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LED照明人必看!汽车前照灯应用HB LED的几个关键问题探讨

导读: 当前,在汽车照明与信号灯具方面,如转向灯、牌照灯、刹车灯等方面确实有较多车型已经应用了LED灯具,但在前照灯领域的应用至今依然鲜有,仅奥迪A8L等极少数车型采用。

  高亮度发光二极管(下称HB LED)作为光电半导体器件,已经广泛应用到指示、显示、照明等领域。业内人士普遍预期HB LED将在汽车照明领域得到普遍应用。当前,在汽车照明与信号灯具方面,如转向灯、牌照灯、刹车灯等方面确实有较多车型已经应用了LED灯具,但在前照灯领域的应用至今依然鲜有,仅奥迪A8L等极少数车型采用。此现状与普遍预期的差距固然有材料成本因素,但是HB LED单模块功率不足和大功率应用热管理要求高这两个技术瓶颈仍是未能广泛应用的关键。笔者通过深入了解现代汽车对前照灯的性能要求,就以上两个关键问题进行一些探讨。

  前照灯应用HB LED的优势

  LED从上世纪50年代诞生到现在经历了过半个世纪的发展,适用于照明的高亮度白光LED于90年代中后期取得突破,十几年来拓展HB LED的应用一直都没有停止过。HB LED应用到汽车前照灯领域可获得的以下特性:

  超长的使用寿命和优越的可靠性

  HB LED的预期使用寿命约50000小时,远远超过现有卤钨灯、充气灯甚至氙灯的使用寿命,此外无灯丝、无空腔、结构坚固,不易受颠簸振动而影响正常工作,可靠性高;

  优秀的电光转换效率

  此前(2011年底)HB LED光效记录已经达到了230Lm/W,是氙灯的近三倍,更是卤钨灯、普通充气灯的十数倍以上。达到照度要求的情况下,降低功耗能有效降低发电机、蓄电池负荷及导线截面积,利于车辆向轻量化发展的需求;

  极短的响应时间

  普通灯泡由于灯丝热惰性,启动时间约250mS,氙灯需要建立启辉高压,启动时间则更长一些。LED的启动时间只在nS级,这一优势在极端情况下能为前、后车提供更多的反应车距;

  汽车前照灯对光源的特别要求

  前照灯的配光应使近光具有足够的照明和不产生眩目,远光具有良好的照明。

  前照灯包括远、近光灯,不论两灯制还是四灯制车辆,都要求光束有良好的汇聚和特定的分布,通过透镜、反光镜进行汇聚要求光源集中,以利于配光镜对车前照明进行配光,照度和配光同等重要。

  前照灯应具有良好的散热性,防止光源热堆积,前照灯即使在低温凝冻的环境下仍能正常工作。

  汽车前照灯当前形势下仍然是汽车常规灯具中功率最大的,灯具高温失控将是很危险的火灾隐患。同时灯具高温也给其自身也带来工作稳定性和使用寿命的影响。此外,灯具热堆积将导致光源色温改变,使雨雾环境下光线穿透性能和反射光强度等产生变化,将影响驾驶安全。

  前照灯应用HB LED必须解决的关键技术问题

  根据前照灯对光源要求的以上分析,以及HBLED技术现状,笔者认为汽车前照灯应用HB LED在技术上主要存在以下两个关键问题。

  开发小型大功率模块的需求非常迫切

  就率先应用HB LED到前照灯的奥迪A8LW12车型而言,为达到照度要求,每侧使用了76个LED光源。以近光灯为例,单侧能耗达到了40W。且构件之复杂、组合之精密远远超出普通前照灯总成的结构和技术水平。

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