CN105570785B - 一种利用汽车运动时可强制风冷的车用led前大灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用汽车运动时可强制风冷的车用LED前大灯，包括：壳体和透明罩，壳体、透明罩构成一密封腔，在该密封腔内、于该壳体前侧面上设有LED组件，该LED组件设于金属散热架上，金属散热架延伸出壳体并形成散热翅，金属散热架与壳体之间密封配合，使得车灯内的热量能通过散热翅快速输出至车灯的壳体外，并通过车辆行驶过程中产生的气流对所述延伸出壳体的散热翅进行散热。此外，所述金属散热架的与壳体的结合部，将金属散热架上的热量传递至壳体上，由壳体整体向外快速散热；同时，车辆行驶时产生的气流对所述壳体整体进行快速风冷。

Description

一种利用汽车运动时可强制风冷的车用LED前大灯

技术领域

本发明涉及一种车灯，尤其是轿车等机动车辆用的、利用汽车运动时可强制风冷的车用LED前大灯及散热方法。

背景技术

国内现有的轿车等机动车辆用车灯已开始开发采用LED作为光源，LED具有光效高、寿命长、节能环保等优点，但LED目前的光电转换效率仅15%，其余85%转换为热能。为了解决LED散热的问题，现有技术是在车灯的密封壳体内，设置体积较大的金属散热架，再用风扇进行强制散热，其结构复杂、价格昂贵、体积大、车灯密封性难解决；车灯的整体密封性要求较高，采用风扇进行强制散热，热量不易从灯内传出，导致散热效果并不理想。此外，相对于LED，散热风扇的故障率高，一旦风扇发生故障，将使LED的工作温度迅速升高，这将加速LED老化失效；同时为了提高吸热效果，采用的金属散热架体积较大、重量较重，导致生产成本过高。

如何在解决散热问题的同时，确保车灯的整体密封性、可靠性、经济性，是本领域要解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用汽车运动时可强制风冷的车用LED前大灯，其利用车辆行驶过程中产生的气流对导热型壳体和延伸出壳体的金属散热片进行强制冷却，以达到理想的散热效果。

为了解决上述问题，本发明提供了一种可快速散热的车用LED前大灯，包括：导热塑料壳体和金属散热架，密封设置在壳体前侧的透明罩，壳体、透明罩构成一密封腔，在该密封腔内设有置于金属散热架上的LED组件，金属散热架延伸出壳体并形成散热翅，金属散热架与壳体之间密封配合；壳体采用PC塑料粒子与亚微米级氮化铝粉末混合后注塑成型。

为了提高壳体本身的散热效果，壳体采用PC塑料粒子与亚微米级氮化铝粉末混合后注塑成型，壳体材料的导热系数可达0.5-0.8W/m-k，PC塑料粒子与氮化铝粉末的重量比为9：1至15：1（而现有技术的采用单纯的PC塑料粒子制成的壳体，导热系数仅为0.28W/m-k）。

采用上述导热型壳体，其能将内部热量快速转移出壳体，提高散热效果。汽车前大灯必须适应各种不同恶劣环境，特别是防水，气密性要求较高，本发明的壳体内部是采用外部强制风冷，结构简单、解决了密封性问题，同时大幅降低了成本。

进一步优选的方案是，所述壳体上设有与壳体内腔相同的防水防尘透气帽。其可根据车用前大灯壳体内部气压实现自主呼吸，以使壳体内外气压平衡，其同时把热空气排出壳体，并可吸入冷空气，进而更进一步提高散热效果。

为了便于生产、确保车灯整体密封性，所述壳体一次注塑成型在所述金属散热架上。

优选的方案是，所述金属散热架的延伸出壳体的部分为多片相间平行分布的散热翅。

采用本发明的上述材料的壳体，结合嵌入壳体并延伸出壳体的散热翅，两者结合后，该前大灯的整体散热效果进一步获得了提升。理由是：一方面，壳体、散热翅可以同时向外散热；另一方面，导热性能较好的金属散热架可以向壳体传递热量，所述壳体四周设有散热翅，以使导热壳体四周形成一大面积散热体。故而，该前大灯的整体散热效果获得了较大提升。

此外，相对于现有技术，本申请的金属散热架的厚度或体积可以缩小30%以上，理由是延伸出壳体的散热翅，结合可快速传热、散热的壳体，整体散热速度较快，即便采用厚度较薄的金属散热架，也能保障LED的正常工作和使用寿命，且无需采用风扇等对LED进行冷却。

为了在车辆行驶过程中，使气流在散热翅处快速流通而散热，所述散热翅呈多片相间平行分布的翅片体。

所述车用前大灯安装在车辆上时，所述散热翅垂直分布且与车辆前行方向平行，且所述壳体四周存在安装间隙，以便于车辆行驶过程中产生的气流通过该间隙对导热型壳体、散热翅进行强制冷却。

