CN206055440U - 一种汽车头灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车头灯，包括三维立体均温板、LED‑COB光源、灯泡金属外罩、翅片散热器、风扇、风扇固定架和风扇安装架；三维立体均温板包括中空长板形的蒸发腔以及中空平板形的冷凝腔；蒸发腔与冷凝腔垂直设置，组成横截面为T形的立体结构；蒸发腔与冷凝腔的内壁均设置有毛细芯层；LED‑COB光源贴设在蒸发腔的外表面上，且LED‑COB光源的一端与蒸发腔的盲端齐平；翅片散热器的前端贴设在冷凝腔的外表面上；风扇固定于风扇固定架上，风扇固定架通过风扇安装架安装于翅片散热器的后端，用于加快翅片散热器的冷却；灯泡金属外罩套设在LED‑COB光源及三维立体均温板外。本实用新型具有散热性好的特点。

Description

一种汽车头灯

技术领域

本实用新型涉及车灯技术领域，尤其是涉及一种一种汽车头灯。

背景技术

目前的汽车头灯有卤素灯、氙气灯和LED灯几种。

卤素灯价格较低，但是能耗高、亮度较差、发热量大，而且大多发出黄光，照明度不高，且容易老化。

氙气灯(HID)拥有比卤素灯高三倍的光照强度，耗能却仅为其三分之二；氙气灯采用与日光近乎相同的光色，为驾驶者创造出更佳的视觉条件，并且使用寿命更长久。但是氙气灯价格较高，装配复杂且聚光性较差，而且氙气灯虽然发热量比卤素灯小，但也不算低。

LED灯是新兴绿色照明高科技产业，尤其是LED-COB光源具有绿色环保、亮度高、高效节能特点，而且LED灯作为冷光源，其温度要低很多，延长了使用寿命，在车灯领域已深受各车灯生产厂商和广大车主的青睐。

但是，要获得LED-COB光源器件的稳定高效工作，需要将其工作温度控制在一定的范围之内。研究表明：LED-COB光源温度每上升10℃，其发光效率大约下降3％；如果超过LED-COB光源的温度极限，将会导致失效，甚至造成永久性损坏。

目前的LED-COB光源的散热设计方案是：依靠导热系数较好的材料将LED-COB光源发出的热量尽快地导向基板再导向散热外壳。至于外壳散热部分，一方面采用导热系数好的材料制造形状各异的散热灯壳，通过其周边空气对流实现散热；另一方面，除了传统技术手段，采用特种涂料或薄膜，增强受热外壳的热辐射能力，实现加快降温的目的。但是，以上散热手段的效率较低，不能全天时的保证LED-COB光源的散热效果，仍需改进。

另外，为保证光型要求，通常是将LED-COB光源设置在一块绝缘板上，以对其供电并保证厚度上的对焦要求。但是，绝缘板的导电能力十分有限，散热效果极差。而如果将绝缘板换成金属散热板的话，首先需要在金属板的表面做绝缘处理，同时，金属板需要有一定的厚度才能够保证散热传热效果，这样一来，LED-COB光源与金属板的厚度会较大，无法准确对焦，使光线发散，从而影响整个大灯的光型，影响大灯的正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车头灯，以解决现有技术中存在的LED-COB光源的散热的技术问题。

本实用新型提供一种汽车头灯，包括三维立体均温板、LED-COB光源、灯泡金属外罩、翅片散热器、风扇、风扇固定架和风扇安装架；

所述三维立体均温板包括中空长板形的蒸发腔以及中空平板形的冷凝腔；所述蒸发腔与所述冷凝腔垂直设置，组成横截面为T形的立体结构，且所述蒸发腔与所述冷凝腔均为真空腔室并填充冷却液，二者相互连通；所述蒸发腔与所述冷凝腔的内壁均设置有毛细芯层；

所述LED-COB光源贴设在所述蒸发腔的外表面上，且所述LED-COB光源的一端与所述蒸发腔的盲端齐平，用于将所述LED-COB光源产生的热量传递到所述三维立体均温板的蒸发腔内；

