CN103900058B - 一种led汽车前照灯散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED汽车前照灯散热装置，包括分别位于汽车前照灯腔体两侧开口处的进风挡水装置和出风挡水装置，和位于汽车前照灯腔体中的远光灯芯片、远光灯散热器、近光灯芯片、近光灯散热器；进风挡水装置安装在汽车前照灯腔体上靠近远光灯散热器一侧的开口处，出风挡水装置安装在汽车前照灯腔体另一侧的开口处；所述进风挡水装置和出风挡水装置均由多层挡板组成，挡板上开设挡水栅格；远光灯散热器翅片之间的流道与进风挡水装置的挡水栅格垂直且与进风方向平行；以汽车的前进方向为向前方向，出风挡水装置安装在汽车前照灯腔体的后侧。本发明结构简单，无需要额外的功率就能实现挡水和高效散热的目的。

Description

一种LED汽车前照灯散热装置

技术领域

本发明涉及一种散热装置，特别是涉及一种LED前照灯的散热装置。

背景技术

由于LED发光技术的发展，LED照明技术具有光效高、节能环保、使用寿命长的优点，LED照明技术正逐步取代传统照明技术，特别在汽车照明领域得到广泛的关注与应用。然而LED电光转换效率只能达到10-25%，其余75-90%的电功率则转换为热量，如果芯片的热量无法及时散发出去，结点的温度上升将会严重影响出光的效率和芯片的使用寿命。

现有LED散热技术主要是自然风冷技术。自然风冷技术主要通过改变散热器的结构、增加散热器的面积达到将LED芯片的散热散发到环境中的目的。由于它散热效率高，稳定性好、散热器加工简单方便，应用最为广泛。热管散热技术是一种高效散热技术，但由于结构工艺复杂、价格昂贵在实际的应用有一定的限制。

申请号200910040700.2中国发明专利公开了一种大功率LED灯散热模组，将LED芯片模组放置在具有金属吸液芯的腔体中，利用导热管将热量传递给散热翅片，通过翅片将热量散发到空气中。该结构复杂，制作工艺繁琐，当功率较大时单根导热管难以将全部的热量传递到散热翅片上，同时该散热模组经济成本也要比普通散热器要高。

发明内容

为了解决大功率LED汽车前照灯热设计问题，本发明在充分考虑LED芯片的散热要求以、汽车灯结构以及空气的流动性，克服了利用风扇主动散热存在的不稳定性，热管散热技术存在结构复杂、价格昂贵的问题，提供一种散热效果好，汽车灯可以在全天候环境运行散热装置。

为了实现上述目的，本发明提出如下的技术方案：

一种汽车前照灯散热装置，它包括进风挡水装置、远光灯芯片、远光灯散热器、近光灯芯片、近光灯散热器、汽车灯腔体、出风挡水装置。

所述的进风挡水装置、出风挡水装置为两排挡板，挡板的厚度为2-5mm,挡板的排数可以为2-5排，优选地为2排，挡板上开设挡水栅格，空气可以自由通过，挡水栅格的宽度为2-5mm，优选地挡水栅格的宽度为3mm。前后挡板的挡水栅格错开，不在同一条直线方向上，挡板之间的距离为3-6mm,优选地挡板之间的距离为5mm，前后挡板平行放置，可与垂直方向呈0-90°夹角变化。挡板的结构可以改变，不局限于平面挡板，如图3c所示为另外一种百叶窗挡水装置。当水与风冲击在挡板面上，水产生折流，水被进风挡板挡住，流速下降，部分水沿壁面重力方向流下，风与部分的水通过挡水栅格进入下一层挡板，水再次被折返流速再次下降，水沿重力方向流下，通过挡水装置底部的疏水孔排走；水难以再进入下一层挡板，难以进入下一层挡板，由于挡板对风的流动阻力较小，风可以顺利进入汽车灯腔体内。挡水装置1基本尺寸根据汽车灯腔体的结构而变，基本高度为130mm,宽度为180mm，出风挡水装置7基本高度为130mm，宽度为120mm。

所述的远光灯散热器3为翅片式散热器，安装在进风挡水装置1正右侧；散热器3材料为铝合金，基板的直径为85mm,厚度优选1.6mm；散热器翅片在基板法向生长，翅片与翅片之间在垂直纸面法向平行，平行间距优选为7mm；散热器的翅片的高度与翅片通道宽度比保证在15-18之间，优选地比值为17；翅片外形直径为110mm，高度为120mm，厚度可以改变，优选地厚度为1.2mm；在散热器3翅片中间开设宽度为3-5mm的空气流道8，提高空气湍动性，强化翅片的传热。

所述的近光灯安装在汽车灯腔体内部右侧。近光灯芯片4贴在近光灯散热器5的基板上。散热器5为翅片式散热器，散热器5材料为铝合金，基板厚度为10.5mm，直径为86mm；散热器5的翅片垂直纸面向内生长，翅片的厚度可以改变，优选地厚度为1.2mm；翅片之间平行，间距优选为7mm, 高度为80mm, 散热器的翅片的高度与翅片通道宽度比保证在11-14之间，优选地比值为12；翅片与水平方向成0-90°夹角，优选地为60°。

