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技术偏执狂的匠心设计:5D大灯530F的通体鳍片散热器+无尾盖风扇散热

2019-05-31 10:59:57      点击:

前言:

说起9+1,不得不提9+1教授厂长,其对LED大灯技术的研究与探索到了痴迷的地步,俨然一个“技术偏执狂”。值此新一代LED大灯530F隆重上市之际,小编特推送本文,向大家介绍市场上让人眼花缭乱的汽车大灯散热方式,以及教授厂长用于530F的散热方面的“黑科技”。

下面首先介绍汽车大灯常用的几种散热方式,然后着重介绍教授厂长在散热方面的匠心设计:通体鳍片散热器+无尾盖风扇散热。


 


一、自然散热


原车卤素灯泡和氙气灯都是采用自然散热的方式,或者叫热辐射自然散热。

卤素灯的发光原理是:给卤素灯泡通电后,把钨丝加热到白炽状态发光;电能转化为热能,再转化为光能。卤素灯没有散热器,也没有风扇,靠自身热辐射进行散热,“热辐射”也是一种散热方式。


氙气灯泡采用耐高温石英管制作,也是通过热辐射原理进行散热。点亮20分钟后,氙气灯石英球泡位置的温度高达360度,热辐射非常厉害,所以,使用了两三年氙气灯的大灯总成灯罩被烤黄,反光碗被烤炭化的情况时有发生。



另外, 氙气灯还有一个安定器,安定器的金属外壳也是采用热辐射的方式散热的。


 


二、鳍片散热


鳍片散热,也称散热片散热,就像北方常用的暖气片那样,通过多块金属片的规则排列,增大与空气的接触面积,通过热辐射与空气对流散热。


5D汽车LED大灯V5


还有这样的:



鳍片样式还有很多种,反正原理相同,形状各异而已。鳍片散热和自然散热一样,都属于“被动式”散热,散热效率较低,一般用于低功率的汽车LED大灯

如上面两个鳍片散热的汽车LED大灯,第一个功率19W,第二个功率18.1W。



也就是说,鳍片散热的汽车LED大灯功率一般是20W左右,如果功率做得太高,鳍片散热不及时,大灯温度过高,内置于IC的智能温控装置会自动启动,引发LED大灯功率衰减,衰减为20W左右。

鳍片散热的优点:

  • 工艺相对简单,生产加工方便,成本相对较低;


鳍片散热的缺点:

  • 被动式散热,散热效率较低,整灯功率偏低,大灯亮度稍有欠缺;

  • 散热器占据空间较大,通装率较低。


三、编织带散热


编织带散热,一般使用紫铜材质的细金属丝编织成编织带的样式,通过热辐射原理散热。如下图:


5D汽车LED大灯525T


这是9+19+1生产基地生产的陶瓷灯体+紫铜编织带散热的汽车LED大灯525T。


5D汽车LED大灯525T


编织带散热比鳍片散热效率要高许多,LED大灯功率也相应提高:



还有如下图这样的编织带散热的变种———铝片式散热:



不管形状与样式如何变种,这种散热方式的核心特点是:

A、被动式散热;
B、散热部位(编织带或铝片)形状可塑,也就是可以弯曲变形。


编织带散热优点:

  • 散热器形状可塑,便于在特殊环境(灯杯特别小或“偏心病”)下安装;


编织带散热缺点:

  • 被动式散热,散热效率较低,整灯功率偏低,大灯亮度稍有欠缺。

四、散热器+风扇散热


“散热器+风扇”散热,是“主动式”散热方式。LED大灯各电子元器件工作的时候会产生热量,热量通过铜基板导到散热器上,再通过风扇高速转动产生风压,形成高速对流,带走了热量。

“散热器+风扇”散热比单纯散热器散热和编织带散热效率提高数倍,因此,使用“散热器+风扇”散热的LED大灯功率可以做得更高,亮度更高,性能也会更加稳定。

所以,“散热器+风扇”散热方式,是目前市场上主流的汽车LED大灯散热方式,为绝大多数厂家所采用。

A、第一代LED大灯采用的“散热器+风扇”散热:



第一代LED大灯采用4010风扇,从上图可以看出,散热器和灯体都是大而长;随着技术进步,工艺改良,散热器和风扇都会越来越小。

B、第二代LED大灯采用的“散热器+风扇”散热:



第二代LED大灯采用3510风扇,3510比4010直径小了5毫米。大家应该都知道,风扇叶片越大,转速越高,风速就越快,风压就越大,散热效果就越好。

现在风扇变小了,但风压不能变小;可以通过提高转速来维持风压,但如果转速太高,噪音又变大了,因此,需要在风扇直径、转速与散热器形状等方面寻求一个平衡。

所以,第二代LED大灯在散热器设计上作了改进,大家应该发现:第二代散热器的鳍片数量增加了很多,密度也大了很多,也就是通过增加鳍片的数量与密度增大散热面积,达到高效散热,风扇静音,性能稳定的效果。


C、全新一代LED大灯530F采用的“通体鳍片散热器+无尾盖风扇”散热:


5D汽车LED大灯530F


这是9+19+1生产基地生产的全新一代汽车LED大灯530F,采用更小的3010风扇。随着风扇直径进一步缩小,灯体可以做到“高度浓缩短小”,同时去掉了大灯尾盖,灯体尺寸(从卡座到尾部)历史性地做到了仅2.8厘米,这么短小的大灯,几乎所有大灯总成都可以安装的了。



见上图,大家看一下教授厂长的匠心设计:通体鳍片散热器。3010风扇内置于散热器里边,在缩短灯体尺寸的同时,更有利于增大风压,更有利于空气对流,散热效率进一步提高

因为散热效率的大幅提升,LED大灯功率也相应提升到33W左右:


 


五、亮度对比


原车卤素灯泡铺路效果图:



采用“通体鳍片散热器+无尾盖风扇”散热方式的5D汽车LED大灯530F近光铺路效果图:



结论:


1、汽车大灯散热方式种类繁多,让人眼花潦乱;其中主流、高效的散热方式是“散热器+风扇”散热方式;

2、在“散热器+风扇”散热方式基础上的创新与探索,如9+1教授厂长的“通体鳍片散热器”,增加“鳍片”的数量与密度,散热器通体设计并内置风扇,去掉大灯尾盖,大幅缩短灯体尺寸,大幅提高LED大灯通装率,就是一种很好的探索,值得借鉴。