作为智能交通系统的输入环节,交通摄像机在准时高效的综合交通管理体系中发挥着十分重要的作用。然而,伴随着交通摄像机智能化、数字化等发展趋势,其电路系统的热流密度和发热量日益升高。在实际应用中,如果散热不良导致核心芯片温度过高,易引发丢包、误码以及重启等一系列热故障问题。因此,交通摄像机热设计和热稳定性研究越来越受到业内工程师的广泛重视。目前,在产品研发过程中,基于计算流体力学(CFD)的热仿真技术和传统实验技术相结合已成为优化产品热设计方案以及缩短产品研发周期的重要途径。本文利用红外热像测温技术,对某新型智能交通摄像机进行了实验测试。在图像采集模式下获取了摄像机散热系统和电路系统的红外热图像;利用Ansys-Icepak热流仿真平台对摄像机进行了系统级和板件级热分析,结合实验结果验证了仿真模型的合理性;在此基础上,分析了环境温度变化对摄像机热负荷状况的影响规律,其结果表明,摄像机工作热负荷较为繁重,其辅助散热系统散热结构不足以保证摄像机的稳定可靠运行。本文基于常规设计经验,对摄像机电路系统布局提出了一种优化方案,并通过Ansys-Icepak热仿真研究其合理性。结果发现:芯片布局改进后能有效降低核心元件工作热负荷,缓解电路板热应力集中现象。为克服原机实验芯片功耗不宜调整的限制,针对摄像机核心元件DSP(数字信号处理器)和FPGA(可编程门阵列)芯片构建了模拟芯片试验台架。实验结果发现:芯片功率对其表面温度有显著影响,功率越高,芯片温度呈近似线性增长,同时散热器瞬时储热能力有所减弱。最后,对摄像机散热系统构建了热阻分析的数学模型,讨论了热界面材料、空隙厚度、散热器材料以及对流方式对散热系统总热阻的影响,在此基础上,对摄像机辅助散热系统结构提出了多目标综合优化的设计方案。