汽车LED前照灯散热结构的设计及评价.pdf

中国工程热物理学会 传热传质学 学术会议论文 编号：073439 汽车L印前照灯散热结构的设计及评价 林梓荣汪双凤张今羿 (华南理工大学化工与能源学院，广州，510640) 摘要：随着大功率LED芯片开发技术的不断进步，LED灯以其响应时间短、效率高、节能、环保、体 积小、寿命长、抗震性好、设计与制造简单等多项优势得到了越来越广泛的应用。然而，LED耐热性 能差的先天性不足却大大阻挠了其进军汽车前照灯市场的步伐。本文以一款汽车LED前照灯设计模型 以此为依据，探讨此种散热系统普及化应用的可能性。 关键词；LED；汽车前照灯；FLuENT；散热器 ． 1、前言 发光二极管又叫光发射二极管 理和控制，L功既可以集中控制，也易于 分散控制或对点进行调节控制。此外，LED (LightEmittingDiode，简称为LED)， 是一种可将电能变为光能的器件。“：发光 还具有功耗低、单色性好、光线纯及无延 二极管实际上是一个半导体的P—N结，其 迟启动等特点。。7’ 基本的：【作原理是一个电光转换过程。当 基于以上优点，把白色LED作为汽车 一个正向偏压施加于P—N结两端，由于P—N 前照灯的光源，更可使其优越性充分展 结势垒的降低，P区的正电荷将向N区扩 现。目前世界各国纷纷制定引进新的LED 散，N区的电子也向P区扩散，同时在两 车灯光源的计划。日本在2006年正式启 个区域形成非平衡电子的积累。对于P—N 动所有新款车型全部采用LED灯的计划； 结系统，注入到价带中的非平衡空穴要与 欧盟计划在两年之内，所有新推出的车型 导带中的电子复合，其中多余的能量将以 全部采用LED光源；各车灯厂和LED厂家 光的形式向外辐射。池 纷纷合作，都将新型LED后组合灯及LED 与传统的照明灼1相比，LED具有以下前大灯纳入研究范围。如德国海拉公司早 优点：(1)寿命长，长达10万小时，已 超过汽车本身的寿命；(2)照明成本低， A8w12前照灯中作为位置灯和日行灯； L叻使用成本和维护成本都非常低；(3) 2006年又与斯坦利电气公司联合开发出 体积小，重量轻。LED的SMD封装尺寸大 一款近光灯点亮光束达700lm的大功率 x 多为3mm2mm左右；(4)LED是一种固 LED前照灯。近年来，国内LED技术的进 态器件，机械强度高，抗冲击和抗震动能 步及民营轿车的大规模崛起，也为国内 力强；(5)LED是一种绿色环保型光源，L肋车灯的发展提供了良好的契机。未来 不存在白炽灯易破碎和荧光灯废弃物含 国内LED车灯市场将大规模的发展，预计 汞污染问题等缺点；(6)发光效率己达 近几年内会形成年产10亿元的产值，5年 2226 后会形成每年30亿元的产值。 然而LED车灯必须具备大功率、高效 I— 率与工作温度在一40℃一125℃的高可靠 R4 ④④ oe 性，此外其光学、电气参数必须稳定并且 有一致性，光强度衰减也不能超过20％。 oOoO 其中LED应用于汽车前照灯的关键问题是 L皿光源的散热问题。在目前发光效率下， OOoOoO