초록
기존에 차량용 안개등으로 사용되었던 할로겐 광원은 전력소모가 증가하고 수명이 짧기 때문에 이러한 단점을 극복하기 위해 자동차 광원은 LED로 점차 바뀌고 있다. 그러나 차량용 LED 안개등을 점등하였을 경우에는 LED에서 발생하는 고열로 인해 안개등 수명을 단축시키는 단점이 있다. 안개등 내부에서 LED에 의해 발생된 열은 주로 히트싱크에 의해 배출되지만, 나머지 열은 거의 대부분 대류를 통해 외부로 배출된다. 이러한 대류에 의한 냉각효율이 저하되면 열에너지는 램프의 주요부품인 렌즈, 리플렉터, 베젤 등에 열을 발생시키거나 LED 광원에 고온을 발생시켜 LED 안개등의 수명을 단축시킨다. 따라서, 본 연구에서는 히트싱크에 의한 방열방식 이외에도 냉각효율에 중요한 영향이 미치는 대류에 의한 방열성능을 개선하고자 하였다. 이를 위해 차량용 LED 안개등 내부공기를 외부로 흡·배출시킬수 있는 통풍구 설치 위치를 결정하기 위한 열유동해석을 수행하여 최적의 설계가 되도록 하였다. 공기의 평균속도는 기존 프로토타입인 Case1에 비해 Case3, Case2의 순으로 증가되었고 Case3의 증가폭이 다른 Case에 비해 상대적으로 큰 것을 알 수 있었다. 이는 안개등 상·하에 설치된 통풍구가 온도차이에 따라 생성되는 대류현상을 적절하게 유도하기 때문에 공기의 속도 증가와 함께 열을 효율적으로 배출시켰기 때문인 것으로 판단하였다.
In order to overcome these disadvantages, the halogen light source, which was previously used as a vehicle fog light, has increased power consumption and a short lifetime, and thus, an automobile light source is gradually being replaced with an LED. However, when the vehicle LED fog light is turned on, there is a disadvantage in reducing the life of the fog lamp due to the high heat generated from the LED. The heat generated by the LED inside the fog lamp is mainly emitted by the heatsink, but most of the remaining heat is released to the outside through convection. When cooling efficiency decreases due to convection, thermal energy generates heat to lenses, reflectors, and bezels, which are the main parts of lamps, or generates high temperatures in LED, thereby shortening the life of LED fog lights. In this study, we tried to improve the heat dissipation performance by convection in addition to the heat dissipation method by heat sink, and to determine the installation location of vents that can discharge the internal air or intake the external air of LED fog lamp for vehicle. Thermal fluid analysis was performed to ensure that the optimal data were reflected in the design. The average velocity of air increased in the order of Case3 and Case2 compared to Case1, which is the existing prototype, and the increase rate of Case3 was relatively higher than that of other cases. This is because the vents installed above and below the fog lamps induce the convective phenomena generated according to the temperature difference, and the heat is efficiently discharged with the increase of the air speed.