基于微通道与热电制冷技术的led前照灯散热分析

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1、万方数据基于微通道与热电制冷技术的LED前照灯散热研究第四章热电制冷散热性能试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．1热电制冷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．1．1热电制冷基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．404．1．2热电制冷性能参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．414．2热电制冷散热器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．2．1散热器结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．2．2热阻网络模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．454．3试验测试系统⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．3．1测试系统布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．464．3．2试验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．474．4散热性能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．5散热性能影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯514．5．1风扇风速和液体流速的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．514．5．2TEC驱动电流的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．524．5．3环境温度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．554．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59第五章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯615．1全文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯615．2工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．68在学期间发表的学术论文及其它科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．69VI万方数据江苏大学硕士学位论文1．1研究背景和意义第一章绪论德国工程师卡尔·本茨(K

4、arl．Benz)在1885年研制出了世界上第一台汽油机三轮机车，标志着人类从此进入了汽车时代。20世纪80年代以前我国的汽车工业还相对薄弱，如今汽车工业已经成为我国国民经济的支柱性产业之一，汽车工业的飞速发展对汽车照明提出了越来越高的要求。现代化的技术手段在汽车产业中体现得淋漓尽致。照明系统作为汽车的关键部件之一，对行车安全起着至关重要的作用IlJ。图1．1所示为现代车用照明系统，包括前照灯、信号灯、日间行车灯、内部照明灯、尾灯、倒车灯等。据相关部门统计，汽车总行驶里程的25％是在夜间或雨雪天气等自然光线不足的情况下进行的，而在此期间发生的行车事故却占到33％【

5、21。照明系统的设计不但要符合法规上安全性的要求，还要满足外型要与整个汽车的外型融为一体、美观实用、符合空气动力学、使驾驶员和乘客感到舒适、方便等要求13圳。图1．1现代汽车中的照明系统Fig．1．1Thelightingsysteminmodemmotorvehicle前照灯是汽车在夜间或大雾、雨雪天气中行驶时，为照明道路、辨认前方障碍物的照明灯具。前照灯15l是车用照明系统中要求最高、结构最复杂、设计和制造难度最大的灯具。前照灯的技术水平随着汽车制造工业的发展也在不断地提高，其发展变化代表了车灯的整体演变。如图1．2所示，汽车前照灯光源的五个重要万方数据基于微

6、通道与热电制冷技术的LED前照灯散热研究的发展阶段‘61为：乙炔灯、白炽灯、卤素灯、高强度气体放电灯(HighIntensityDischargeLamp，HID)，发光二极管(LightEmittingDiode，LED)。功率级白光LED的成功研制掀起了照明领域的又一场革命，LED逐步取代传统光源并已被广泛应用于汽车工业中【71。与传统光源相比，LED具有理论发光效率高、体积小、寿命长、响应快等特点【8‘11】。弟日吆≮第二代：自炽灯第三代：卤素灯隧臼■第五代：I．ED第四代：HID图1．2汽车前照灯光源的发展Fig．1．2Developmentofautom

7、otiveheadlamplightsource光效是衡量光源节能性能的一个关键参数，LED的发光效率较高，可达80％以上[51。尽管目前商业化的LED光效还仅为100"～1301m／W，但近年来一直处于稳步上升阶段，白光LED的理论光效可以达到350lrn／W以上。目前，在实验室中的LED光效已超过200lm／W，且随着工艺的进步和新材料的制备，其发光效率提高的速度大约为每10年提高10倍。LED的使用寿命长(10万小时以上)，基本上能保证在汽车的使用寿命期内无需更换光源，既可免去维修费用，又能间接的实现节能与环保。由于LED是固态冷光源，且无玻璃外壳、钨丝等部

8、件，所以L