随着汽车工业的蓬勃发展,交通密度逐渐提高,行车安全已成为一个不容忽视的问题。前照灯作为汽车的点睛之笔,其重要性日益凸显,各车企对汽车前照灯的设计要求也越发严格。传统的卤素光源前照灯已经无法满足市场的要求。新型的LED(Light Emitting Diode)光源凭借着光效好、寿命长、节能环保、体积小等多种优点已逐渐得到市场的认可与肯定。而LED车灯的热设计存在两方面问题,一方面,LED车灯温度过高会导致发光效率降低、使用寿命大幅缩短;另一方面,由于LED的普及,更多的透镜得到了应用,前照灯面临阳光灼烧等问题。因此对LED汽车前照灯进行热设计显得非常重要。本文以传热学、计算流体力学、几何光学等学科知识为基础,针对LED前照灯的散热和阳光照射相关问题,应用理论分析、有限元仿真和实验验证等方法进行了如下的研究工作:(1)对LED前照灯进行仿真建模方法研究。对某车型LED前照灯进行模型建立和适当改进处理,重点研究LED车灯前处理建模方法,根据热能传递过程建立适用于求解器的LED前照灯计算模型。说明LED前照灯简化建模方法的适应性。(2)在自然对流条件下对LED车灯散热仿真性能研究,研究LED前照灯散热仿真方法,获取LED前照灯点亮工作时的温度场和流场等分布情况。研究LED散热基板和散热器材料参数对散热性能的影响,进行关键部件材料的对比分析,为LED车灯热设计提供一定的参考。(3)针对LED汽车前照灯在阳光辐射下存在聚光的问题,提出了一种利用光学跟踪软件模拟不同角度阳光聚光情况以及风险表面能量分布的方法,并根据已建立LED前照灯辐射模型来模拟和改进车灯阳光辐射下聚光区域的温度场分布。(4)设计实验方案,根据LED车灯实际工作特点选取仿真验证方法,对某款LED前照灯光源进行温度测量和阳光辐射实验。通过误差和外观分析,验证前照灯热仿真建模方法的准确性。综上所述,本文主要研究了大功率LED前照灯散热设计、阳光辐射仿真建模方法,分析了LED前照灯稳定工作的温度场和内部流动情况,以及在阳光辐射条件下LED前照灯的阳光聚光判断方法、能量分布和温度场分布情况。这一研究为前大灯热设计优化提供了一定的参考,有利于提高LED汽车前照灯的设计质量和使用寿命。