专家教你：如何应对汽车电子中的LED高效热管理

如今电子产品成本占到整车成本的30-40%左右，并且这一数字还在稳步上升。这些电子产品不仅包括功能性元件，如发动机控制单元、制动系统和传动系统控制装置，也包括了娱乐和导航部件。近来LED技术的使用出现了爆炸式增长，也正好说明了这一点。例如，在欧洲所有新车必须配备日间行车灯，而LED则因为功耗低和效率高的特点成为了首选照明技术。
高效的热管理非常重要，这是因为LED会不断散发出热量，并且LED的灯罩越来越小。随着亮度和功率的不断提高，被紧密排列在一起的LED（如汽车头尾灯）却无法用风扇等来降温。因此可靠性和性能势必会受到影响。当LED超过临界结温时，就会出现两个问题。首先，LED会变暗，颜色也会改变。其次，如果温度持续过高，它们的使用寿命就会缩短，继而过早报废。汽车LED的平均寿命有好几千个小时，这些问题会为制造商带来额外的保修成本。

良好的热设计对高效的热管理至为关键。LED元件是设计过程中的第一个环节（见图1）。元件设计师利用热分析软件和测量硬件对元件的材料和结构进行分析，以确保结点产生的热量能轻易地通过LED各层散发出来。子系统设计师会将LED排成阵列，并加入散热器和其他冷却装置，然后对产品进行再次分析。他们可能会调整LED之间的间隔距离或添加额外的冷却装置，以确保LED不会超过临界温度。最后一步通常是由机械设计师利用机械计算机辅助设计(MCAD)系统来完成，设计师会将排列起来的LED灯放进灯罩（如汽车前灯）里，同时利用先进的计算流体动力学(CFD)软件进行热分析。

图1：在LED设计的各环节进行热分析对良好的热管理是必要的
如果解决了元件层面的热管理问题并不意味着也解决了子系统的这个问题。而解决了子系统的热管理问题，也不代表系统的热管理问题就解决了。只有把所有热问题都解决了，才能确保这个设计具备良好的热管理。