所述翅片散热器的前端贴设在所述冷凝腔的外表面上，对三维立体均温板的冷凝腔进行冷却；

所述风扇固定于所述风扇固定架上，所述风扇固定架通过所述风扇安装架安装于所述翅片散热器的后端，用于加快所述翅片散热器的冷却；

所述灯泡金属外罩套设在所述LED-COB光源及所述三维立体均温板外。

进一步地，所述蒸发腔为长方形，所述冷凝腔为圆形，且所述冷凝腔的厚度大于所述蒸发腔的厚度。

进一步地，所述LED-COB光源为两组，分别贴设在所述蒸发腔的上下两个表面，且所述LED-COB光源与所述蒸发腔的总厚度不超过3mm。

进一步地，还包括配电盒，所述配电盒分别与所述LED-COB光源和所述风扇电连接。

进一步地，所述翅片散热器为圆形结构，其外面设置180°平行风道。

进一步地，所述翅片散热器均采用红铜制备。

进一步地，所述三维立体均温板采用红铜制备。

进一步地，所述三维立体均温板、LED-COB光源、灯泡金属外罩、翅片散热器之间均采用锡银铜环保锡膏高温焊接连接。

进一步地，还包括套装在灯泡金属外罩外部的石英玻璃防护管。

进一步地，所述灯泡金属外罩上设置卡槽、插口及卡板，与各种类型的车灯总成外壳连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的汽车头灯集成了相变散热、金属散热片热传导散热、风冷散热及辐射散热四种散热技术手段，散热效率高，散热效果好；整灯在100℃环境下工作，灯泡温度跟环境温度相差在10℃以内，低于二极管PN节节温；整体结构的防震效果好，结构牢固；安装方便，对焦精准，能够提供良好的光型，可以完美替换原有的卤素灯或氙气灯，适用于各种车型。另外，LED-COB光源的一端与蒸发腔的远离冷凝腔的一端齐平，这样缩短了蒸发腔的长度，并且能够使蒸发端的盲端的冷却液蒸发，而且还可以LED-COB光源发出的光得到有效利用。LED-COB光源与蒸发腔的盲端齐平的那一端为椭圆形结构，这样能够最小程度的减少LED-COB光源在汽车远近光集成式透镜的自由曲面里的反射光路的干涉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的三维立体均温板的横截面剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的汽车头灯的分解图；

图3为图2中LED-COB光源和三维立体均温体安装在一起的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第二种变形结构的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第三种变形结构的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第四种变形结构的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第五种变形结构的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第六种变形结构的示意图；

图9为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第七种变形结构的示意图；

图10为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第八种变形结构的示意图；

图11为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第九种变形结构的示意图；

图12为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第十一种变形结构的示意图；

图13为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第十二种变形结构的示意图；

图14为本实用新型实施例提供的汽车头灯的第十三种变形结构的示意图。

附图标记：

1-LED-COB光源；2-灯泡金属外罩；3-三维立体均温板；

4-翅片散热器；5-风扇；21-插口；

22-卡槽；23-卡板；101-蒸发端；

102-冷凝端；103-蒸发腔；104-冷凝腔；

105-毛细芯层；106-壳体；107-气相冷却液；

108-液相冷却液；109-风扇固定架；110-风扇安装架；

111-电线盖；112-配电盒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参见图2和图3所示，本实用新型实施例提供了一种汽车头灯，包括LED-COB光源1、三维立体均温板3、灯泡金属外罩2、翅片散热器4以及风扇5。LED-COB光源1为两个，分别贴设在三维立体均温板3的蒸发端101的两侧表面上，也就是说，LED-COB光源贴设在蒸发腔的外表面上，用于将LED-COB光源产生的热量传递到三维立体均温板的蒸发腔内；灯泡金属外罩2分为左右两块，套设在LED-COB光源1及三维立体均温板3外。风扇设置在翅片散热器的后端，加快翅片散热器的冷却；两块灯泡金属外罩2的侧缝处相互连接，且底端与三维立体均温板3的冷凝端102外壁连接，组合成一个整体，且灯泡金属外罩采用镁合金材料。

参见图1和图3所示，该实施例可选的方案中，三维立体均温板包括长方形的蒸发端101以及圆板形的冷凝端102，二者相互垂直，组成T形的立体结构。

参见图1所示，具体来说，三维立体均温板包括中空长板形的蒸发端101以及中空圆板形的冷凝端102。蒸发端101以垂直的方式固定在冷凝端102的上表面中心处，从而组成横截面为T形的立体结构。蒸发端101的中空腔构成蒸发腔103，冷凝端102的中空腔构成冷凝腔104，且蒸发腔103与冷凝腔104均为真空腔室，两者相互连通。在蒸发腔103与冷凝腔104内填充冷却液，蒸发腔103与冷凝腔104的内壁全部铺设毛细芯层105，在其外壁设置壳体106。

参见图1所示，三维立体均温板内采用相变散热方式及毛细结构传输的原理：冷却液吸纳于毛细芯层105中；当蒸发端101吸收LED-COB光源产生的热量时，使蒸发端101处的毛细芯层105中的冷却液吸热气化，气相冷却液107从毛细芯层105中溢出，顺着蒸发腔103向冷凝腔104方向流动，并在冷凝腔104中放热冷凝液化，液相冷却液108被吸入冷凝端102的毛细芯层105中，再通过毛细芯层105的毛细作用向蒸发端101的毛细芯层输送，从而完成一个散热冷却循环。

