车灯散热分析-13~18
LED灯具散热分析 张瑞辉
LED灯具散热分析张瑞辉发表时间：2019-07-19T10:44:49.587Z 来源：《新材料.新装饰》2019年3月上作者：张瑞辉[导读] 这几年来，随着科学技术的飞速发展，各个行业也随之飞速发展，LED芯片研制的成功以及其发光效率的不断提升，则代表着科学技术的飞速发展，照明领域出现越来越多的LED。
随着LED芯片技术的不断创新发展，为了顺应时代的发展，LED芯片的输出功率也在不断增大，这就（佛山市德珂照明科技有限公司）摘要：这几年来，随着科学技术的飞速发展，各个行业也随之飞速发展，LED芯片研制的成功以及其发光效率的不断提升，则代表着科学技术的飞速发展，照明领域出现越来越多的LED。
随着LED芯片技术的不断创新发展，为了顺应时代的发展，LED芯片的输出功率也在不断增大，这就在一定程度上提高了对LED灯具散热的要求。
本文主要对LED灯具散热进行分析，从LED灯具的构造，到对LED灯具的散热进行分析，最后研究LED路灯的可靠性，从而提高了LED芯片优化设计能力。
关键词：LED灯具；散热；可靠性；应用分析引言:LED灯具随着温度的升高会大大增加LED的失效率，同时还会加剧LED灯具的光衰，更会大大缩短LED灯具的寿命，所以在进行LED灯具结构设计的过程中，热设计是一个必不可少的环节。
设计大功率LED灯具的时候，不仅要成功实现产品的功能，而且还要对产品的稳定性、寿命以及适应环境的能力做出充分体现，而这些事关LED灯具质量的因素都和温度有些直接或者间接的关键。
据调查显示，由温度过高引起的电子产品损坏的高达百分之四十五，这就在一定程度上可以看出散热设计在应用上具有十分重要的作用。
一、LED灯具的构造及原理我们在日常生活中所接触的LED灯具的结构主要五部分，分别是LED光源、驱动电源、散热管、电路结构以及配光结构，而这几部分的结构主要包括有四部分的关键技术，分别是光（透镜的配光）、色（光的品质）、电（电路设计）以及热（散热设计），这几部分关键技术就构成了LED灯具。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析【摘要】大功率LED灯在使用过程中会产生大量的热量，而良好的散热性能对LED灯的性能和寿命至关重要。
本文通过分析LED灯的发热原因，探讨了不同的散热方式及原理，介绍了散热材料与结构设计的重要性。
在散热性能测试方法方面，我们讨论了各种测试方法的优缺点，并提出了一些改进的建议。
结合实际案例，我们总结了一些提升大功率LED灯散热性能的有效措施。
通过本文的内容，读者可以全面了解大功率LED灯的散热性能分析，为LED照明产品的设计和选购提供参考。
【关键词】大功率LED灯、散热性能、发热原因、散热方式、散热材料、结构设计、性能测试方法、改进措施、结论1. 引言1.1 大功率LED灯的散热性能分析大功率LED灯的散热性能分析是LED照明领域中一个非常重要的课题。
由于LED灯具有高光效、长寿命等优点，被广泛应用于各种场所，尤其是大功率LED灯。
随着LED功率不断增加，LED发热量也相应增加，导致灯具温度过高，影响灯具的使用寿命和光效。
对大功率LED灯的散热性能进行分析和改进具有十分重要的意义。
在大功率LED灯的散热性能分析中，需要对LED灯的发热原因进行深入分析。
LED灯的发热主要来源于LED芯片在工作时产生的热量，而LED芯片的工作温度会直接影响LED的发光效率和寿命。
了解LED 灯的发热原因对于提高LED灯的散热效果至关重要。
除了了解LED灯的发热原因外，还需对LED灯的散热方式及原理进行深入探讨。
常见的LED散热方式包括空气散热、风冷散热、水冷散热等，不同的散热方式有不同的原理和适用条件，选择合适的散热方式对于提高LED灯的散热效果十分重要。
大功率LED灯的散热性能分析是一个复杂而重要的课题，需要综合考虑LED灯的发热原因、散热方式及原理、散热材料与结构设计以及散热性能测试方法等因素，通过科学的分析和改进措施提高LED灯的散热性能，确保LED灯长期稳定工作。
