90W 汽车 LED 前照灯散热结构设计研究

２０１５年４月第２６卷　第２期

照明工程学报

ＺＨＡＯＭＩＮＧＧＯＮＧＣＨＥＮＧＸＵＥＢＡＯ

Ａｐｒ．　２０１５

Ｖｏｌ．２６　Ｎｏ．２

90W汽车LED前照灯散热结构设计研究

刘晨阳１，尹　默２，孙贺然３，李　忠４

（１．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安　７１００４９；

２．南阳防爆集团股份有限公司，河南南阳　４７３０１１；

３．中冶北方（大连）工程技术有限公司，辽宁大连　１１６６００；

４．中国兵器工业第２０２研究所，陕西咸阳　７１２０９９）

摘　要：针对目前大功率ＬＥＤ前照灯散热困难等问题，运用Ｐｒｏ／Ｅ设计了一款风冷散热形式的ＬＥＤ前照灯模型，并运用ＡＮＳＹＳ仿真分析得出其在不同对流状态条件下的温度场分布。同时搭建实验平台进行ＬＥＤ前照灯温度试验测试，试验研究发现ＬＥＤ结温始终能控制在８０℃以下，此散热模型的ＬＥＤ前照灯能很好地满足散热要求，有效的解决了ＬＥＤ前照灯的散热问题。

关键词：白光ＬＥＤ；汽车前照灯；散热

中图分类号：Ｕ４６３．６５＋１ 文献标识码：Ａ DOI：１０．３９６９∕ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－４４０Ｘ．２０１５．０２．０２８Research on Thermal Structure Design of90W LED Car Headlamps ＬｉｕＣｈｅｎｙａｎｇ１，ＹｉｎＭｏ２，ＳｕｎＨｅｒａｎ３，ＬｉＺｈｏｎｇ４

（１．State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment，Xi’an Jiaotong University，

Xi’an　７１００４９，China；２．Nanyang Explosion Protection Group Co．，Ltd．，Nanyang　４７３０１１，China；

３．Northern Engineering＆Technology Corporation，MCC，Dalian　１１６６００，China；

４．The２０２Research Institute of China North Industries Group Corporation，Xianyang　７１２０９９，China）Abstract：ＩｎｔｈｅｖｉｅｗｏｆｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｈｉｇｈｐｏｗｅｒＬＥＤｌａｍｐ，ａｃｏｏｌｉｎｇｆｏｒｍｏｆＬＥＤｃａｒｈｅａｄｌａｍｐｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＡＮＳＹＳｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｓｅｔｕｐｆｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔｏｆＬＥＤｃａｒｈｅａｄｌａｍｐｓ，ｔｈｅＬＥＤｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｕｎｄｅｒ８０℃ｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＩｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＬＥＤｈｅａｄｌａｍｐｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｗｅｌｌ．ＩｔｃａｎｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｉｎＬＥＤｃａｒｈｅａｄｌａｍｐｓ．

Key words：ｗｈｉｔｅＬＥＤ；ｃａｒｈｅａｄｌａｍｐｓ；ｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ

引言

２１世纪初，ＬＥＤ就开始应用于汽车内小功率照明，日本丰田公司首次将ＬＥＤ应用于凌志ＬＳ６００ｈ

Ｓａｌｏｏｎ车前照灯的近光照明［１］。目前，只有一些外国少数高档轿车公司将大功率ＬＥＤ前照灯商品化，我国目前较少企业进行ＬＥＤ前照灯的研发和生产。其最大的难题是ＬＥＤ的散热问题［２］。

针对目前ＬＥＤ前照灯的散热研究，外许多学者取得了一些成果。２００６年，Ｌａｉ［３］等人设计了一款由３０个ＬＥＤ组成的车前照灯，单个ＬＥＤ发热功率为２．５Ｗ，其采用的是水冷散热系统来进行散热，仿真结果得到ＬＥＤ近光和远光结温分布较均匀。２００８年，韩国的ＳｕｎｈｏＪａｎｇ［４］等人设计了一套由３０个１Ｗ的ＬＥＤ组成的３０Ｗ大功率ＬＥＤ前照灯散热系统装置，其采用散热方法是在灯壳两边设计一组风通道进行强制对流散热，最后仿真