采用T形结构的三维立体均温板，可以增大蒸发端和冷凝端的接触面积，从而能够使均温散热体与热源及散热部件之间更有效的接触，更容易与热源及其他散热器件安装，且吸热散热效果更好；同时，冷却液的流程更短，循环速度更快；结构更加稳定，防震效果好。

该实施例可选的方案中，冷凝腔104的厚度(口径尺寸)大于蒸发腔103的厚度(口径尺寸)。这样，冷凝腔104较大、蒸发腔103较小，可以在冷凝腔104与蒸发腔103之间形成压差，从而可以加快气相冷却液107的流动速度，增加循环速度和散热效率。

该实施例可选的方案中，三维立体均温板从内到外(包括毛细芯层105和壳体106)均采用低热阻的红铜或铝材料制备，可以进一步提高其散热性能。

该实施例可选的方案中，三维立体均温板的蒸发腔103中，可以用毛细芯层105分隔成多条通道，使气相冷却液107在各条通道内流动，增加流动速度。同时，如果均温散热体的蒸发端101两侧的相变效率不均衡时，可以通过构成通道的毛细芯层105起到调节的作用。

该实施例可选的方案中，冷却液采用水。当然，冷却液也可以采用其他的具有气液两相相变性能的物质，如乙醇、丙酮等，可以根据热源的发热温度以及相变材料的相变温度进行选择。

该实施例可选的方案中，毛细芯层105通过铜粉颗粒烧结而成，单侧毛细芯层105的厚度为0.1mm～100mm，孔隙比率为50％。

为保证冷却液的气液循环过程，并加快热传导效率，蒸发腔103和冷凝腔104应保持合适的厚度。

该实施例可选的方案中，三维立体均温板也可以设置为其他形状，以方便与热源、散热部件及安装空间配合。例如，蒸发端为中空长板形、中空圆板形、中空弯板形及中空多边板形等各种形状，相应的，冷凝端也可以为中空长板形、中空圆板形、中空弯板形及中空多边板形等各种形状。蒸发端与冷凝端也不局限于垂直安装或直线式连接，可以采用倾斜的连接方式，只要能够使蒸发腔与冷凝腔连通即可。

该实施例可选的方案中，两个LED-COB光源1与蒸发端101的总厚度不超过3mm。一般根据设计标准，使两个LED-COB光源1与蒸发端101的总厚度等于卤素灯的钨丝长度或HID灯的发光电弧长度即可，例如可以是2mm或1.2mm。从而使该汽车头灯在保证散热效果的前提下，能够满足各款汽车头灯总成的各型号自由曲面的X轴、Y轴、Z轴的精准对焦，具备良好的光型。

参见图2所示，该实施例可选的方案中，翅片散热器4为圆形结构，其前端紧贴在三维立体均温板3的冷凝端102的下表面，使其能够对三维立体均温板3的冷凝端102进行散热冷却，也就是说，翅片散热器的前端贴设在冷凝腔的外表面上，对所述三维立体均温板的冷凝腔进行冷却。

该实施例可选的方案中，在灯泡金属外罩2外部还套装有石英玻璃防护管(未示出)，起到进一步的保护作用。

参见图2所示，该实施例可选的方案中，汽车头灯还包括风扇固定架109和风扇安装架110，翅片散热器的后端依次设置风扇安装架和风扇固定架；其中，风扇固定于风扇固定架上，风扇固定架109通过风扇安装架110安装于翅片散热器的后端。汽车头灯还包括电线盖111，用于将LED-COB光源的电线和风扇的电线保护起来。

参见图3所示，该实施例可选的方案中，LED-COB光源的一端与蒸发腔的盲端齐平，也就是说，LED-COB光源的一端与蒸发腔的远离冷凝腔的一端齐平，这样缩短了蒸发腔的长度，并且能够使蒸发端的盲端的冷却液蒸发，而且还可以LED-COB光源发出的光得到有效利用。LED-COB光源与蒸发腔的盲端齐平的那一端为椭圆形结构，这样能够最小程度的减少LED-COB光源在汽车远近光集成式透镜的自由曲面里的反射光路的干涉。

