摘要：设计一种外壳的后端口与散热器的前端密封配合、散热器设于灯室之外、散热器的前端面板与PCB板的后端面焊接相连的LED车灯。相比现有技术将散热器的一部分置于灯室中，整体置于灯室外的散热器具有更高的导热效率，同时LED灯珠靠近灯室的边缘，加快了热量向灯室外传递的速度并且减少了向灯室中心的热量传递，降低LED灯珠的工作温度，延长LED模组的使用寿命至少2倍，减小了车灯工作时灯室中的温度，从而减小车灯在工作和不工作时灯室中的温差，避免灯罩产生结露起雾的现象，提高车灯系统的工作稳定性及可靠性。

    1 设计背景
    现有的LED车灯，如中国专利文献CN 20482964OU公开的一种利用汽车运动时可强制风冷的车用LED前照灯，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。不足在于：实现金属散热架与壳体之间密封配合，加工工艺复杂、成本较高，一旦发生驱动电路或PCB板损坏，维修不便；且一旦拆开灯体，重新安装时不能保证车灯内腔的密封性，因此当车灯损坏时一般只能整体更换而不能单独更换LED灯珠，从而使车灯更换维修的成本升高，而当用户为了节省成本而单独更换已损坏的一侧车灯时，又使汽车两侧车灯的亮度不一致，影响汽车夜间的照明品质；另外，由于LED灯珠及散热系统密封在灯室中，当车灯点亮后灯室中温度迅速升高，当车灯熄灭后灯室中的温度迅速降低，在较大温差变化过程中灯室中的水分或水蒸气会在灯罩上产生结露起雾现象，严重影响行驶安全性；在灯室中的高温工作环境下，用于LED组件中的驱动电路容易老化失效，特别是其上的电解电容内部的电解溶液容易干枯。
    另外一些LED车灯，采用内部强制风扇风冷的方式来强化散热，但是风扇的工作会消耗一部分电能，从而加大车灯的耗电量，风扇在工作的同时也会产生热量，风扇的寿命远小于LED车灯，当风扇损坏后会影响车灯的散热，从而使车灯的寿命也降低。而优化后的结构设计完全规避了现有技术的不足，同时还节省了灯具内部空间，使LED造型更美观。

    2 发展趋势
    近年来，随着半导体材料及封装工艺的进步，LED光色实现多元化，LED光通量进一步提高，LED在汽车照明领域的应用逐渐扩大，越来越多的难题被攻克。但是LED应用于汽车灯具仍然具有挑战性，即LED不同于传统汽车光源的光学特性，使LED应用于灯具时要面临复杂的光学设计，并且国内外还没正式出台LED汽车灯具的相关标准。因此，LED灯具仍处于研发阶段。
    在LED全面进军汽车应用市场中，一个最大的障碍就是散热。灯具传统光源已经十分成熟，像代表性光源一一卤钨灯，虽然光效不是很高（约201m/W），但价格低廉。高压氙灯虽然价格相对较高，但安全、高效、节能，而且体积小，灯具设计简单，因而倍受青睐。
      LED要在汽车头灯中取代传统光源，并非是一件容易的事情，需要解决以下几方面的问题。一是亮度输出。灯具的亮度要求是：近灯900 lm，远灯1 1001m，整体为2 000 lm，约是Lumileds公司的40个1W的LuxeonLED在25℃时的总光源输出。这类LED当环境温度升至5 0℃时，效率会降至80％以上。为提高亮度，需要更多数量的LED，这不仅会引起成本增加，而且会使LED的故障率增加。二是散热问题。传统光源产生的热虽然远远高于LED，但不会因高温而降低其光输出。然而，LED光输出却会因结温升高而下降。因此，散热问题在LED灯具设计工作中至关重要。为防止LED过热而烧毁，需要为其加装散热片。由于灯具需用很多个LED，加设散热片后体积会过于庞大，难以纳入灯具之中。三是光学设计。利用LED作为光源设计灯具，需要把传统的柱光源变为面光源。为得到需要的流明输出，LED需要较大的封装面积，致使光学设计难度增大。在目前一些概念车上，都以模块化设计取代现有的单一灯室设计，利用多组灯光源来达到传统灯具的照明水平，从而减小了光学设计难度，并增加了车体造型设计感。

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