本文講述了能夠幫助汽車(chē)照明行業(yè)實(shí)現最佳熱管理的方法。我們就選擇和測量LED熱特性以及為特定應用選擇最合適的 LED 進(jìn)行了討論。由于溫度過(guò)熱可能破壞 LED 系統的穩定性，我們還討論了車(chē)前燈和車(chē)尾燈等形狀復雜照明系統的熱模擬，以及使用同步計算流體力學(xué)技術(shù)來(lái)設計更高品質(zhì)的產(chǎn)品并以更快、更高效、更經(jīng)濟的方式開(kāi)發(fā)汽車(chē)照明系統。
行業(yè)趨勢
根據麥肯錫公司 (McKinsey & Company) 對全球照明市場(chǎng)的見(jiàn)解，汽車(chē)照明市場(chǎng)目前規模約為180億美元（130億歐元），占整個(gè)照明市場(chǎng)的大約20%，預計到2020年將增至250億美元（180億歐元）。隨著(zhù) LED（發(fā)光二極管）的發(fā)展，汽車(chē)應用中的 LED 預計在未來(lái)10年會(huì )顯著(zhù)增長(cháng)?！禠EDs Magazine》2012年11月刊登的一篇文章稱(chēng)，戴姆勒即將面市的 S 系列梅賽德斯的所有照明系統都將使用 LED。2010年至2020年，LED的價(jià)格將減至當前價(jià)格的十分之一，因此相比傳統光源，LED 將更具競爭力。
與傳統汽車(chē)照明光源不同的是，LED 對溫度更加敏感，不僅僅需要對設計中使用 LED的結構和特性有足夠了解，還需要了解從散熱器到冷卻流體的整個(gè)熱管理系統。擁有了這些技能后，照明設計師就能優(yōu)化其設計，確保 LED 使用壽命長(cháng)久，發(fā)射波長(cháng)移位最小，或者光輸出損失最小。他們還能更有效地將 LED 作為一種光源來(lái)使用，并推動(dòng) LED 在汽車(chē)行業(yè)的全面普及。
在汽車(chē)照明領(lǐng)域使用 LED 的挑戰
隨著(zhù)光源設計從白熾燈向 LED 轉變，傳統的熱管理概念已經(jīng)過(guò)時(shí)，需要養成新的思考方式。大多數白熾燈的電能中有約83%形成熱輻射，約12%形成熱損耗，不會(huì )面臨光源散熱難題。LED 則大多通過(guò)傳導傳遞熱損耗（約60-85%），并對熱管理十分敏感。100瓦白熾燈的電光轉換效率僅為約5%，而 LED 的轉換效率能達到約15-40%，并且還在不斷提高。
LED 的主要熱挑戰是維持高色度穩定性和預期壽命。汽車(chē)行業(yè)的 LED 需要具備終生耐受性。LED 不光更加高效，其更高的能見(jiàn)度也頗具價(jià)值，因此更加安全，歐洲經(jīng)濟委員會(huì ) (ECE) 規定從2011年起所有新款汽車(chē)都必須安裝日間行車(chē)燈 (DRL)。
因為車(chē)頭燈和車(chē)尾燈等外部燈幾乎是完全密封的系統（除極小的氣流入口、出口以及普通白熾燈的小開(kāi)口之外），因一個(gè)瑕疵而更換 LED 是不現實(shí)的。當車(chē)頭燈或車(chē)尾燈多個(gè) LED 出現故障時(shí)，只能通過(guò)更換整個(gè)車(chē)燈來(lái)解決。因此，不僅僅是 LED，整個(gè)燈具設計都必須具有很高的可靠性和質(zhì)量，因為更換整個(gè)車(chē)頭燈很昂貴；如果還在保修期內，那么系統的原始設備制造商 (OEM) 和供應商將要花費很大的代價(jià)。
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