具体实施时，所述壳体的前侧设有透明罩，壳体、透明罩构成一密封腔，在该密封腔内设有LED组件和金属散热架，该LED组件设于金属散热架上。所述金属散热架包括:用于设置所述LED组件的前端面板,连接在该前端面板后侧的所述散热翅；各散热翅穿出所述壳体，且各散热翅的中部与所述壳体一次注塑成型，，使得壳体与各散热翅的接触面积较大，且散热翅的片数越多、宽度越长，其间的接触面积就越大，利于散热翅向壳体导热，进而利于通过壳体实现整体散热。。

上述车用LED前大灯的生产方法，其包括：将所述金属散热架固定于模具中，对各散热翅的需要延伸出所述壳体的部分，采用熔点高于注塑温度的物料或片材填满各相邻的散热翅的间隙，然后依次进行合模、填充、保压、冷却及脱模，将所述物料或片材清除。

应用上述生产方法所得的车用前大灯的散热方法，车用前大灯安装在车辆上时，所述壳体的四周存在装配间隙，所述的散热方法包括：车用前大灯的LED组件工作时产生的热量从壳体内通过金属散热架输出至导热壳体外，并通过车辆行驶过程中，所述装配间隙处产生的气流对延伸出壳体的散热翅进行快速风冷，进而快速风冷金属散热架。

同时，壳体采用PC塑料粒子与亚微米级氮化铝粉末混合后注塑成型；壳体内的能量经壳体的壁体传出壳体外，同时，所述金属散热架的与壳体的结合部，将金属散热架上的热量传递至壳体上，由壳体整体向外快速散热；同时，车辆行驶时产生的气流对所述壳体整体进行快速风冷。

本发明相对于现有技术具有积极的效果：（1）本发明的车用前大灯，整体是一个散热器，壳体整体和散热翅顺气流方向，散热面积大、热容量大。其利用车辆行驶过程中产生的气流对导热型壳体、延伸出壳体的散热翅进行强制冷却，风冷效果好，结构简单、实用，大幅降低了成本，解决了车灯密封问题，可适应任何恶劣环境，利于LED前大灯的推广。该结构同时适用于其他大功率LED灯具的应用。将金属散热架与壳体制成一体并延伸出壳体，使得车灯内的热量能通过金属散热架快速输出至车灯的壳体外，并通过车辆行驶过程中产生的气流对所述金属散热架的延伸出壳体的部分进行散热，解决了车灯内热量无法快速输出的问题。此外，壳体材料中添加有氮化铝粉末，可大幅提高壳体本身的散热性能，结合嵌入壳体并延伸出壳体的金属散热翅，使得前大灯的整体散热效果进一步获得了提升；相对于现有技术,使LED前大灯的使用寿命得到延长。（2）车用前大灯的壳体与散热翅一次注塑成型，生产工艺简便、成本较低；（3）由于本发明的车用前大灯散热结构的散热效率较高，故而采用的金属散热架体积、重量可比现有技术的减小30%以上，因此可以大幅降低成本、减轻车灯重量，利于车辆减排，及对LED车灯的大面积推广具有重大意义。（4）本发明中，各散热翅的中部与所述壳体一次注塑成型，使得壳体与各散热翅的接触面积较大，且散热翅的片数越多、宽度越长，其间的接触面积就越大，利于散热翅向壳体导热，进而利于通过壳体实现整体散热。（5）本发明中，在壳体与金属散热架注塑成型时，采用熔点高于注塑温度的物料或片材填满各相邻散热翅的间隙，然后依次进行合模、填充、保压、冷却及脱模，最后将所述物料或片材清除，确保各散热翅的延伸出壳体的部分不会粘有壳体的材料，确保了其散热效果。

附图说明

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的车用LED前大灯的结构示意图；

图2为所述车用LED前大灯的后端面的结构示意图；

图3为本发明的另一种车用LED前大灯的结构示意图；

图4为图3的右视图；

图5为图3的俯视图；

图6为图3的左视图；

图7为图3的纵向剖面图。

具体实施方式

实施例1

见图1至2，或图3-7，本实施例的车用LED前大灯，包括：导热壳体1、密封设置在该壳体1前侧的透明罩2，壳体1、透明罩2构成一密封腔，在该密封腔内设有LED组件和金属散热架4，该LED组件3设于金属散热架4上，金属散热架4的后端部、和/或底部、和/或顶部延伸出壳体1，金属散热架4与壳体1之间密封配合。

所述金属散热架包括:用于设置所述LED组件3的前端面板,连接在该前端面板后侧的所述散热翅4-1；各散热翅4-1穿出所述壳体1，且各散热翅4-1的中部与所述壳体1一次注塑成型。

所述车用前大灯安装在车辆上时，所述散热翅4-1垂直分布且与车辆前行方向平行，且所述壳体1四周存在安装间隙，以便于车辆行驶过程中产生的气流通过该间隙对导热型壳体1、散热翅4-1进行强制冷却。

