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随着汽车产业的高速发展，汽车对能源的消耗和环境的污染成为不可忽视的问题，节能和环保成为汽车行业两大重要目标。作为汽车的重要子系统，发动机热管理系统的优化能大大提升汽车的燃油经济性和排放性能。作为发动机热管理系统冷却模块的关键零部件，散热器的设计脱离冷却模块的问题一直存在。针对该问题，本文提出基于冷却模块的散热器优化流程，并对散热器结构参数和布置参数进行了优化。本文研究可概括为以下几点：
(1)基于散热器设计与冷却模块布置相互孤立的问题，分析了冷却模块对散热器边界条件的影响，在此基础上提出基于冷却模块布置的散热器优化流程，将散热器散热性能的优化置于冷却模块环境下进行。
(2)以某款乘用车为研究对象，进行试验研究。通过零部件试验获得零部件性能曲线，通过发动机热平衡试验获得发动机散热量边界条件。整车的热平衡试验结果表明，试验车辆的冷却性能在整车厂提供的3种工况下都存在优化空间，尤其是在40km/h+10%坡度工况下，散热器进口冷却液温度接近冷却液沸点。
(3)分别建立单独散热器和冷却模块风筒试验仿真模型，对比单独散热器和冷却模块中散热器的散热性能。结果表明，冷却模块中散热器的散热性能曲线与单独散热器的散热曲线存在明显差异，故对散热器在冷却模块中的布置参数进行研究及优化是有必要的。
(4)基于GT-COOL和COOL3D软件，根据发动机热管理系统的结构和原理建立发动机热管理系统一维-三维耦合模型，并进行校核。结果表明，仿真值和试验值的误差最大仅5.56%。
(5)以3种整车热平衡试验工况下的ATB(许用环境温度)为优化目标，使用DoE方法对散热器结构参数进行优化，得到结构优化后的散热器。仿真结果表明，将原车散热器更换为优化后的散热器后，三种工况下的冷却系统ATB分别升高10.8%、10.9%、11.9%。
(6)选定7个散热器布置参数作为研究对象，通过仿真方法研究了单个布置参数对散热器散热性能的影响。结果表明，对于其他零部件与散热器的距离而言，存在一个临界值，在此处散热量突变，而在临界值前后散热量无明显变化；对于其他热交换器相对于散热器的纵向偏置而言，油冷器和冷凝器布置在散热器中心线下方偏下的位置对散热性能提升有利；对于风扇相对于散热器中心偏置距离而言，将风扇布置在散热器中心附近对散热性能提升有利。
(7)采用DoE方法对7个散热器布置参数进行优化，最终的优化方案与原车布置方案相比，三种工况下的ATB分别提高19.51%、25.82%、23.88%。
(1)基于散热器设计与冷却模块布置相互孤立的问题，分析了冷却模块对散热器边界条件的影响，在此基础上提出基于冷却模块布置的散热器优化流程，将散热器散热性能的优化置于冷却模块环境下进行。
(2)以某款乘用车为研究对象，进行试验研究。通过零部件试验获得零部件性能曲线，通过发动机热平衡试验获得发动机散热量边界条件。整车的热平衡试验结果表明，试验车辆的冷却性能在整车厂提供的3种工况下都存在优化空间，尤其是在40km/h+10%坡度工况下，散热器进口冷却液温度接近冷却液沸点。
(3)分别建立单独散热器和冷却模块风筒试验仿真模型，对比单独散热器和冷却模块中散热器的散热性能。结果表明，冷却模块中散热器的散热性能曲线与单独散热器的散热曲线存在明显差异，故对散热器在冷却模块中的布置参数进行研究及优化是有必要的。
(4)基于GT-COOL和COOL3D软件，根据发动机热管理系统的结构和原理建立发动机热管理系统一维-三维耦合模型，并进行校核。结果表明，仿真值和试验值的误差最大仅5.56%。
(5)以3种整车热平衡试验工况下的ATB(许用环境温度)为优化目标，使用DoE方法对散热器结构参数进行优化，得到结构优化后的散热器。仿真结果表明，将原车散热器更换为优化后的散热器后，三种工况下的冷却系统ATB分别升高10.8%、10.9%、11.9%。
(6)选定7个散热器布置参数作为研究对象，通过仿真方法研究了单个布置参数对散热器散热性能的影响。结果表明，对于其他零部件与散热器的距离而言，存在一个临界值，在此处散热量突变，而在临界值前后散热量无明显变化；对于其他热交换器相对于散热器的纵向偏置而言，油冷器和冷凝器布置在散热器中心线下方偏下的位置对散热性能提升有利；对于风扇相对于散热器中心偏置距离而言，将风扇布置在散热器中心附近对散热性能提升有利。
(7)采用DoE方法对7个散热器布置参数进行优化，最终的优化方案与原车布置方案相比，三种工况下的ATB分别提高19.51%、25.82%、23.88%。