本发明一种汽车前照灯散热装置其优点在于：

（1）该装置充分利用汽车在行驶过程中产生的空气流动性，将产生的具有一定流速的空气引导进入汽车灯腔体内部，强化了内部的空气图湍动性，达到强化换热的效果；

（2）该装置也充分考虑了汽车在雨天行驶的情况，设置了进风挡水装置1，可以有效的将雨水挡在腔体的外部，达到防水的效果，同时不阻碍空气的流动。

（3）该散热装置同时考虑了汽车在停止行驶无风状态下的散热需求，设计远光灯散热器和近光灯散热器，该结构考虑了在自然对流情况空气流动性，可以满足远光灯芯片和近光灯芯片的散热要求。同时设计散热器结构简单、加工方便，成本低廉。

附图说明

图1为汽车灯腔体内部俯视图；

图2为汽车灯腔体内部空气流动示意图；

图3a为挡水装置结构主视图；

图3b为挡水装置结构俯视图；

图3c为百叶窗型挡水装置结构主视图；

图3d为百叶窗型挡水装置结构左视图；

图4为远光灯散热器结构；

图5为近光灯散热器结构。

图中示出：进风挡水装置1、远光灯芯片2、远光灯散热器3、近光灯芯片4、近光灯散热器5、汽车前照灯腔体6、出风挡水装置7、空气流动通道8 疏水孔9。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，需要说明的是，本发明的保护范围并不局限于实施方式表述的范围。

如图1所示，一种汽车前照灯散热装置，它包括进风挡水装置1、远光灯芯片2、远光灯散热器3、近光灯芯片4、近光灯散热器5、汽车前照灯腔体6、出风挡水装置7。进风挡水装置1、出风挡水装置7均为两排挡板（如图3b），挡板的厚度为2-5mm,挡板的排数可以改变，优选地为两排，挡板上开设挡水栅格（如图3a），空气可以自由通过，挡水栅格的宽度为2-5mm。如图3b所示，前后挡板的挡水栅格错开，不在同一条直线方向上，挡板之间的距离为3-6mm,优选地为5mm。前后挡板平行放置，可与垂直方向呈0-90°夹角变化。挡板的结构可以改变，不局限于平面挡板。如图3c、图3d所示为另外一种百叶窗型挡水装置。当水与风冲击在挡板面上，水产生折流，水被进风挡板挡住，流速下降，部分水沿壁面重力方向流下，风与部分的水通过挡水栅格进入下一层挡板，水再次被折返流速再次下降，沿重力方向流下，通过挡水装置底部的疏水孔9排走；水难以再进入下一层挡板，而由于挡板对风的流动阻力较小，风可以顺利进入汽车灯腔体内。进风挡水装置1基本高度为130mm,宽度为180mm，出风挡水装置7基本高度为130mm，宽度为120mm。

如图1、图4，远光灯散热器3为翅片式散热器，安装在进风挡水装置1正右侧；远光灯散热器3材料为铝合金，其圆形基板的直径为85mm,厚度优选1.6mm,散热器翅片在基板法向生长，翅片与翅片之间在垂直基板平面平行排列，平行间距优选为7mm；散热器的翅片的高度与翅片通道宽度比保证在15-18之间，优选地比值为17；汽车在运动过程中，从进风挡水装置1进来的空气可以顺畅流过翅片之间通道，强化翅片表面的对流换热效果；所有翅片的外延直径为110mm，高度为120mm，厚度可以改变，优选地厚度为1.2mm；在汽车停止运动开启远光灯时，考虑自然对流空气的流动性，在远光灯散热器3翅片中间开设宽度为3-5mm的空气流道8，提高空气湍动性，强化翅片的传热。

如图1，近光灯散热器5安装在汽车灯腔体内部右侧。近光灯芯片4贴在近光灯散热器5的基板上。如图5，近光灯散热器5为翅片式散热器，近光灯散热器5材料为铝合金，其圆形基板厚度为10.5mm，直径为86mm；近光灯散热器5的翅片垂直纸面向内生长，翅片的厚度为1.2mm,厚度可以改变；翅片之间平行，间距优选为7mm, 高度为80mm, 近光灯散热器的翅片的高度与翅片通道宽度比保证在11-14之间，优选地比值为12；翅片与水平方向成0-90°夹角，优选地为60°，保证内部空气流体的流通顺畅，空气的流动阻力达到最小值，如图2所示。当汽车运动过程中，从进风挡水装置1进来的空气可以顺畅地流过远光灯散热器3翅片之间的流道，最后流过近光灯散热器5的散热翅片之间的流道，流体在流动过程中不受到阻碍，保证了流体流动阻力达到最小，强化散热器翅片的换热效果。