2. 正文2.1 LED灯的发热原因分析LED灯具有高效、节能等优势，但是在工作过程中仍然会产生较大的热量，主要原因如下：1. 光电转换效率不足：LED灯在发光的同时会产生一定的热量，由于光电转换效率不是100%，所以部分电能会转化为热能导致发热。
汽车车灯内部传热理论分析
汽车车灯内部传热理论分析目前在汽车车灯在设计时很多设计者往往追求车灯外观造型，对散热设计的关键性的环节考虑不够，影响了车灯的使用。
本文首先分析了汽车车灯内部的传热，然后基于有限单元理论，对车灯温度场的分布进行了研究分析。
标签：汽车车灯；传热；有限单元；温度场汽车车灯传热较为复杂，存在多种方式，每当点亮车灯，便开始热传导，直到实现传热平衡。
一般前大灯亮起后，灯泡和灯丝之间开始产生热辐射，灯壁与灯座间发生热传导，随后灯泡内部进行热对流，随着温度逐渐升高，车灯局部和环境之间不断发生热交换，导致车灯温度产生变化，当热交换过程达到平衡，灯内温度与流场趋于平衡后，热交换过程趋于平缓。
车灯熄灭后，稳定环境立刻被打破，平衡将换热为一个非稳态过程，直到温度降低至室温，再次回到稳定状态。
1 汽车车灯内部的传热分析1.1 车灯的热传导空间与时间的函数温度，如此运用于热传递系统中，而温度场却是任意时刻下各点温度的集合，在时间的推移下，可将温度场氛围稳态与瞬态两种情况，当任意时刻下的相同温度点可以构成一个等温面，每个等温面之间能够发生热传递，且法向温度变化率最大。
在车灯温度场中反光镜或配光镜上，任取一位置的微元体根据能量守恒定律，流入微元体热量-流出微元体=内能的增量，另外，由傅里叶定律得出，导热产生势点的热密度流，随着同时刻温度梯度增长而增长，两者方向相反。
++=0（1）式（1）是研究以上温度场与导热的基本方程。
在实际车灯厂家，温度场是处于非稳态温度场，大多都采用有限元模拟，获得车灯温度场变化情况，依据实验测量的相对照，反映出车灯内部分布的真实情况，从而修改和优化出车灯模型。
1.2 车灯的热辐射物体有了热状态后，向外界、空间发射电磁波，称之为热辐射。
热辐射属于非接触传热，产生的电磁波可以在真空中传播，使得它区别于前面两种传热方式。
辐射热换要求物体本身具有不同温度，自发辐射与吸收外界热量，以此实现了热量的传递。
车灯模型内温度并不均匀，因为多个零件组成的封闭腔，可以采用直观的网格法计算闭腔的辐射换热，这种方法易理解，在Ai和Aj上取微元面，则微元面的单位面积辐射流为：qi（ri）=Jk（ri）-Hi（ri）。
LED汽车灯散热器结构设计与散热分析
LED 汽车灯散热器结构设计与散热分析摘要：在汽车结构中，LED汽车灯是非常重要的组成部分。
本文对LED汽车灯散热器的结构设计与散热分析进行论述。
为进一步优化和提升液态金属散热性能，采用流体力学仿真方法，系统研究流速、流道结构等对LED前照灯温控性能的影响，并提出一种新的冷板流道结构，有效改善了液态金属温控效果，对包括大功率LED灯散热系统在内的其他高热流密度散热系统同样具有参考意义。
关键词：LED散热;液态金属;温控实验引言对散热系统进行分析研究，以保证车辆有良好的散热，对于车辆安全可靠运行有着重要作用。
基于传热理论和流体力学理论，根据发动机散热实际情况，对散热器结构尺寸进行设计分析。
运用三维建模软件对散热器进行实体建模，在对散热器局部进行简单处理后，将模型导入ANSYS中进行CFD仿真分析，设置边界条件，以此获得散热器的温度场、流体分布情况。
1LED散热评估实验及分析1.1模型建立分析原型为某公司的D2H型LED散热器，对其基础模型进行散热情况的模拟，并对其结构进行优化设计。
在实际使用中，热量从芯片产生，由PCB板传到散热器。
其中，芯片与PCB板上有导电胶，PCB板与散热器间涂有导热胶。
散热器采用强迫对流，风扇强制空气对流换热系数取值范围为30~100W/(m2·K)。
因为LED 发光芯片较小，可将其简化为一个热源面，并假设每颗LED的性能完全相同。
本文主要分析LED汽车灯散热器结构对散热的影响，简化LED发光芯片处温度，模型简化符合实际情况。
