随着LED半导体照明技术的不断进步和汽车工业的不断发展,LED汽车前照灯作为一种新型的节能环保型汽车照明光源,逐渐得到普及应运。LED汽车前照灯低能耗这一突出优点,与国家倡导的节能减排和发展低碳经济战略相吻合。此外,与传统的卤素灯和氙气灯相比,LED前照灯还具有亮度高、寿命长、启动快、体积小、结构设计灵活等优点,因此在未来的汽车前照灯领域,随着LED前照灯技术的成熟和产品成本的逐渐降低,LED前照灯必将取代传统的卤素灯和氙气灯。尽管LED前照灯优势明显,但配光设计、驱动电源设计和散热设计这三大问题是其研发难点,使得LED前照灯成本一直居高不下。特别是散热设计问题,一直是LED前照灯设计的最大难点,针对这一问题,本文进行了如下研究:(1)以热阻和结温作为研究指标,通过对LED发热原理进行研究,揭示了LED前照灯主要的散热机理—热量由芯片传导至散热器,再经过散热器和周围空气进行对流换热。(2)利用热阻网络,建立了LED前照灯散热的热学模型,并以市场上一款汽车前照灯产品为样本,利用ANSYS Workbench对该款车灯的散热系统进行了热稳态仿真,得到了其温度分布,验证了该款车灯采用的主动式风扇散热设计能够很好地满足散热要求。(3)根据LED前照灯光源热量的传导路径,分析了从芯片封装、金属基板、热界面材料、到散热器等各个环节的设计对整个系统散热产生的影响。(4)通过ANSYS Design Xplorer优化工具,对LED前照灯最常使用的肋片散热器进行结构优化设计,研究了肋长、肋宽等六个设计参数对肋片散热性能的影响,得出了肋高是对肋片散热性能影响最大的因素这一结论。经过优化设计,肋片散热器的最高温度由79.6℃下降到70.8℃,满足了设计要求(设计最高温度为73℃)。