参见图4-图14所示，该实施例可选的方案中，汽车头灯还包括配电盒112；配电盒112分别与LED-COB光源和风扇电连接。通过汽车电源向配电盒供电。

参见图2所示，该实施例可选的方案中，翅片散热器4采用中空筒体形式，四周布置180°平行风道，其前端从三维立体均温板3的冷凝端102上吸收热量，通过翅片向外界散热。风扇5采用空气动力学结构，其扇叶伸入到翅片散热器4的中空筒内，可以将其吹出的风全部作用到翅片散热器4及三维立体均温板3的冷凝端102，能够进一步加速翅片散热器4及冷凝端102的冷却降温。灯泡金属外罩2整体采用镁合金材料制备，密度小、比强度高、比弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力大、耐有机物和碱的腐蚀性能好。因此，选用镁合金制备灯泡金属外罩套，具备良好的热辐射散热性能，能够将LED-COB光源通过热辐射产生的热量快速的散发出去，降低车灯的温度。

该实施例可选的方案中，冷凝腔104的厚度(口径尺寸)大于蒸发腔103的厚度(口径尺寸)。这样，冷凝腔104较大、蒸发腔103较小的结构，可以在冷凝腔104与蒸发腔103之间形成压差，从而可以加快气相冷却液107的流动速度，增加循环速度和散热效率。

该实施例可选的方案中，三维立体均温板3的壳体106、翅片散热器4均采用低热阻的红铜材料制备，可以进一步提高其散热性能。

参见图4至图14所示，该实施例可选的方案中，灯泡金属外罩2的外侧根据需要设置各种形状或形式的连接结构，如卡槽22、插口21及卡板23等，使其可以与各种类型的车灯总成外壳连接。从而可以直接替换原来的卤素灯或HID灯，无需更换原有的车灯总成外壳，对焦精准，安装方便，同时降低了成本。

综上所述，本实用新型实施例提供的汽车头灯集成了相变散热、金属散热片热传导散热、风冷散热及辐射散热四种散热技术手段，可以及时高效的把LED-COB光源产生的热量散发出去，从而保证LED-COB光源保持在合适的工作温度。通过测试可以得知，整灯在100℃环境下工作，灯泡温度跟环境温度相差在10℃以内，低于二极管PN节节温。T形结构的三维立体均温板，冷却液的流程更短，循环速度更快；蒸发腔与冷凝腔的面积更大，更容易与LED-COB光源及其他散热器件安装，且吸热散热效果更好。整体结构的防震效果好，结构牢固；安装方便，对焦精准，可以完美替换原有灯泡，适用于各种车型。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种汽车头灯，其特征在于，包括三维立体均温板、LED-COB光源、灯泡金属外罩、翅片散热器、风扇、风扇固定架和风扇安装架；

所述三维立体均温板包括中空长板形的蒸发腔以及中空平板形的冷凝腔；所述蒸发腔与所述冷凝腔垂直设置，组成横截面为T形的立体结构，且所述蒸发腔与所述冷凝腔均为真空腔室并填充冷却液，二者相互连通；所述蒸发腔与所述冷凝腔的内壁均设置有毛细芯层；

所述LED-COB光源贴设在所述蒸发腔的外表面上，且所述LED-COB光源的一端与所述蒸发腔的盲端齐平，用于将所述LED-COB光源产生的热量传递到所述三维立体均温板的蒸发腔内；

所述翅片散热器的前端贴设在所述冷凝腔的外表面上，对三维立体均温板的冷凝腔进行冷却；

所述风扇固定于所述风扇固定架上，所述风扇固定架通过所述风扇安装架安装于所述翅片散热器的后端，用于加快所述翅片散热器的冷却；

所述灯泡金属外罩套设在所述LED-COB光源及所述三维立体均温板外。

2.根据权利要求1所述的汽车头灯，其特征在于，所述蒸发腔为长方形，所述冷凝腔为圆形，且所述冷凝腔的厚度大于所述蒸发腔的厚度。

3.根据权利要求1所述的汽车头灯，其特征在于，所述LED-COB光源为两组，分别贴设在所述蒸发腔的上下两个表面，且所述LED-COB光源与所述蒸发腔的总厚度不超过3mm。

4.根据权利要求1所述的汽车头灯，其特征在于，还包括配电盒，所述配电盒分别与所述LED-COB光源和所述风扇电连接。

5.根据权利要求1所述的汽车头灯，其特征在于，所述翅片散热器为圆形结构，其外面设置180°平行风道。

6.根据权利要求1所述的汽车头灯，其特征在于，所述翅片散热器均采用红铜制备。

7.根据权利要求6所述的汽车头灯，其特征在于，所述三维立体均温板采用红铜制备。

8.根据权利要求7所述的汽车头灯，其特征在于，所述三维立体均温板、LED-COB光源、灯泡金属外罩、翅片散热器之间均采用锡银铜环保锡膏高温焊接连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的汽车头灯，其特征在于，还包括套装在灯泡金属外罩外部的石英玻璃防护管。

10.根据权利要求9所述的汽车头灯，其特征在于，所述灯泡金属外罩上设置卡槽、插口及卡板，与各种类型的车灯总成外壳连接。