在昼夜温差很大或者湿度很大的天气条件下，如果大灯出现雾气是一件让人非常恼火的事情，不仅影响了汽车大灯的透光率，照明效果又昏又暗，甚至可能很难看得清路面状况，也没有办法发出正确警示信号，对行车安全埋下了巨大的隐患。此外，大灯起雾还容易使大灯形成散光，不能正确地形成恰当的聚焦，对相对方向的车辆造成刺眼的光污染；更糟糕的是，它还容易对灯组的相关电气元件造成腐蚀等严重后果，破坏灯组的光学效果，长期以往会影响相关零部件的使用寿命。

车灯起雾的原因

1、汽车大灯结构设计原因：因汽车大灯腔内结构设计不同，温度场、流动场、材料的选用不同，起雾的概率也有所差别。灯泡附近的温度最高、远离灯泡的部位温度最低，大灯内部越规则，各部件之间的间隙越大，空气流通越好，就越不容易起雾。狭窄区域则恰好相反，气流无法流通，更容易在这些部位起雾。

2、大灯内部存在凝结核心：从物理的角度看，当尘埃等颗粒物进入大灯灯腔、配光镜或者灯罩内表面，都因为表面不光滑，从而为空气水分子找到凝结核心创造了条件。此外，大灯总成的密闭性变差，改装车辆的大灯时，遇到没有经验的小师傅，将大灯拆开又合上，湿润的水分子就很容易进入灯腔内。

3、外部环境变化：最常见的是，在车辆涉水或者暴雨过后下，发动机散热系统也是影响大灯是否会起雾的原因之一。因为在密闭的发动机舱内，水被高温的发动机舱蒸发成为大量水蒸气，容易通过通气管或通气孔渗透到汽车大灯灯组的内部。洗车时太过于暴力，拿高压水枪冲洗发动机舱，也是同样的道理，会加剧水分子进入灯腔的机会。

4、车灯密封性不好导致雾气：如果汽车大灯进水，从外表看并不是白茫茫的雾气，而是会在大灯灯罩上出现更大的水珠，在灯腔下部会看到明显的积水。这种情况主要是由于大灯总成的密封出现问题，或者直接是外壳出现破损、渗透以及破裂等情况。与大灯起雾容易自行消除不同，汽车大灯进水属于严重的维修问题，一般都很难修补，需要更换大灯总成才能彻底解决问题。

汽车行业对且车灯起雾问题提出的要求

从物理原理来说，热湿空气预冷，出现冷凝水凝结时常为难以避免的物理现象，但是从客户角度来说，起雾应该是一个尽量避免的现象。GB-10485中，我国的法规并未对车灯起雾方面提出详细的试验要求，但是各个汽车主机厂是都有各自的法规标准的，各家法规的总结如下：

1、淋雨试验条件下，不允许车灯起雾。(很多情况下，有些灯具是做不到这一点的）

2、车灯在某些实验条件下起雾，需要再室温无淋雨条件下点亮，一定时间内结雾完全消散消散

3、车灯在淋雨条件下起雾，点亮后规定时间内面罩上结雾面积，消散到5%面积以内。

车灯开发过程如何解决灯具起雾？

在于车灯结雾做长期斗争的过程中，有经验的工程师们总结出了一下几点策略：

1. 加强灯具内外部空气对流，透气孔高低落差设计。
2. 对于低温高湿度区域，防止低温区域的空气流动，或者加强该区域的空气流动来增强去雾能力。
3. 防止易结雾区域温度过低。
4. 调整机务区域的附近的装饰框边距，也可以将边角区域做一些花纹遮挡。

在车灯设计生产过程中，工程师们为了避免车灯产品出现结雾，在开发过程中有如下一些关注点：

1、设计过程

1. 透气帽位置、布局上的设计分布。
2. 装饰框与面罩的间隙。
3. 面罩尖角位置背部的空间与换气设计。
4. 易结雾区域加花纹等修改。

2、仿真分析

1. 高湿度低温度区域的分布。
2. 灯具内全局的气流的流向。

3、工艺过程

1. 装配现场湿度。
2. 灯罩内表面洁净状态。

车灯雾气仿真分析技术

1、基于稳态仿真的温湿度分析

温湿度的变化是湿气冷凝的必要条件，因此在车灯稳态分析中的温度场、湿度场、速度场等数据，可以为我们带来很多有用的信息，根据经验标准可以快速分析出结雾的风险区域。

2、基于瞬态仿真的液膜变化分析

新的液膜仿真技术可以模拟仿真气相水冷凝后，在物体表面产生的液相膜厚度变化。在这中模式中，我们可以模拟不同点灯时序逻辑，淋雨状态变化下的灯具冷凝液膜变化。因为需要计算随时间变化的瞬态过程，因此这类仿真相对稳态仿真需要耗费更多计算时间。但是相对结果更加直观，可以直接看到水气在车灯面罩上的结雾和除雾动态过程。

从汽车灯具的发展历史过程来说，汽车灯具经历过卤素灯、氙气灯、LED灯的潮流发展。无论是那种灯具，在研发设计过程中工程师们一直在面对着热设计方面的挑战；潮流设计趋势是灯具造型设计越来越复杂，光学方面的要求越来越高，间接的压缩了散热空间的设计，又提高了光源的功率要求，热学风险的确认在灯具设计过程中成为了一个非常重要的过程。

在车灯研发过程中，各个企业都研究出了一套自己的温度试验经验标准，不同的灯具有不同的试验要求，同样的灯还也有多个不同的试验流程，这些复杂的试验流程，将保证灯具在各种工况的使用下，保持灯具的热稳定性。