1.2实验数据及分析随着流量的增大，两种流体进出口的温差逐渐趋于固定的值，液态金属的稳定温差大于水;而在流量较低的工况下，由于流体在冷板被加热和散热器被散热的时间相对增加，导致进口温度较低，出口温度较高，进出口温差较大;随着流量的增大，两种流体的散热效果都有所提升，但当达到一定流速后，散热效果的提升则变得有限，而液态金属散热系统在流量增加的过程中则更早到达散热能力的极限值。
汽车灯具散热方式与方法
07
参考文献
参考文献
参考文献1
汽车灯具散热性能研究, 中国汽车工程学会, 2020
参考文献2
汽车灯具散热设计优化, 机械工业出版社, 2019
参考文献3
汽车灯具散热试验方法, 国家标准化管理委员会, 2018
THANKS。
VS
液冷散热的效果受到液体的流量、流 速、导热性能和热阻等因素的影响。
空调散热
空调散热是通过制冷剂在蒸发器中吸热汽化来降低温度的一种散热方式。在汽车灯具中，通常将空调散热器与灯具相结合， 通过空调散热器将灯具内部的热量排出车外。
空调散热的效果受到制冷剂类型、充注量、循环流量和蒸发器面积等因素的影响。
解决汽车灯具散热问题对于提高照明效果、降低能耗、保障行车安全具有重要意 义。
研究内容与方法
研究内容
研究汽车灯具散热方式，分析散热性能的影响因素，提出有效的散热方法。
研究方法
采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对汽车灯具散热问题进行 深入研究。
02
汽车灯具散热技术概述
汽车灯具散热技术分类
自然散热
利用自然对流将热量从灯具表 面带走，一般需要较大的散热
面积。
强制散热
通过风扇、气泵等强制性手段，加 快空气流动，从而将热量带走。
液冷散热
利用液体流动带走灯具的热量，一 般用于高功率LED灯具。
汽车灯具散热技术发展历程
01
02
03
第一代散热技术
自然散热，主要通过增大 散热面积实现。
第二代散热技术
汽车灯具强制散热方式
风扇散热
风扇是汽车灯具中常用的强制散热方式，通过风扇的旋转将 空气吸入灯具内，再通过灯具外部的出风口将热空气排出， 达到散热效果。
LED汽车前大灯散热与光衰研究
LED汽车前大灯散热与光衰研究摘要：LED在汽车绿色照明中发挥着十分重要的作用，但是在具体使用的过程中会产生高效率发热的现象，因此，要想延长LED前大灯的受用寿命，就必须采取有效的措施解决LED前大灯的光源散热的问题，本文主要对LED在汽车应用中的散热以及光衰的解决方法进行了深入的分析，希望在一定程度上可以延长LED前大灯的使用寿命。
关键词：LED汽车大灯；光衰；大功率LED；高效散热根据实际情况可以了解到，半导体材料的工作效率和质量经常会受到环境温度条件的影响，大功率LED在进行光电转换的过程中达不到一定的工作效率，通常情况下只有20%左右的电能转化成了光能，剩余的大部分能量都转换成了热能。
传统意义上的卤素灯虽然亮度没有LED高，但是最终产生的光能受温度变化的影响小，所以设计的关键就在于控制好LED光源的温度变化。
目前，散热与光衰成为了LED设计过程中所面临主要问题。
1、汽车前大灯的散热技术1.1 被动散热与主动散热一般情况下，在进行散热设计的过程中，大功率LED在进行焊装时需要被固定在散热器上。
LED在使用的过程中所散发的热量会通过电路板最终输送给铝质散热器，铝质散热器在与空气进行接触之后就会将热量进行挥发。
要想将散热器与电路板之间的热阻进行不断的降低，在进行设计的过程中就必须采用导热材料。
另外对于散热器材料的选择一定要对形状与面积进行充分的考虑，保证散热器的散热面积可以满足LED大灯散热方案中的相关需求，通常情况下这种散热方式就属于被动散热。
主动散热在进行设计的过程中通常都会采用热管以及液冷、风冷的形式来完成，液冷所使用的液体需要在泵的带动下才能将热量进行挥发，而热管则是需要具备导热性能的元件在封闭的真空管内进行热量的传递，由此可以看出，这两者在性质上都不适合在车灯内进行使用。
风冷是散热设计中有着非常广泛的使用，不但可以减少成本的投入，同时在安装的过程中还能减少整体的难度。
1.2 LED散热通道设计在进行LED散热通道设计的过程中，需要将其焊接在印制板的上层，LED灯的底部需要与PCB的敷铜面焊接在一起，要想有效的提高LED灯的散热速度，就需要采用敷铜层作为主要的散热面，这也是目前使用最广泛大的一种散热结构。