本发明在汽车远光灯或者近光灯开启，汽车处在运动状态条件，远光灯芯片2或者近光灯芯片4产生的热量通过热传导的方式传递给远光灯散热器3或者近光灯散热器5，最后通过远光灯散热器3或近光灯散热器5翅片表面与周围环境空气进行换热，将热量传递到空气中。汽车在运行中，产生一定的空气流速，空气通过进风挡水装置1的挡板之间的缝隙进入汽车灯腔体的内部，由于远光灯散热器3翅片之间的流道与进风挡水装置1的进风方向平行，空气顺利流过散热器2翅片的表面，提高了散热器2翅片表面空气的湍动性，强化了翅片表面的换热效果，可以有效地控制远光灯的芯片的温度；流动空气通过远光灯散热器3后，进一步流过近光灯散热器5的翅片之间的通道，强化近光灯散热器5翅片的表面换热性能，有效控制近光灯芯片4的温度，最后空气通过出风挡水装置流出汽车灯的腔体内部。

当汽车在雨天的行驶时，水和风一起冲击在进风挡水装置1表面，由于挡板表面的开设的挡水栅格前后不在同一条直线上，当水与风冲击在挡板面上，水产生折流，水被进风挡板挡住，流速下降，部分水沿壁面重力方向流下，风与部分的水通过挡水栅格进入下一层挡板，水再次被折返流速再次下降，水沿重力方向流下，难以进入下一层挡板，由于挡板对风的流动阻力较小，风可以顺利进入汽车灯腔体内。所以雨水无法进入汽车灯腔体的内部，而空气可以在挡板之间的挡水栅格进行流动，进入到汽车灯腔体的内部，达到防水、同时提高腔体内部空气流动性的效果。

当汽车在停止运动的状态下，远光灯散热器3和近光灯散热器5主要通过自然对流的方式进行散热。远光灯芯片2或者近光灯芯片4传递给远光灯散热器3或者近光灯散热器5的热量，通过散热器翅片的表面传递给腔体内部的空气。内部的空气在受热的条件下密度变小，体积变大，产生压力差形成自然对流；汽车灯腔体内部的空气温度由于高于环境温度，体积膨胀，与环境有一定的压力差，因此形成了汽车灯腔体内部与环境空气的对流换热，把芯片的产生的热量通过自然对流换热的方式传递到周围的环境空气中，达到控制芯片温度的目的。

Claims (10)

1.一种LED汽车前照灯散热装置，包括汽车前照灯腔体，其特征在于还包括分别位于汽车前照灯腔体两侧开口处的进风挡水装置和出风挡水装置，和位于汽车前照灯腔体中的远光灯芯片、远光灯散热器、近光灯芯片、近光灯散热器；所述进风挡水装置安装在汽车前照灯腔体上靠近远光灯散热器一侧的开口处，所述出风挡水装置安装在汽车前照灯腔体另一侧的开口处；所述进风挡水装置和出风挡水装置均由多层挡板组成，挡板上开设挡水栅格；远光灯散热器翅片之间的流道与进风挡水装置的挡水栅格垂直且与进风方向平行；以汽车的前进方向为向前方向，出风挡水装置安装在汽车前照灯腔体的后侧。

2.根据权利要求1所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于进风挡水装置的进风口和出风挡水装置的出风口方向垂直。

3.根据权利要求1所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于所述进风挡水装置由2~5层挡板组成，挡板的厚度为2~5mm,相邻挡板之间间距为3~6mm；挡板上开设的挡水栅格的宽度为2~5mm，相邻挡板上的挡水栅格相互错开。

4.根据权利要求1所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于所述的出风挡水装置由2~5层挡板组成，挡板的厚度为2~5mm,相邻挡板之间间距为3~6mm；挡板上开设的挡水栅格宽度为2~5mm，相邻挡板的挡水栅格相互错开。

5.根据权利要求1所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于所述远光灯散热器为翅片式散热器，翅片式散热器的基板与远光灯芯片连接，且基板垂直于汽车前进方向，翅片式散热器的翅片与翅片之间平行且向后生长在垂直于基板的水平面上。

6.根据权利要求5所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于在远光灯散热器的翅片中间开设宽度为3~5mm的空气流道。

7.根据权利要求5所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于远光灯散热器基板的直径为85mm,厚度为1.6mm，远光灯散热器的翅片之间平行间距为7mm；远光灯散热器的侧面外形直径为110mm，高度为120mm，厚度为1.2mm；远光灯散热器的翅片中间开设的空气流道宽度为5mm。

8.根据权利要求1所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于近光灯散热器为翅片式散热器，翅片式散热器的基板与近光灯芯片连接且与水平面平行，近光灯散热器的翅片相互平行且生长在基板的下方。

9.根据权利要求8所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于近光灯散热器的翅片与汽车前进方向成60°角。

10.根据权利要求8所述的一种LED汽车前照灯散热装置，其特征在于近光灯散热器基板厚度为10.5mm，直径为86mm，近光灯散热器翅片的厚度为1.2mm，且翅片之间平行间距为7mm, 近光灯散热器翅片的高度为80mm。