某汽车集团，对车灯提出的相关热试验要求：

在车灯设计过程中，为了能避免灯具在后续的热试验失败，工程师们将联合结构设计，材料选型，电路设计，散热设计等多个方面进行综合设计后，通过热仿真以及样件温度实验的方式来初步确定设计方案的可行性。在这个过程中，几个不同职位岗位的工程师将在一起头脑风暴去解决分析出的热风险。

在车灯热模拟分析中，工程师将会让灯具在最极限的工作环境温度下，模拟点亮各个光源后，得到各个主要零部件的模拟温度，进而用这些模拟结果来进行判断灯具的热风险，风险的关注有以下几个方面：

• 塑料零部件是否会因温度过高出现软化失效？
• 镀铝涂层是否会因高温出现变形脱落？
• LED灯珠是否会的热衰过多，导致亮度无法满足光学要求？
• PCB板上电子元器件是否会出现焊锡融化，导致元器件脱落？

以上疑问，都可以在车灯热模拟分析仿真中得到可靠的仿真结果，进行风险判定。

透镜式设计带来的问题

透镜式的设计在车灯设计中在光学设计方面有独特的优势，同时在视觉效果上也给汽车带来了“画龙点睛”。但是在透镜大灯的普及应用中，出现了一些新的困扰。

透镜大灯在市场检验过程中，偶有反馈装饰框出现原因不明的条状区域烧伤，经过工程师们的分析，后来确定烧伤原因来自太阳光灼烧。

透镜因为其凸透镜原理，可以对平行射入的太阳进行折射聚焦。如果在透镜下方正好设计存在一些辐射吸收率较好的零部件，将在辐射光斑区域产生高温区，进而发生灼烧损坏。

设计流程中规避风险的方式

有了前车之鉴后，汽车灯具研发的工程师们，就开始考虑在灯具研发过程中对这种太阳光聚焦的风险进行规避。在灯具设计初期，可以通过数值仿真的方法，模拟太阳光聚焦对灯具零部件带来的聚焦效应；此外，在量产前可以用样件进行模拟太阳光照射的实验进行风险验证。

数值仿真聚焦分析

在太阳光聚焦仿真过程中，可以模拟太阳光在车灯前部左右90°，高度90°范围内的各个角度入射的太阳光，在灯具中的光线传播后，对灯具带来的热辐射吸收后的温度影响，从而快速分析太阳光聚焦的风险。

【1】太阳光聚焦对汽车大灯的“作用”

【2】GMW 14906 Lamp Development and Validation Test Procedures

车灯是个在汽车产品中，是一个相对来说结构复杂，设计水平相对要求较高的产品，使用的材料和工艺范围很广泛。在一线品牌中，车灯技术的技术竞争也是非常激烈，近20年来，车灯领域的技术不断迭代更新，是一个在不断持续发展的高新技术行业。

在汽车灯具的研发设计过程中，对灯具产品的热学可靠性、力学可靠性往往通过CAE分析在设计初期过程中进行仿真预测，可以对95%的风险问题进行规避。

车灯CAE分析技术包括光学仿真、热学仿真、结构力学仿真。

光学仿真：

光学仿真技术在车灯领域介入主要有车灯光学设计，以及聚焦分析。

光学设计：

车灯因为其光学功能的不同，分为照明类灯具和信号类灯具。照明类灯具顾名思义，主要提供一些光学照明功能，其中大灯远近光功能便是最主要的照明功能提供，另外还有非法规强制要求的前雾灯；信号类灯具主要包括转向灯、后尾灯、制动灯等，作为汽车使用中其他车辆或行人提供灯光信号的功能的灯具。

针对不同的灯具功能光学法规要求，不同国家与地区有不同的强制法规要求，因此在灯具设计初期，将会按照汽车的目标销售区域的光学法规要求进行针对性设计。目前比较主流的设计软件为LucidShape和Speos，两个软件各有所长。

聚焦分析：

汽车灯具光学系统的设计千差万别，但是无论是反射式和透镜式设计的方案中，总有一些因为光线能量过于聚焦到某处后带来的问题，因此在车灯研发过程中，逐渐加入了一些光学自聚焦和太阳光聚焦分析的验证流程，从而在设计初期避免这些风险。

热学仿真：

在车灯设计过程中，热学工程师的对车灯的设计方案有以下几个关注点：

1. 车灯是否会在使用工况下结构件是否会产生热变形失效。
2. 电子元器件是否会因为过热带来热问题失效。
3. 车灯在使用过程中是否会产生产生结雾。

而这几个问题的信息，往往可以通过CFD热仿真过程，提取相关信息得到答案：

1. 仿真工况中塑件局部温度是否超过该件的许用温度。
2. 仿真工况中电子元器件节温是否超过元器件结温。
3. 仿真中面罩内表面状态（温湿度情况，液膜凝结情况）。

结构仿真：

振动仿真：

汽车车灯同其他汽车零部件一样，在汽车使用过程中，将面对来自路面的激励、发动机舱的振动激励。若这些激励接近车灯自身固有频率，车灯将产生共振，在共振环境下，车灯的振幅水平大幅上升，将会严重影响车灯使用寿命。目前几大主流结构仿真软件仿真都可以基于模态->随机振动的分析模式，对车灯进行振动模拟分析。

静力学仿真：

在结构设计初期，一些CAD设计软件自带的静力分析模块，也可以对灯具的安装点等一些安装应力进行一些静力学分析。可以让结构工程师在最快的时间内进行一些结构设计的校核。

卡扣仿真：

在灯具设计中，很多一些结构件的安装会使用塑料卡扣的安装形式，例如底壳与一些反射镜、装饰框等塑件之间的安装。