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车灯雾气解决方案探讨

今天给大家介绍一下车灯雾气的解决方案,文章资料来源施柏德,欢迎大家加群指正交流。



一、如何有效减低车灯雾气?


问题本质:如何有效降低水分的进入方式


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二、思考:水的进入方式有哪些?


在前照灯内部的空气中,可通过三种不同的转移机制将水分(即诱导凝结的形式)添加到前照灯内部的空气中。


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>>塑料部件和外壳材料的水蒸气吸附;
>>水蒸气透过塑料外壳和透镜材料;

>>通过通风系统的对流和扩散水分传递【本文只针对这个问题去探讨】。


参考资料:https://www.gore.com/news-events/news/a-new-level-of-protection-against-headlamp-condensation


三、为什么LED灯特别容易凝露?【冷凝】


当镜头温度下降到车灯内部露点以下时,汽车外部灯具就会发生凝结。LED技术改变了灯具内部的热力学条件,进一步增加了冷凝形成的风险。


>> LED灯发出更少的热量;
>> 在LED灯中,热源位于灯的后部,因此较少的热量指向透镜,从而导致透镜温度降低(LED灯源位置变化);
>> 新的灯包含更多的电子元件,相应地增加塑料的数量,进一步增加加热过程中释放的水量;

>> 随着灯的结构设计变得更加复杂(如右图所示),外壳的前和后通风孔之间的开放路径被限制,进一步限制了可能有助于抵消冷凝的湿气扩散。


四、当前的众多解决方案


所有传统的解决方案在不同程度上都是部分有效的,主要取决于环境温度和压力、操作/环境条件等随机变量,以及车辆是在移动还是静止。


1)对流系统(带有迷宫或开孔泡沫的橡胶管/盖子,或带有无纺布材料的帽孔)几乎不提供扩散的水分传输【贵公司选用的方法】
典型案例:U型橡胶管、日东Nitto Denko的灰色和棕色透气帽

特性特征:无防护等级、粉尘相对容易进去,消除雾气较快


2)具有e-PTFE膜通风口的扩散系统-用于许多应用的连续均衡压力,并防止灰尘和水进入。膜通气孔也从灯壳传递水分(通过扩散),不管是移动的还是静止的。然而,扩散是依赖于环境条件和灯内部条件的被动过程
典型案例:美国Gore,施柏德(SST)背胶型透气膜及透气帽

特性特征:可通过IPX7、IPX8,压力平衡,消除雾气较慢


3)防雾涂层不会去除任何水分--它们会改变内部镜片表面的能量,从而使冷凝“纸张”而不是停留在液滴中。这种涂层限制透镜设计选项。并且它们具有有限的寿命,之后水滴将形成,在透镜内部产生斑点和条纹。
典型案例:防雾涂层

特性特征:干燥后产生斑点和条纹


4)不可再生的干燥剂袋有时被放入灯具或灯包装中,以防止运输和储存过程中的湿气。取决于干燥剂的数量和相对湿度,这些袋子可能运作几个星期或几个月,直到它们变得饱和。到那时,它们就停止运作了。
典型案例:干燥剂

特性特征:短期有效,不可重复利用


5)风扇(从散热片吹热空气到镜头)会更快地烘干镜头,但不会做任何事情来降低露点或前照灯外壳内的水分。
典型案例:风扇

特性特征:加速空气流动,对水分无影响


Gore的最新解决方案:


CMD使用电能和再生干燥剂的组合来主动地从前照灯内部去除湿气,降低内部灯露点,因此透镜温度中的快速下降不会导致冷凝。即使在极端潮湿的天气下,CMD 也积极地从头灯中去除湿度和湿气,同时提供防尘和水进入保护和压力均衡。【好像还没上市?】


五、日东(Nitto Denko)、湘火炬、施柏德(SST)透气帽对比说明


图片

说明:(具体数据检测,见测试报告)



Nitto的透气量测试值展示


1)其中,C2-NTF1026-L01、BD-T78-01-45、湘火炬-7.8mm(小)安装内孔均为7.8mm,并且均可以通过IPX8测试,属于拥有典型的“e-PTFE膜”特征,适合用于对防水要求较高的场合;


2)C2-NTF9208-L01、BD-T78-01-500、某公司-12.5mm(大)透气量均在8000~10000ml/min@7kPA,且防水性均十分弱,属于“对流系统”类别,即防护等级要求不高的场合比较适合用该种类型的透气帽;


在保证拥有接近的防水性与透气性的情况下,即BD-T78-01-500与某公司-12.5mm(大)的防水性与透气性能十分接近,由于前者的规格为7.8mm的而后者的规格为12.5mm,因此,相比于大规格透气帽,小规格透气帽的成本要低30~50%左右


注意:

1)IPX7测试:1米水柱压力下,透气帽保压30min不渗水;

2)IPX8测试:2米水柱压力下,透气帽保压30min不渗水。


六、透气量大小的选择原则


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以Gore的分析为案例


注意:

1#虚线为泄露值;2#为完全密封的壳体;3#为未采用防水透气膜的IP等级壳体;4#安装了Gore的防水透气膜产品


分析:
1、2#为完全密封的壳体,随着时间的延长(降温过程),壳体内部形成的负压最大可以达到-140mbar,此时壳体为完全密闭,水分无法被吸进来;
2、3#未安装透气膜的IP等级壳体,当壳体压力增加到泄露值时,外界的水蒸气就会被吸进去,并且无法排出壳体;

3、4#安装透气膜的壳体,由于透气膜有压力平衡的功效,随着时间的延长,压力就立马恢复到了0,并且形成的负压小于35mbar时,水蒸气是不足以被吸进壳体内部。


图片


因此,

当对于防护等级有要求的情况下,选择曲线为绿色和黑色所对应类别的透气膜,在压力曲线上形成的负压均小于35mbar,在这样的压力下,是不足以将外界水蒸气吸进壳体内部。


增加透气量的方式:
l增加有效透气面积;

增加透气膜数量,但是成本会大大增加


更多车灯防水透气膜及透气帽信息,请参考:https://www.spider-amoy.com/product-category/porous/car-waterproof-breathable


关于施柏德 


施柏德(SST)是一家以材料科技为本的含氟材料的技术研发与创新的公司,专注于PTFE多孔材料研发和应用研究。经历近10年多的历程里,SST一直专注于解决最严苛环境中的复杂技术难题,无论是传统汽车的车灯、电子设备、还是新能源汽车的三电(电池、电控、电机系统)、亦是户外电子设备、消费电子、小家电、溶液包装等等。如需了解更多详情,敬请访问:www.spider-amoy.cn(施柏德中文网站) 或www.spider-amoy.com(施柏德英文网站)


施柏德(厦门)科技有限公司

Spider (Xiamen) Technology Co., Ltd.

地址( Address):  福建省厦门市集美区诚毅北大街8号B区02栋1402B(营销中心)

福建省厦门市集美区新坂路66号永顺工业园(工厂)

电话( TEL.):  +86 0592-6519010


文章来源:施柏德


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