在车辆行驶过程中的气流可在散热翅处快速流通而散热，进而实现快速冷却金属散热翅支架4的效果。

壳体1采用PC塑料粒子与亚微米级氮化铝粉末混合后注塑成型，导热系数可达0.5-0.8W/m-k，PC塑料粒子与氮化铝粉末的重量比为9：1至15：1。，优选11：1。其散热效果，相对于纯粹采用PC塑料粒子注塑成型的壳体（其导热系数仅为0.28W/m-k），散热效率可大幅提高。

壳体1整体布满了散热翅，整体面积大，热容量大，能迅速吸收金属散热架4上的热量，通过壳体1及散热翅向外释放热量。

在汽车运动时产生的气流使壳体1内外产生较大的温差，使LED工作时温度通过金属散热架4沿着二个方向（1、金属散热架4本身露在壳体1外的金属散热尾翼，2、金属散热架4向壳体1传递热量，金属散热架4与壳体1一起向外释放热量）散热，使散热更充分，效果更好。

应用上述前大灯的散热方法，车用LED前大灯安装在车辆上时，所述壳体1的四周存在装配间隙，所述的散热方法包括：车用前大灯的LED组件3工作时产生的热量从壳体内通过金属散热架输出至壳体外，并通过车辆行驶过程中，所述装配间隙处产生的气流对所述散热翅进行快速风冷，进而快速风冷金属散热架4。

同时，壳体采用PC塑料粒子与亚微米级氮化铝粉末混合后注塑成型，成导热塑料外壳；壳体内的能量经壳体的壁体传出壳体外，同时，所述金属散热架的与导热塑料壳体的结合部，将金属散热架上的热量传递至导热塑料壳体上，由壳体整体向外快速散热；同时，车辆行驶时产生的气流对所述壳体整体进行快速冷却。

实施例2

上述车用LED前大灯的生产方法，包括：将所述金属散热架4固定于模具中，对各散热翅4-1的需要延伸出所述壳体1的部分，采用熔点高于注塑温度的物料或片材填满各相邻的散热翅4-1的间隙，然后依次进行合模、填充、保压、冷却及脱模，将所述物料或片材清除。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。

Claims (8)

1.一种车用LED前大灯的生产方法，该LED前大灯包括：壳体（1）和金属散热架（4），密封设置在壳体（1）前侧的透明罩（2），壳体（1）、透明罩（2）构成一密封腔，在该密封腔内设有置于金属散热架（4）上的LED组件，其特征在于：金属散热架（4）延伸出壳体（1），金属散热架（4）与壳体（1）之间密封配合；

壳体采用PC塑料粒子与亚微米级氮化铝粉末混合后注塑成型；

所述的生产方法，包括：将所述金属散热架（4）固定于模具中，对各散热翅（4-1）的需要延伸出所述壳体（1）的部分，采用熔点高于注塑温度的物料或片材填满各相邻的散热翅（4-1）的间隙，然后依次进行合模、填充、保压、冷却及脱模，将所述物料或片材清除。

2.根据权利要求1所述的车用LED前大灯的生产方法，其特征在于：所述PC塑料粒子与氮化铝粉末的重量比为9：1至15：1。

3.根据权利要求1或2所述的车用前大灯的生产方法，其特征在于：所述金属散热架（4）的延伸出壳体（1）的部分为多片相间平行分布的散热翅（4-1）；散热翅（4-1）分布于壳体（1）的外侧四周。

4.根据权利要求3所述的车用LED前大灯的生产方法，其特征在于：所述前大灯安装在车辆上时，所述散热翅（4-1）垂直分布且与车辆前行方向平行。

5.根据权利要求1或2所述的车用LED前大灯的生产方法，其特征在于：所述壳体上设有与壳体内腔相通的防水防尘透气帽，其可根据车用前大灯壳体内部气压实现自主呼吸，以使壳体内外气压平衡，其同时把热空气排出壳体，并可吸入冷空气。

6.根据权利要求1或2所述的车用LED前大灯的生产方法，其特征在于：所述金属散热架包括:用于设置所述LED组件的前端面板,连接在该前端面板后侧的所述散热翅（4-1）；

各散热翅（4-1）穿出所述壳体（1），且各散热翅（4-1）的中部与所述壳体（1）一次注塑成型。

7.应用权利要求1所述的生产方法所得的车用LED前大灯的散热方法，该前大灯安装在车辆上时，所述壳体（1）的四周存在装配间隙，其特征在于所述的散热方法包括：

前大灯的LED组件工作时产生的热量从壳体内通过金属散热架（4）输出至壳体（1）外，并通过车辆行驶过程中所述装配间隙处产生的气流对所述延伸出壳体的散热翅（4-1）进行快速风冷，进而快速风冷金属散热架（4）。

8.一种权利要求7所述的散热方法，其特征在于还包括：壳体内的热能经壳体的壁体传出壳体外，同时，所述金属散热架（4）的与壳体（1）的结合部将金属散热架（4）上的热量传递至壳体（1）上，由壳体（1）整体向外快速散热；同时，车辆行驶时产生的气流对所述壳体（1）整体进行快速风冷。