汽车LED车灯散热结构设计
汽车 LED车灯散热结构设计摘要：LED以其体积小、寿命长、能耗低等优点，为汽车车灯提供了新一代光源。
使用LED作为光源不仅可节约能源，还能延长其使用寿命。
本文主要分析汽车LED车灯散热结构设计。
关键词：LED车灯；散热结构；设计1、LED车灯概况LED车灯是指使用LED作为车灯的光源，它以高亮度、低功耗、长寿命等优点在汽车领域得到了广泛应用。
具有以下优点：①长寿，通常是几万甚至十万小时。
一些人认为，若未来汽车照明灯使用LED，汽车的整个寿命将无需更换灯具。
②高效节能。
LED光源可直接产生车灯所需的红色、琥珀色等颜色，无需滤色，无损耗，功耗高达80%。
③高光质，无辐射，属环保产品，“绿色”光源。
④LED结构简单，内部支撑结构，四周采用透明环氧树脂密封，抗震性好。
⑤点亮无延时，亮灯响应速度快，适合快速移动物体使用。
⑥适于低电压工作，可充分用于汽车。
⑦L ED覆盖面积小，设计者可随意改变灯具模式，使汽车造型多样化。
2、LED前照灯应用中需解决的关键问题2.1光学设计因LED前照灯的工作原理与卤素灯及氙灯工作原理完全不同，因此LED汽车前照灯的光学设计不能应用以前的设计方法，必须重新设计。
另外，LED车灯的光源通常由多个LED芯片集成，然后通过光通量的叠加来满足亮度要求。
因此，有必要对各光源的出光反射及汇聚进行综合配光设计。
2.2驱动电源设计汽车电源为12V或24V，LED通常由直流供电，需进行电源转换才能输出稳定的直流电源。
另外，LED前照灯安装于发动机舱内，振动、高温、潮湿等环境对驱动电源耐受性也有很高要求。
此外，根据实际需要，驱动电源还需有调光或恒流控制功能，从而增加了驱动电源设计难度。
2.3散热设计因LED芯片固有的“缺陷”，其光亮转换效率仅为20%～30%，且发光波长不能被红外辐射散热，这意味着大部分能量将转化为热量。
LED前照灯使用大功率LED光源，可产生更多热量。
此外，发动机舱的高温也使其更难散热。
列车车载LED灯结构散热分析
Science &Technology Vision 科技视界列车车载LED 灯结构散热分析杨晓静(柳州机务段,广西柳州545007)【摘要】LED 照明光源已被广泛应用于照明系统设备，但由于其光电转化率较低，大部分电能实际转化成了热量，所以如何提高其散热能力是LED 灯产业化解决的关键技术之一。
本文做的是列车车载LED 灯结构散热分析。
对LED 的各项原理、结构和光学特点做了简要的分析，之后确定铝材料和肋片型散热器，导入ANSYS 软件进行热分析，得出其稳态的温度场分布图，从而验证了散热器各项选择的合理性，并分析了实际列车中散热器的散热情况。
【关键词】LED ；散热；热分析；ANSYS1列车车载LED 的意义本课题做的是列车车载LED 灯的结构散热分析，我们就有必要了解为什么要做这样的一个设分析。
LED 英文单词Light Emitting Diode 的缩写，即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
发光二极管具有驱动电压低、功耗小、寿命长、抗冲击和抗振动性好、可靠性高等一系列优点。
LED 是一种新型半导体固态光源，在全球能源日趋紧张和环保压力日益加大的情况下，使用LED 半导体照明已被公认是一种节能环保的重要途径。
就列车车载中LED 的应用优点是：1）抗震性强，大量减少维护工作；2）寿命长；3）配光控制容易，有益于照射面的利用率，且可降低眩光等；4）体积小，可以安装在行李架等空间有限的地方；5）重量轻，通过减轻车辆重量，降低运行时的能耗。
2LED 灯的热特性与传统光源一样，LED 在工作时也会产生热量。
LED 芯片的表面积小，正常工作时电流密度大，但是单颗LED 的输出光束又低，所以LED 照明设备大多需要多个LED 组合而成，而LED 灯的体积有限，这就造成LED 密集度较大，并且由于LED 的光电转换效率不高，只有20%左右的电能转为光输出，其余均转换成为热能，因此当LED 灯工作时，将会集中产生大量的热量。