展望。