汽车灯具散热方式与方法研究(2)

（５）折叠法。折叠法也属于两段成形法，它的鳍部是以金属片折叠而成，通过折叠来增加散热表面积，然后，再将鳍片以焊锡或铜焊接的方式与底相连。由于作法与插片法相近，因此，接合处的热传导性较受考验。但都具有较高的散热效率（见图９）。

（６）包胶法。此法为一体成型法，属于前述铸造法与插片法的有机融合，鳍部与底部分开制造，先将鳍部小部分置于模腔内，再浇入熔融导热金属形成底部，底部包裹鳍部，冷却后形成散热器。优点是消除了鳍片及底部材料的接口热阻，故热传导性高，同时分开制造使鳍片的高度增加，散热表面积增加，进而散热效率提高。缺点是成本比前述的铸造法高。

（７）锻造法。锻造法属于一体成型法，它是用极高的压力将散热金属敲入模腔内，从而形成散热片形体。还可区分为热锻与冷锻，技术上热锻较容易，冷锻较精密，并且冷锻而成的散热鳍片强度较高。总体来说，锻造法可制造出较长较高的散热鳍片，且与散热底部一体成型，散热效果较好（见图１０）。

（８）切削法。切削法也属于一体成型法，将散热金属块以刀具进行切削，切削出弧状鳍片，并保留底部不切削，如此便形成一个一体且单一材质的散热片，弧形鳍片散热性更佳。应注意的是，铜质散热金属不易加工，因此，切削法不适合铜金属加工；目前，切削法多用于铝质散热金属（见图１１）。

2．２ 材料选用及表面处理

2．２．１ 材料选用

从材料的导热性能来说，由高到低依次为银、铜、金、铝。其中金、银的价格昂贵，不适合大量使用；铜的导热性比铝好，但铜的密度比铝大且加工成形性差；铝的导热性良好、重量轻、比铜便宜且耐腐蚀、使用加工设备可以制作成各种复杂的形状。因此，铝被认为是制作散热器的最优材料。鉴于各材料的特点，结合汽车灯具的特点：质量轻、安全、可靠。散热系统推荐使用铜铝结合技术，外加主动散热。

2．２．２ 表面处理

通常散热器的表面颜色制成银色、黑色、金色及其他鲜艳的颜色，由于黑色的热辐射能力最强，在自然对流的条件下，黑色的散热器比银色的散热能力提高５％左右，而金色及其他鲜艳的颜色，散热能力增加极小，但对表面能起到保护作用。在强制冷却条件下，散热器表面颜色对散热性能没有太大影响。

对于汽车灯具的散热系统设计，采用上述哪种制造工艺，选用哪种材料及表面处理方式，需要根据汽车灯具所允许的占用空间及相关技术边界来综合拟定。

3 散热仿真

不可否认，近年来ＣＡＤ技术的飞速发展为工业设计带来了革命性的巨变，ＣＡＤ仿真技术的诞生提高了设计的可靠性，大幅度地减少了实验成本。

当然，不管项目多复杂或应用领域多广，无论是结构、热传导，还是声学分析，对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解的基本步骤是一样的，只是具体公式推导和运算求解不同。

散热器的设计优化与仿真软体，推荐使用Ｏｆｉｎ。Ｑｆｉｎ由Ｆｌｕｅｎｔ公司Ｉｃｅｐａｋ Ｔｅａｍ和Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＡＴＴ）公司共同研制开发的设计和优化散热器的专业软件。Ｑｆｉｎ包含现今常用的多种类型散热器，材料和热源的模型库。用户可以调用或创建各种形状和类型的散热器或热源。它还提供了总体和局部等多种类型的边界条件。能够解决强迫对流，自然对流，辐射，定常和非定常等多种热物理模型。它还能够实现２Ｄ和３Ｄ的直观的后处理结构，提供数值报告。它使用简单、快速。用户入手快，方便实用。适于普遍推广。Qfin用户界面如图12。

灯具整灯的散热仿真同样遵循有限元分析的基本步骤，常用的汽车灯具散热仿真软体主要有：Ｆｌｏｈｔｅｍ、Ｉｃｅｐａｋ、ＥＦＤ、ＣＦＤｅｓｉｇｎ等。推荐使用ＥＦＤ，该软体比较适合于工程技术人员使用，不需要专门的流体力学背景，操作使用简便、可靠。EFD用户界面如图13。

ＥＦＤ散热分析遵循的步骤见图１4。

4 结语

汽车灯具的散热问题是未来新兴光源被采用所必须面对的一个重要课题，除本文介绍的一些散热管理系统核心零件的制造工艺与仿真技术外，相信未来还会有基于灯具散热管理系统的新技术被发明出来，期待更先进的散热管理系统问世，为汽车灯具的热管理保驾护航，为汽车驾驶者及其他道路使用者带来更光明、更安全的汽车照明产品。

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参考文献

１ 彭胜钦，莫新明．ＬＥＤ汽车灯具设计技术研究［Ｊ］．科技创新导报，２０１０（１４）

２ 陈永当，任慧娟，武欣竹．基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ的有限元分析方法［Ｊ］．ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化，２０１１（９）

３ 张志辉，全建辉，陈效华．基于三维软体技术的全ｌｅｄ红外灯散热设计与仿真［Ｊ］．科技创业月刊，２０１２（７）

（责任编辑 何 丽）

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